答：太陽內部透過核聚變反應釋放大量能量，據估計，太陽每秒釋放大約380億億億焦耳能量，相當於人類當前生產力水平數十萬年消耗的能量，但是隻有22億分之一能輻射到地球。

太陽是地球生命的能量之源，人類使用的絕大部分能量，究其根源都來自於太陽，比如化石燃料是古生物透過光合作用固定下來的能量，水力發電是太陽能蒸發雨水，使雨水獲得重力勢能。

根據恆星演化模型的推斷，我們太陽已經有45.7億年的歷史，化學反應肯定是無法維持這麼長時間的能量輸出，在太陽內部，主要進行著氫元素向氦元素的聚變，從而釋放大量能量。

據估計，太陽每秒釋放3.8*10^26焦耳能量，質能轉換對應的質量虧損為400萬噸，而人類現階段每年消耗的能量大約是5*10^20焦耳，也就是說太陽每秒釋放的能量足足夠人類使用70多萬年。

但是這些能量只有極小部分能傳播到地球，地球軌道半徑1.5億公里，地球平均直徑12756公里，計算下來的話，大約只有22億分之一的太陽能量傳到地球。

太陽常數大約是1360W/m^2，也就是說在地球軌道上，垂直太Sunny的能量功率，大約是每平方米1360瓦特，由於地球是圓形的，所以不同地方的太陽夾角不一樣，接收到的太Sunny能量密度也不一樣。

目前人類文明等級大約是0.7的水平，還無法完全利用地球自身的全部能量，根據文明等級的劃分，當達到Ⅱ型文明時，我們就可以製造戴森球來獲取太陽輻射的所有能量。

然而在我們銀河系中，擁有近2000億顆恆星，可觀測宇宙中的星系超過1萬個，我們整個宇宙的恆星遠比沙灘上的沙粒數還多，可以說宇宙中的能量是取之不盡、用之不竭的，但是我們人類太渺小，現階段根本沒有能力開發外星球的能源。

太陽表面一秒鐘散發出來的能量總和，能夠支援地球人所需能量用多久？

在太陽形成的初期，其所在區域原本是由眾多星際物質（以氫為主的氣體物質和固體星際塵埃），在受到其它引力擾動的影響下，這些星際物質的執行發生偏移，從而不斷地進行碰撞，在碰撞過程中，有一定的機率相互融合，組合成質量更大的物質團，在萬有引力的作用下，可以吸附更多的固體塵埃和周圍遊離的氣體，從外界來看，這個星雲區域似乎發生了“塌陷”。隨著“塌陷”程度越來越重，這個中心聚合體的質量越來越大，由碰撞產生的能量持續轉換為熱量，使得溫度也越來越高，當質量達到一定程度之後，就形成了太陽的雛形。

當太陽中心區域的溫度達到700萬度以上時，就會激發內部氣態物質的核聚變反應，其中的氫原子核，也就是單個質子，透過鏈式反應聚合在一起，形成氦原子核，即兩個質子和兩個中子，同時產生兩個正電子，在此過程中釋放大量的能量。

而之所以釋放熱量，是由於在上述核聚變反應過程中，透過四個質子組成的一個氦原子核，其整體質量，要比四個獨立的質子質量小得多。根據愛因斯坦的質能方程，核聚變在質量虧損的過程中，會相應地釋放出能量，釋放能量的大小取絕於質量虧損的高低，其公式為：E＝mc^2。經過計算，四個氫核聚變成一個氦核時：

所損失的質量為：

Δm=4×1.008 142 u-4.001 509 u=0.030 959 u。

所釋放的能量為：

ΔE=Δmc^2=0.030 959 c^2=0.030 959×931.5 MeV=28兆電子伏，約合4.6×10^(-12)焦耳。

透過對太陽和地球萬有引力相互關係的計算，科學家們計算出了太陽的總質量，其推志的太陽質量公式為M=R*V^2/G，其中R為地球圍繞太陽公轉的半徑，V為地球公轉的線速度，G為引力常數，最後計算出的太陽總質量大約為1.989×10^30 千克。

