? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?第四次工業(yè)革命?可控核聚變

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019-12-21? ?青野云麓

核聚變是兩個(gè)較輕的原子核聚合為一個(gè)較重的原子核，并釋放出能量的過(guò)程。自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素——氘與氚的聚變，這種反應(yīng)在太陽(yáng)上已經(jīng)持續(xù)了50億年?？煽睾司圩兯追Q(chēng)人造太陽(yáng)，因?yàn)樘?yáng)的原理就是核聚變反應(yīng)。（核聚變反應(yīng)主要借助氫同位素。核聚變不會(huì)產(chǎn)生核裂變所出現(xiàn)的長(zhǎng)期和高水平的核輻射，不產(chǎn)生核廢料，當(dāng)然也不產(chǎn)生溫室氣體，基本不污染環(huán)境）人們認(rèn)識(shí)熱核聚變是從氫彈爆炸開(kāi)始的。科學(xué)家們希望發(fā)明一種裝置，可以有效控制“氫彈爆炸”的過(guò)程，讓能量持續(xù)穩(wěn)定的輸出。

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可控核聚變不不同于以往的尖端科技，不能被簡(jiǎn)單的劃分到第幾次工業(yè)革命中。

很多人說(shuō)可控核聚變的意義等同于蒸汽機(jī)，不過(guò)蒸汽機(jī)能和可控核聚變相提并論?

我覺(jué)得剛好相提并論，從歷史意義上看它們對(duì)人類(lèi)文明帶來(lái)的沖擊是差不多的，如同牛頓力學(xué)和量子力學(xué)給人類(lèi)文明帶來(lái)的沖擊。

蒸汽機(jī)把人類(lèi)帶入了工業(yè)文明，而可控核聚變則會(huì)把人類(lèi)帶入星際文明，從歷史角度說(shuō)對(duì)人類(lèi)文明都是前所未有的巨大飛躍。

蒸汽機(jī)是瓦特基于經(jīng)典物理學(xué)改良的，而可控核聚變則是基于量子力學(xué)所構(gòu)建，而可控核裂變大概相當(dāng)于瓦特改良前的蒸汽機(jī)，核能轉(zhuǎn)化效率低下，無(wú)法大規(guī)模使用（核輻射和體積等問(wèn)題），而成熟后的可控核聚變，進(jìn)一步提升效率和小型化后就不僅是發(fā)電站和核動(dòng)力航母才配備，而是升級(jí)為通用動(dòng)力裝置，發(fā)展出各種衍生動(dòng)力機(jī)作為工廠動(dòng)力來(lái)源，汽車(chē)船舶飛機(jī)火箭飛船的動(dòng)力來(lái)源。

強(qiáng)大的動(dòng)力源足以支撐空天一體化的星際飛船在大氣層和太空直接自由活動(dòng)，把屆時(shí)的星際大航海時(shí)代推到如今大航海時(shí)代的成熟程度，全球一體化經(jīng)濟(jì)變?yōu)樾窍狄惑w化經(jīng)濟(jì)，星際殖民地拓展不可避免，國(guó)土衍生為誰(shuí)占據(jù)某個(gè)星球，主權(quán)變?yōu)檎l(shuí)對(duì)某星球的資源具有所有權(quán)，領(lǐng)土爭(zhēng)奪戰(zhàn)變?yōu)樾乔驙?zhēng)奪戰(zhàn)，并享有主權(quán)星球外部數(shù)十萬(wàn)公里高度范圍的空間所有權(quán)。

事實(shí)上，在不久的將來(lái)，月球和火星就很可能被幾個(gè)航天強(qiáng)國(guó)瓜分掉，誰(shuí)要是在航天能力上落后，連湯都喝不著，只能在地球上看著航天強(qiáng)國(guó)吃喝。

為什么可控核聚變會(huì)產(chǎn)生如此大的影響?因?yàn)樗茚尫藕芸捎^的能源，人類(lèi)的生產(chǎn)一直伴隨著對(duì)能源的利用和對(duì)力量的追求，從人力生產(chǎn)到使用牲畜力小規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，發(fā)展到使用水力的小作坊生產(chǎn)，再到通用人造動(dòng)力源蒸汽機(jī)式的大規(guī)模工廠生產(chǎn)，火車(chē)輪船也采用蒸汽機(jī)，再衍生到后來(lái)的內(nèi)燃機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)，利用的能源規(guī)模越來(lái)越大，動(dòng)力輸出越來(lái)越大，直到現(xiàn)在的核電與核動(dòng)力。

