1905年，愛因斯坦發表了4篇具有開創性的論文。最後兩篇就是後來的狹義相對論，其中第二篇是第一篇的補充，探討的是質量和能量之間的關係，並且提出了著名的質能方程E=mc^2。
這個方程讓我們知道物質是蘊藏著豐富的能量，如果能夠讓物質實現完全轉化，那麼物質釋放出來的能量就等於質量乘以光速的平方（mc^2，其中光速是3*10^8m/s)。所以，通過質能方程，我們就會發現，只要一點點的質量，就可以釋放出巨大的能量。一直以來，都有個說法：只要一個粉筆頭，就有能燒開夠地球人100年喝的開水的能量。那這個說法靠譜嗎？
物質能完全轉化成能量的形式嗎？
按照質能方程來看，物質裡確實蘊含了大量的能量。可問題是，我們很難把一根粉筆完全轉化成對應的能量形式。按照目前的物理學理論，如果要把物質完全轉化成能量，就需要讓物質和它的反物質發生湮滅，比如：正電子和電子進行湮滅，就可以獲得到完全的轉化。
可是我們要知道，粉筆是由原子構成的，而原子又是由原子核和核外電子構成的，原子核是由質子和中子構成的，而且構成粉筆的原子數量超級多。而我們在宇宙中能夠找到的反物質都是屬於少量的反物質粒子。比如：在一些高能的宇宙射線中，找到電子的反物質粒子正電子。
要製造出一個粉筆的反物質是幾乎不可能的事情，因此，也就不可能通過湮滅的方式來實現能量的完全轉化。
假設我們忽略這些，並且找到了辦法，可以製造出粉筆的反物質。那製造出來的這些能量是不是夠燒開地球人100年喝的開水的能量？
如果我們按照一根粉筆是2克的重量來算，那麼根據質能方程，2克的粉筆完全轉化成能量就是1.8*10^14J。
而如今全球人口大概是70億，每個人每天正常的飲水量是1500到2500毫升，我們就按照2L來算，如果都是把水從25度提升到100度，那麼根據公式，我們計算得到一個人一天燒開水所需要的能量E是630,000J，那麼70億人365天燒開水所需要的能量就是1.6*10^18J，100年所需要的能量就是1.6*10^20J。
也就是說，即便是把粉筆全部轉化為能量，這個能量要比全球人口100年燒開水所需要的能量小6個數量級。把粉筆的能量全部轉化成能量僅僅能供給5000人100年燒開水所需要的能量。如果要供給全球人口100年燒開水所需要的能量，那大概需要把10萬根粉筆完全轉化成能量，但這也是忽略了科技水平是不是可以達到這個水準。
核聚變反應
很多人會說，既然湮滅這條路沒法做到，有沒有可能用核聚變反應的方式？
在核聚變反應中，氫元素的核聚變反應是最高效的，反應前後也僅僅只有不到1%的質量以能量的形式市釋放出來，意味著這比用湮滅的效率低了2個數量還要多一點。
而粉筆的主要成分是硫酸鈣，並不是氫。因此，即便是我們想盡一切辦法讓粉筆進行核聚變反應，這個效率也會遠遠低於氫元素的核聚變反應。因此，這樣的效率就會更低一些。假設完全湮滅的能量都完全不夠，更不要說這種低效的核聚變反應了。因此，核聚變反應這條路也是行不通的，目前來看這條路徑的技術也依然是達不到的。那還有什麼辦法？
把粉筆扔進黑洞
人類在發射深空探測器時，發射出的探測器速度並不快，但科學家想到了利用大型天體引力彈弓的特點來給飛船加速。比如：在科幻片《流浪地球》中，電影裡的地球人也想利用木星的引力彈弓效應來給“流浪地球”加速。
大型天體的引力是可以給做功的。如果我們找一個引力巨大的天體，然後從這個天體上往下丟粉筆，那麼粉筆在掉落過程中，引力勢能就會轉化成其他的能量。比如，如果我們在地球上扔鉛球，鉛球會在地上砸一個“坑”，這個“坑”就是鉛球引力勢能轉化成物體的動能導致的。
如果我們選擇“黑洞”來釋放粉筆，而且是把粉筆碾碎朝著黑洞扔，那在粉筆灰掉落到黑洞時，由於黑洞的引力巨大，因此，就會巨大的引力勢能被釋放出來。這些引力勢能最終會引電磁輻射和中微子輻射釋放出來，然後我們拿一個接收器把這些能量接收下來就可以。
在這個過程中，釋放出來的引力勢能可以達到完全湮滅時的10%左右，要比核聚變反應更加高效一些。如果我們可以把100萬根粉筆碾成渣，朝著一個黑洞拋過去，並且可以把這些能量都回收，那麼這些能量就會夠全球人口100年燒開水所需要的能量。
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