在此基礎上，透過太陽質量、年齡的綜合分析，得出太陽的組成成分中氫元素的含量佔到70%左右，而每秒中參與核聚變反應的氫為7億噸，可見，這僅僅是太陽整體氫含量的極小一部分，因為太陽表面所吸附的氫元素，很多都沒有到達核心。而這部分極小比例的氫元素參與核聚變，所釋放出來的輻射能就足以支撐向內引力的平衡。這每秒7億噸的氫元素參與的核聚變，所釋放出來的以伽馬射線形式存在的能量為3.8*10^26焦耳，相當於1.3億億噸標準煤能量。

如果把地球上所有的生產生活所消耗的各種形式的能量，進行集中統計的話，大約摺合標準煤200億噸，換算成每秒的話就是634噸，而太陽每秒鐘釋放的能量為1.3億億噸標準煤，也就是說理論上可以供地球使用46億年。從這個數值可以看出，太陽所釋放的能量之大，是我們難以想象的，在地球能源供給日益嚴峻的形勢下，難怪會有人提出在太陽周圍建造戴森球的設想了，只不過以我們目前的科技水平，很長時間內都無法實現。

而實際上，地球所能接收到的太陽輻射，僅佔到全部釋放能量的極小一部分，很多都是向著宇宙其它方向散發，來到地球的太陽輻射，也有相當一部分被大氣層所折射，據測算，太陽輻射到達地球並且可以利用的能量，還不到總量的20億分之一。

太陽只是宇宙中很普通的一顆恆星，但是其每秒向外界釋放的能量，是我們很難想象到的巨大。需我們的銀河系就有上千億顆恆星，可觀測宇宙中更是數不勝數，可以看出宇宙中蘊藏的能量簡直是取之不盡、用之不竭。這也從側面反映出我們人類對宇宙的認知、探測和利用等級，都是處於非常低階的程度，人類在大自然面前，在太陽系面前、在宇宙面前是多麼的渺小和微不足道呀！

太陽的重要性之一在於，它為生物的存在提供能量。例如，地球上的生命，無論植物或者動物，完全依賴於太陽的能量。假如離開了太陽，地球將是一個黑暗寒冷的不毛之地，一片死寂。

既然我們如此依賴太陽，我們就應該弄清其工作機制和結構。太陽的能量從何而來？它一秒鐘散發出的能量究竟有多少？100年前，科學家們還不知道這些問題的答案。畢竟，人類沒有辦法在實驗室裡研究太陽，也不能從太陽上提取分析的樣本。

歐洲工業革命初期，一些人認為太陽是由類似煤炭的物質組成的。理由是將黑色的煤加熱到足夠的溫度，就會看到其開始發光。19世紀的科學家推斷，太陽可能會慢慢縮小，或者連續受到隕石的撞擊，其過程都會釋放出能量。

然而他們錯了。太陽不但不會縮小，實際上它還在逐漸增大，當然這種變化緩慢得難以察覺。隕石或者彗星撞擊太陽，即便發生，也是極低機率的天文事件，無法解釋太陽發出的熱與光。我們現在知道，如果太陽是個燃煤電廠，那麼它僅能維持大約6000年。

1925年，美籍英國天文學家塞西莉亞·佩恩（Cecilia Payne-Gaposchkin）首次提出，太陽主要由氫元素組成。而且，由於其他恆星的主要成分也是氫元素，這就意味著佩恩從本質上發現了宇宙的成分，但令人尷尬的是這與當時主流的看法相牴觸。大多數人都從未聽說過她。後來進一步的光譜分析充分證實了佩恩的發現。