生產(chǎn)建設(shè)從物理角度看就是減熵的過(guò)程，就是把有序度低的對(duì)象利用能源轉(zhuǎn)化為有序度高的對(duì)象，能源就是負(fù)熵，任何生產(chǎn)建設(shè)都離不開(kāi)能源，人類(lèi)的物質(zhì)文明世界全是靠能源的輸入堆積起來(lái)的，換言之，如果能源輸入越可觀，那么發(fā)展越快，建設(shè)規(guī)模越可觀，可控核聚變的出現(xiàn)正好遵循了這一定律。

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可控核聚變不同于可控核裂變，可控核裂變具有放射性核污染風(fēng)險(xiǎn)，而核聚變沒(méi)有，至于氫彈為什么也具有放射性核污染問(wèn)題，是因?yàn)闅鋸椀拇蚧饳C(jī)是原子彈，原子彈有放射性，而氫彈是必須依靠原子彈才能點(diǎn)火爆炸，但氫彈核心本身是不具放射性的，而可控核聚變采用如激光照射等方式提供的高溫高壓代替原子彈提供的高溫高壓實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，所以是不具有放射性的，因此能夠安全的廣泛使用。

問(wèn)題的關(guān)鍵在于現(xiàn)在無(wú)法提供穩(wěn)定的高溫高壓環(huán)境，更沒(méi)有材料能耐受如此的高溫高壓，這幾乎是矛盾的條件。它可比太陽(yáng)難多了，因?yàn)樘?yáng)單純的具有高溫高壓，外部沒(méi)有什么地球溫度的物質(zhì)存在，而人類(lèi)面臨的技術(shù)難題是首先要造一個(gè)太陽(yáng)，然后還要把太陽(yáng)放到地球上，所以也別怪為什么科學(xué)家總是造不出來(lái)，不是科學(xué)家偷懶吃空餉，而是這件事本身看起來(lái)就不太可能實(shí)現(xiàn)，要打開(kāi)這個(gè)門(mén)必須得找到一把正確的鑰匙，這個(gè)鑰匙就得靠發(fā)展量子力學(xué)才能打造出來(lái)。

都說(shuō)牛頓締造了工業(yè)革命的鑰匙，而瓦特拿著這把鑰匙打開(kāi)了工業(yè)革命的大門(mén)，但是牛頓力學(xué)并不足以讓瓦特改良蒸汽機(jī)，瓦特想破頭也造不出，因?yàn)榕ｎD力學(xué)只是個(gè)框架，后來(lái)的經(jīng)典力學(xué)才能提供具體而深入的工程技術(shù)指導(dǎo)，但是還是不夠，雖然蒸汽機(jī)的改良缺不了經(jīng)典力學(xué)，但是直到發(fā)展到經(jīng)典物理學(xué)才有了熱力學(xué)這個(gè)部分，而瓦特改良的蒸汽機(jī)核心還是靠熱力學(xué)指導(dǎo)，這時(shí)已經(jīng)進(jìn)入經(jīng)典物理學(xué)階段。

所以我們認(rèn)為量子力學(xué)同樣只是個(gè)框架，它后面形成的體系會(huì)更強(qiáng)大，也許可以稱(chēng)其為量子物理學(xué)，那些更多的未知部分才是可控核聚變的核心鑰匙。

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如果可控核聚變實(shí)現(xiàn)了，那么我們的生活會(huì)變成怎么樣？

說(shuō)到可控核聚變，大家第一時(shí)間可能想到氫彈，就是因?yàn)闅鋸椀脑砭褪前凑蘸司圩儊?lái)進(jìn)行的。不過(guò)今天說(shuō)的這件事情和氫彈沒(méi)有半點(diǎn)關(guān)聯(lián)，而是指的現(xiàn)在科學(xué)中的另一種技術(shù)。說(shuō)到這項(xiàng)技術(shù)大家可能有些陌生，很多人可能沒(méi)有了解過(guò)，不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)，可能對(duì)人類(lèi)有深遠(yuǎn)影響。這種影響到底是什么呢？科學(xué)家表示可能會(huì)進(jìn)入“天堂時(shí)代”。

我們將可控核聚變技術(shù)說(shuō)通俗一點(diǎn)就是指我們自己造的太陽(yáng)，對(duì)于這個(gè)說(shuō)法大家一定都不陌生了吧，這可是很多人一直在夢(mèng)想的事情。雖然在我們宇宙中已經(jīng)有一個(gè)太陽(yáng)了，但這種技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)，將會(huì)為我們?nèi)祟?lèi)帶來(lái)大量的福利。不過(guò)想要實(shí)現(xiàn)這件事情也是很艱辛的，就算科學(xué)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，科學(xué)家們還是一直沒(méi)能成功。

