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

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

核聚變是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核，并釋放出能量的過程。自然界中最容易實現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素——氘與氚的聚變，這種反應(yīng)在太陽上已經(jīng)持續(xù)了50億年?？煽睾司圩兯追Q人造太陽，因為太陽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。核聚變不會產(chǎn)生核裂變所出現(xiàn)的長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)識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。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，不能被簡單的劃分到第幾次工業(yè)革命中。

很多人說可控核聚變的意義等同于蒸汽機，不過蒸汽機能和可控核聚變相提并論?

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

蒸汽機把人類帶入了工業(yè)文明，而可控核聚變則會把人類帶入星際文明，從歷史角度說對人類文明都是前所未有的巨大飛躍。

蒸汽機是瓦特基于經(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，核能轉(zhuǎn)化效率低下，無法大規(guī)模使用（核輻射和體積等問題），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)電站和核動力航母才配備，而是升級為通用動力裝置，發(fā)展出各種衍生動力機作為工廠動力來源，汽車船舶飛機火箭飛船的動力來源。

強大的動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，把屆時的星際大航海時代推到如今大航海時代的成熟程度，全球一體化經(jīng)濟變?yōu)樾窍狄惑w化經(jīng)濟，星際殖民地拓展不可避免，國土衍生為誰占據(jù)某個星球，主權(quán)變?yōu)檎l對某星球的資源具有所有權(quán)，領(lǐng)土爭奪戰(zhàn)變?yōu)樾乔驙帄Z戰(zhàn)，并享有主權(quán)星球外部數(shù)十萬公里高度范圍的空間所有權(quán)。

事實上，在不久的將來，月球和火星就很可能被幾個航天強國瓜分掉，誰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國吃喝。

為什么可控核聚變會產(chǎn)生如此大的影響?因為它能釋放很可觀的能源，人類的生產(chǎn)一直伴隨著對能源的利用和對力量的追求，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)，再到通用人造動力源蒸汽機式的大規(guī)模工廠生產(chǎn)，火車輪船也采用蒸汽機，再衍生到后來的內(nèi)燃機，燃?xì)廨啓C，利用的能源規(guī)模越來越大，動力輸出越來越大，直到現(xiàn)在的核電與核動力。

生產(chǎn)建設(shè)從物理角度看就是減熵的過程，就是把有序度低的對象利用能源轉(zhuǎn)化為有序度高的對象，能源就是負(fù)熵，任何生產(chǎn)建設(shè)都離不開能源，人類的物質(zhì)文明世界全是靠能源的輸入堆積起來的，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，而核聚變沒有，至于氫彈為什么也具有放射性核污染問題，是因為氫彈的打火機是原子彈，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現(xiàn)點火，所以是不具有放射性的，因此能夠安全的廣泛使用。

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

都說牛頓締造了工業(yè)革命的鑰匙，而瓦特拿著這把鑰匙打開了工業(yè)革命的大門，但是牛頓力學(xué)并不足以讓瓦特改良蒸汽機，瓦特想破頭也造不出，因為牛頓力學(xué)只是個框架，后來的經(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)這個部分，而瓦特改良的蒸汽機核心還是靠熱力學(xué)指導(dǎo)，這時已經(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)同樣只是個框架，它后面形成的體系會更強大，也許可以稱其為量子物理學(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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如果可控核聚變實現(xiàn)了，那么我們的生活會變成怎么樣？

說到可控核聚變，大家第一時間可能想到氫彈，就是因為氫彈的原理就是按照核聚變來進(jìn)行的。不過今天說的這件事情和氫彈沒有半點關(guān)聯(lián)，而是指的現(xiàn)在科學(xué)中的另一種技術(shù)。說到這項技術(shù)大家可能有些陌生，很多人可能沒有了解過，不過這項技術(shù)一旦實現(xiàn)，可能對人類有深遠(yuǎn)影響。這種影響到底是什么呢？科學(xué)家表示可能會進(jìn)入“天堂時代”。

我們將可控核聚變技術(shù)說通俗一點就是指我們自己造的太陽，對于這個說法大家一定都不陌生了吧，這可是很多人一直在夢想的事情。雖然在我們宇宙中已經(jīng)有一個太陽了，但這種技術(shù)一旦實現(xiàn)，將會為我們?nèi)祟悗泶罅康母＠?。不過想要實現(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)家們還是一直沒能成功。

其實這種技術(shù)對我們來說還是有很多好處的，首先就能幫助我們解決能源危機，這可是我們地球上的一大難事了。雖然化石燃料能夠為地球提供豐富的能源，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，人類社會就會陷入危機?？茖W(xué)家們?yōu)檫@件事情很是擔(dān)憂，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)電實在是太過于危險，稍有差錯就可能造成泄露，這對人類來說就是很強的輻射性，能給身體帶來很大的壞處。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，人類就會遇到巨大的危機，這將會嚴(yán)重影響我們的生活環(huán)境。

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不過我們今天要說的這種技術(shù)就不一樣了，這種技術(shù)對人類沒有半點的威脅，而且沒有任何的輻射，可以說是一件造福人類的事情。但是想要實現(xiàn)這種技術(shù)實在是太過于困難，按照我們現(xiàn)在的科學(xué)發(fā)展來說，根本沒有辦法實現(xiàn)。不過這種技術(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了。

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

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

以目前看來，電離出一克的重水需要7塊人民幣。與此同時，1克重水用來聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于800萬度電。按0.5元/度的單價計算，這些電量估值400萬人民幣。

這么一算是不是就清晰多了？連鋼鐵俠都用核聚變做能源，所以至少從理論上來說它的價值突破天際！

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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，沒有足夠的能量或特殊環(huán)境，去擊破這排斥力的臨界點，就無法把原子核融合在一起，從而釋放巨大能量。

簡單來說，核聚變的原理并不復(fù)雜，但是可控的核聚變沒有相同能量級別的材料，就很難運用這種能量。即使像托塔馬克或者仿星器這種“另辟蹊徑”的模型，也難以實現(xiàn)未來核聚變穩(wěn)定運行的要求。

目前中國自主研發(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，夢想還是要有的，不然跟咸魚有什么區(qū)別？

畢竟核聚變是恒星級的能源，想要掌握它可能還需要漫長的過程（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驅(qū)動的，掌握可控的核聚變，也是開啟下一個時代的基礎(chǔ)。