如今我們已經知道，太陽是由71%的氫（自然界中最簡單的元素）、27%的氦（第二簡單的元素）和2%的重元素構成的。所以太陽不過是一個龐大的熱氣態球體。

太陽非常之大，直徑橫跨140萬公里，是地球直徑的100倍。假如太陽是空心的，那麼能夠裝得下130多萬個地球，令人歎為觀止。

一個巨大的充斥著氫和氦的熱氣球是如何產生恆定的能量輸出的呢？答案很簡單：核聚變（nuclear fusion）。

直到20世紀30年代末，美國物理學家漢斯·貝特（Hans Bethe）找到了科學答案。在太陽的核心，由於引力作用氣體被外層的重量強烈壓縮，密度達到鉛的13倍。在這樣的極端條件下，原子核聚合在一起，這就是核聚變反應。

上世紀50年代美國第一次小型氫彈試驗表明，核聚變釋放的能量，多到難以想象。

設想將太陽核心的核聚變反應點燃一秒鐘，再將它熄滅，在那一秒鐘裡會發生什麼呢？

在短短的一秒鐘裡，有5.7億噸氫氣參與了核聚變反應，這相當於40個杭州西湖蓄水量的質量。如果用數學表達這個大數字，相當於3.4x10^38個氫原子，而且是在一秒鐘內。這些小質量的氫原子核（實際上是單個質子）聚變成更大質量的氦原子核。一個氦原子核大約是一個質子質量的4倍，因此4個氫原子核發生核聚變，就會產生一個氦原子。也就是說，一秒鐘之內產生氦原子的數量依然很大，即3.4x10^38除以4得到8.5x10^37個氦原子。

因此，在一秒鐘內，巨大數量的質子（氫原子）聚變成氦原子核。而每5.7億噸的氫參與核聚變反應，就會生成5.66億噸的氦——少了0.7%。那麼剩下的400萬噸質量去了哪裡？

著名的物理學家愛因斯坦告訴我們，這400萬噸質量轉化為了能量，E=mc^2。

太陽大約誕生於46億年前。如果在這46億年（1.45x10^17秒）的壽命裡，質量的流失是穩定的，那麼今天的太陽要比它誕生時的質量少了6x10^23噸，這僅是太陽總質量（2x10^27噸）的萬分之三，實在是微不足道。

太陽的核聚變過程中，並不是所有的質量都會變成能量。從4個氫原子核到一個氦原子核的聚變還產生了2個正電子和2箇中微子。但是，2個正電子的質量之和小於1個氫原子核質量的千分之一，而中微子幾乎沒有質量。我們完全可以暫時不考慮這些粒子。

所以，太陽一秒鐘之內會將400萬噸質量轉化為純粹的能量。根據愛因斯坦的質能公式E=mc^2，這些能量十分巨大，大約3.6x10^26焦耳，約是我們地球人每年能源消耗總量的100萬倍。

也就是說，如果我們能夠利用這些能量的話，一直到公元1002000年，我們都不會遭遇能源危機。

太陽核聚變產生的能量以高能伽馬射線的形式釋放出來，但卻被緊緊地鎖在了太陽內部。由於太陽核心處的密度巨大，1500萬開氏度的氣體幾乎完全不透明。伽馬射線光子無法傳播得很遠，它們與氣體粒子發生劇烈的反應。結果是，在那一秒鐘內釋放的能量在太陽內部各個方向上被重複吸收、重複發射以及散射，迴圈往復。

在真空中，光以每秒30萬公里的速度傳播。而實際上，由於太陽內部氣體的不透明性，太陽內部發生的輻射到達太陽表面需要花費10萬年的時間，儘管這段路程只有70萬公里（太陽半徑）。換言之，每秒3.6x10^26焦耳的核能10萬年以後，才能到達太陽表面。在那之後，僅需再花8分20秒的時間，光就能穿越空間到達地球。

現在我們知道了太陽的成分，以及它是如何產生能量的。它在一秒鐘內產生的能量，理論上足以支援地球人100萬年的能量需求。

另外，我們今天接受到的太陽能量產生於10萬年前。從某種意義上說，我們正沐浴著古智人時期的Sunny。我們在夜空中看到的恆星都有著與太陽同樣的故事，它們也都是氫與氦的核電廠，每一秒都在釋放令人難以置信的巨大能量。