其實(shí)這種技術(shù)對(duì)我們來(lái)說(shuō)還是有很多好處的，首先就能幫助我們解決能源危機(jī)，這可是我們地球上的一大難事了。雖然化石燃料能夠?yàn)榈厍蛱峁┴S富的能源，但這樣的能源并不是可持續(xù)的，如果有一天這種能源消失了，人類(lèi)社會(huì)就會(huì)陷入危機(jī)?？茖W(xué)家們?yōu)檫@件事情很是擔(dān)憂(yōu)，一直想要尋找替代品，而這種技術(shù)就是其中一種。

雖然在世界各地已經(jīng)有了核電站，但核電站發(fā)電實(shí)在是太過(guò)于危險(xiǎn)，稍有差錯(cuò)就可能造成泄露，這對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)就是很強(qiáng)的輻射性，能給身體帶來(lái)很大的壞處。就像之前發(fā)生在日本的事件，相信大家都已經(jīng)有所了解了，如果核電站泄漏，人類(lèi)就會(huì)遇到巨大的危機(jī)，這將會(huì)嚴(yán)重影響我們的生活環(huán)境。

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不過(guò)我們今天要說(shuō)的這種技術(shù)就不一樣了，這種技術(shù)對(duì)人類(lèi)沒(méi)有半點(diǎn)的威脅，而且沒(méi)有任何的輻射，可以說(shuō)是一件造福人類(lèi)的事情。但是想要實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)實(shí)在是太過(guò)于困難，按照我們現(xiàn)在的科學(xué)發(fā)展來(lái)說(shuō)，根本沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)。不過(guò)這種技術(shù)一旦在地球上得以推廣，就可以幫助地球解決面臨的各種危機(jī)了。

其實(shí)隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，想要實(shí)現(xiàn)這件事情也是有可能的，畢竟時(shí)代已經(jīng)不同了，科學(xué)正在迅速發(fā)展。而這項(xiàng)技術(shù)一旦被實(shí)現(xiàn)，我們的社會(huì)就能更加文明，也不需要擔(dān)心各種能源斷供，這就將進(jìn)入我們上面說(shuō)到的“天堂時(shí)代”了。

現(xiàn)在風(fēng)能、太陽(yáng)能同樣是清潔能源，而且安裝簡(jiǎn)單、使用方便，運(yùn)行安全，還需要耗費(fèi)大量的人力物力去研發(fā)難以實(shí)現(xiàn)的可控核聚變嗎？

以目前看來(lái)，電離出一克的重水需要7塊人民幣。與此同時(shí)，1克重水用來(lái)聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于800萬(wàn)度電。按0.5元/度的單價(jià)計(jì)算，這些電量估值400萬(wàn)人民幣。

這么一算是不是就清晰多了？連鋼鐵俠都用核聚變做能源，所以至少?gòu)睦碚撋蟻?lái)說(shuō)它的價(jià)值突破天際！

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可控的核聚變?yōu)槭裁茨敲措y？

最主要的原因還是兩種反應(yīng)所依據(jù)的核物理規(guī)律不同。

核裂變的原子核質(zhì)量較大，而且本身不穩(wěn)定，所以只要常溫常壓的環(huán)境就能實(shí)現(xiàn)裂變反應(yīng)，而核聚變反應(yīng)則不同，要克服原子核之間巨大的靜電排斥力，沒(méi)有足夠的能量或特殊環(huán)境，去擊破這排斥力的臨界點(diǎn)，就無(wú)法把原子核融合在一起，從而釋放巨大能量。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，核聚變的原理并不復(fù)雜，但是可控的核聚變沒(méi)有相同能量級(jí)別的材料，就很難運(yùn)用這種能量。即使像托塔馬克或者仿星器這種“另辟蹊徑”的模型，也難以實(shí)現(xiàn)未來(lái)核聚變穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

目前中國(guó)自主研發(fā)的東方超環(huán)（EAST），就是全超導(dǎo)托卡馬克，也首次實(shí)現(xiàn)等離子體中心電子溫度達(dá)1億度，這也只是通往“未來(lái)能源”的一小步。

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可控核聚變是不是真的能做到？

應(yīng)該這么說(shuō)，夢(mèng)想還是要有的，不然跟咸魚(yú)有什么區(qū)別？

畢竟核聚變是恒星級(jí)的能源，想要掌握它可能還需要漫長(zhǎng)的過(guò)程（也有人吐槽核聚變永遠(yuǎn)距離我們50年）。而且文明的進(jìn)步也是由能源的利用能力來(lái)驅(qū)動(dòng)的，掌握可控的核聚變，也是開(kāi)啟下一個(gè)時(shí)代的基礎(chǔ)。