太陽表面一秒鐘散發出來的能量總和，能夠支援地球人所需能量用多久？為什麼？

太陽已經約50億歲了。在天文事件中，一些資料並不是十分精確，想了解基本常識的朋友就別抬槓了。事實上有很多科學研究認為，太陽系形成於46億年前，不管是46億年還是50億年都是個大概的數值。而太陽還有50億年的壽命也是大致資料。

任何恆星主要成分都是由氫和氦組成，其中氫佔90%的組分。恆星形成的標誌就是中心在高溫高壓下，激發了氫核聚變。太陽是一顆普通恆星，當然也不例外，其中心溫度達到1500萬K，壓力達到3000億地球海平面大氣壓，由此核心就源源不斷的發生著氫核聚變。

就是在極高壓力或者溫度下，氫的外層電子被剝離了，原子核不得不擠在了一起，這樣核子融合就發生了，在核心遠遠不斷的發生著四個氫原子核融合成一個氦原子核的核聚變。

在這個過程中，會有約0.7%的質量轉化為能量，這些能量以電磁輻射的方式爆發出來。

這樣，這個高溫熾熱巨大的等離子球就穩定下來，中心巨大的能量輻射壓抵禦了恆星本身巨大質量的收縮壓，形成了一個相對穩定的平衡，這就是恆星的主序星階段。質量越大的恆星，中心溫度壓力更高，核聚變反應更快，爆發的能量更大，因此燃料消耗得就更快，壽命就更短；反之壽命就更長。

太陽這樣的恆星屬於銀河系中小質量的恆星，主序星壽命約100億年。太陽核心每秒鐘有6億噸的氫聚變成5.958億噸的氦，其中0.7%的質量，也就是約420萬噸物質轉化為能量。

質能轉化率遵從愛因斯坦質能方程，質能方程表示式為：E=mc^2。其中E表示能量，m表示質量，c為光速。根據質能方程計算可得，太陽輻射能量總量達3.78x10^26J/s(焦耳/秒），相當每秒鐘發出10500億億度電的能量。

這些源自太陽中心能量經過太陽69.6萬千米的半徑，從核心區、輻射區、對流區、光球層、色球層、日冕層輻射到了太空，產能和輻射能應該是平衡的，因此是一樣的。這就是說，太陽表面輻射能量與太陽核心產能總體是一致的。

但太陽的能量輻射到太空，從人類的視角來看，絕大多數是浪費掉了，只有約10億分之一分配給了太陽系大大小小的天體，而地球能夠獲得太陽總輻射能量的22億分之一。即便是接收到的這些能量，也還有很大一部分反射回到了太空。

經過衛星長達20年不間斷的觀測，地球表面獲得的太陽能約為每平方米約1368瓦。而根據太陽輻射總能量3.78x10^26J，其中地球獲得22億分之一份額計算，地球得到的太陽總能量為每秒1.7x10^17J，這些能量相當每秒472億度電，或者1000多萬座三峽大壩發電總量。

前面說了，這些能量一部分反射回了太空，地球的綜合反射率約為40%。這主要是由於地球表面有70%被液態水覆蓋，而水對Sunny的吸收能力是很強的。即便如此，太陽提供給地球的能量是巨大的，正是依靠這些能量保持了地球的氣溫適宜，養育了億萬多姿多彩的生命，如果沒有Sunny，所有的生命都將凋亡。

相比之下，人類現在轉化利用的能量還是很微小的。據有關資料披露，2018年全球發電總量為26614.8twh，也就是26614800000000kwh，合95813280000000000J，約9.6x10^16J，還沒有達到太陽1秒鐘賦予地球的能量。

當然，人類除了利用電力，還有很多其他能量利用形式，總能量使用達到多少呢？目前沒有一個權威完整的統計資料。

上世紀60年代蘇聯出了個科學家，叫尼古拉·卡爾達舍夫，他提出了一個宇宙文明等級劃分的理論，這個理論得到科學界廣泛支援。其主要衡量標準，就是文明掌控利用能量總量的能力，其中主要考察用在與外星球溝通的能量總量。

不同文明等級能夠控制能量的標準，是根據行星所在恆星和星系輻射總能量大小而變化的。作為地球，達到一級文明就是能夠控制和使用太陽輻射給地球的能量，即1.7x10^17J/s；二級文明就是達到能夠控制利用太陽輻射總能量，即3.78x10^26J/s；三級文明就是達到能夠控制利用銀河系輻射總能量，即4x10^37J/s。

現在有一種理論認為，人類文明已經達到了宇宙文明的0.73級。這個級別的確定是基於現在人類使用能量達到2x10^13J/s。我沒有找到這個資料怎麼得到的，大概包括人類所有吃喝拉撒燒飯開車等所用去的能量總量吧。但實際上卡爾達舍夫理論所說文明控制利用的能量，主要用在與外星通訊聯絡上才算數，咱們在這裡就不要求那麼高，馬虎點都算吧。

人類要達到1級文明，控制和使用能量能力需達到1.7x10^17J/s，由此即便按上述現在能量利用能力計算，距離一級文明達到的能量利用標準，還相差8500倍。有科學家認為，現在人類科技發展已經呈指數上升，大概還需要200年左右就能夠達到1級文明。

而人類要達到宇宙二級文明狀態，能量利用能力正好是達到太陽輻射總能量，也就是3.78x10^26J/s，還要在現在基礎上增加約19萬億倍。有科學家認為要達到這個能量利用使用量還需要5000年奮鬥。

三級文明現在就沒法子想象了，就不扯了。

其實透過上面分析，不說也清楚了。太陽總輻射能量達到3.78x10^26J/s，如果按照現在人類能量使用量來看，只是發電，可以支援人類用3.9億年；如果按照人類現在每秒消耗總能量2x10^13J計算，可以使用約60萬年。

但如果用發展的眼光來看，當人類文明達到1級時，每秒鐘消耗能量將達到1.7x10^17J，這樣就相當太陽全部能量的22億分之一，也就是說太陽1秒輻射能量夠地球用22億秒，約70年；如果人類文明達到2級，每秒需要利用能量正好達到太陽輻射總能量，這樣太陽輻射1秒的能量就只能夠人類用1秒了；而達到3級文明，太陽輻射的全部能量只夠人類能量使用量的千億分之一，也就是說太陽輻射1秒鐘能量，只夠人類千億分之一秒使用。

至於這些資料具體怎麼計算出來的，只要有小學水平就可以了。這裡說明一下，1年採用的是儒略年，每年365.25天。大家自己去算吧。

這個問題，其實就是一道計算題。

因為地球半徑6365千米，

所以，地球遮擋太Sunny的面積：

s=πr^2=3.14×6365^2

=1.272×10^8（平方千米）

黃道球面積：

s=4πR^2=4×3.14×1.5億^2

=2.826×10^17

所以，太Sunny總量的22億分之1，照在地球上。

也就是說，太陽1秒鐘發出的總能量，能夠維持地球所需能量約為22億秒。

因為每年是：

365×24×60×60=31,536,000（秒）

那麼，

2200,000,000÷31,536,000

=69.76（年）

因此，

我們知道，太陽是一顆恆星，恆星最顯著的特點就是它們會發光發熱。簡單來說，恆星會在核心進行氫融合成氦的核聚變反應，從恆星的內部將能量向外傳輸，經過漫長的路徑，然後從表面輻射到外太空。一旦核心的氫消耗殆盡，恆星的生命就即將結束。

實際上，太陽透過核聚變每秒釋放出的能量就足夠地球使用25萬年，但是這些能量中真正能夠被地球接受並且利用的，數量卻微乎其微，大約只有22億分之1左右。如果把太陽每秒釋放出的能量比喻成是一片大海，那麼人類接收並且利用到的能量，也就相當於在茫茫大海中舀了一杯水而已，然後這一杯水能夠喝到嘴裡的（忽略海水能不能喝的問題），也就只有幾滴，從這就可以看到這個比例是相差非常懸殊的。

用資料來體現的話，太陽每秒會夠釋放能量2.86*10^24瓦，也就是286後面加22個0這麼多瓦，這些能量就已經足夠全人類使用25萬年左右。而人類能夠接收到的能量，也達到了的1.3*10^17瓦。這些能量大概是什麼樣的概念？如果把這些能量換算成標準煤，大概相當於500萬噸標準煤燃燒產生的熱量。

作為一個標準的地球人，我們早已習慣了太陽的恩惠，它就像一位慈祥的長者，源源不斷地把自己的光和熱拋灑到地球上，使得地球上萬物生長，成為一顆充滿生機的藍色行星。然而太陽釋放的能量並不是“地球專供”，實際上太陽輻射到我們地球上的能量，僅佔其總能量的大約22億分之1，可以說是微乎其微了。

相信大家一定會比較好奇太陽這個巨大的“火球”，到底擁有多大的能量。為了說明這個問題，我們不妨來探討一下，太陽表面一秒鐘散發出來的能量總和，能夠支援地球人所需能量用多久？

作為太陽系的“王者”，太陽獨佔了太陽系大約99.86%的質量，在它的內部，平均每一秒鐘都會有大約400萬噸的質量透過核聚變反應轉化成了能量，根據愛因斯坦的質能方程 E = MC^2，我們可以粗略地計算出，太陽一秒釋放的能量大約為 3.6 x 10^26 （360億億億）焦耳。

根據最新的統計資料，在地球上我們人類每年消耗的能量總和約為 5 x 10^20（5萬億億）焦耳，經過簡單的計算後，我們得出了一個令人吃驚的結果：太陽一秒鐘釋放的能量夠人類用72萬年之多。要知道，這僅僅是太陽一秒釋放的能量而已！

需要說明的是，以上有關太陽的計算結果只是非常粗略的計算，事實上，科學家給出的資料還要比這高一點（大約3.828 x 10^26焦耳），而且隨著太陽內部核聚變反應的逐步增強，這個數字還會進一步地攀升。

我們看到答案後，才明白人類的渺小，然而我們也不必氣餒，因為從另一個角度來看，在廣袤的宇宙裡，我們人類的文明還有難以想象的發展空間。

文明的發展之路是一個厚積薄發的過程，雖然人類的歷史長達幾百萬年，但是我們的文明真正開始高速發展也就是近幾百年的事。因此可以說，不出意外的話，在不久的將來人類文明就會達到一個嶄新的高度。

根據“卡爾達舍夫文明等級”的劃分，一個2級文明可以完全利用其所在恆星系（包括主恆星）的所有能量。這就意味著，對於進入2級文明的人類來講，太陽很可能就只是一顆電力充足的電池而已。

可能有人會問了，人類要這麼多能量來幹啥，是嫌自己家的燈泡不夠亮麼？其實能量的消耗程度只是一個指標，它標誌著一個文明科技的真實水平。與之前相比，我們現代的科技要發達得多，所以能量的消耗程度就要比古代要高出很多個數量級，相應的，更高階的文明，其能量消耗程度必定也比現在的我們高出太多。

順便講一下，太陽一秒釋放的能量夠人類用72萬年，這看上去似乎很強大，然而在宇宙中這根本算不上什麼。比如說一個伽馬射線暴就可以在極短的時間內（一般是0.1-1000秒），釋放出相當於太陽“燃燒”1萬億年的能量總和，而一個類星體釋放出的能量，更是可以高達整個銀河系的上千倍。

明白了人類的渺小，我們才可以更加努力地自我發展，宇宙中的能量多得無法估量，只要掌握了正確的方法，也許在遙遠的未來，我們就可以成為宇宙的主人。