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也就是说，核聚变反应产生的能量多于消耗的能量，这也让惯性核聚变的科学基础得到证实。美国能源部长Jennifer M.Granholm表示：“这是一个历史性的时刻，自此以后，游戏规则将会被永远改变。如果可控核聚变实现了，相当于人类就有了取之不尽用之不竭的绿色能源。
但同时，美国能源部这项宣传在学术圈也有一些争议。这次实验到底是学术圈夸大成果的潜规则，还是真的重大突破？它离商业化是否还有50年？可控核聚变的技术路径与商业化路径分别是怎样的？
本期《硅谷101》由科技创业者刘冰雁来主持，嘉宾是加利福利亚大学圣地亚哥分校等离子体物理博士Physixfan和Fusion Fund管理合伙人张璐。这期内容来自一位名叫Diiiii的听众在即刻上发表的一篇收听感想，分享给大家。
以下文章来自于Diiiii的即刻分享：
1.终极能源：核聚变
核聚变是终极能源，好处：原料来自海水，取之不尽；安全，不能直接用作武 器，也不会产生核辐射与核废料。
2.可控核聚变是一个工程问题
可控核聚变和航天有点像，更多是一个工程问题而不是基础科学问题。氢 弹能上天，其实就已经证明了核聚变的科学原理是成立的（氢 弹的原理就是通过原子 弹 爆 炸释放的高温高压将原子激发成等离子态，进而引发核聚变），而难点在于核聚变的能量太大，如何对其进行更为精确的操控，使之性价比能够满足商业需求。
这个其实和光刻也有点像，都是指挥巨大的能量在一个极小的尺度上去执行指定的任务，是熵减的极致，只不过核聚变的挑战更大。具体来说，最核心的几个工程上的挑战在于：
*如何能够产生核聚变反应所需要的1.5亿摄氏度的高温环境？（人类已知最耐高温的材料似乎是钨，只有4000摄氏度左右。目前的主流解决方案是构建较强约束性装置，包括磁约束和惯性约束两种技术路线，前者通过巨大的真空环形线圈磁场，即“托卡马克”，而后者利用功率巨大的激光照射到聚变燃料靶上，燃料向内压缩形成的等离子体，由于自身惯性还来不及向四周飞散就被加热到极高温度并发生聚变反应。）
*如何能够尽可能地延长反应时间？（目前成功运行的托卡马克装置的反应时间都是以秒计算的，2021年中国的EAST实现了1056秒的等离子体运行，创造了新的世界纪录）
*如何能够实现经济性，让Q值（反应堆输出能量与输入能量之比）足够大？（理论上大于1即可，但考虑到商业化，Q值需要大于10才可以，理想Q值最好能达到30。目前有据可查的记录由欧洲JET保持，Q值是0.67，日本JT-60的理论Q值达到了1.25）
3.走惯性约束路线的本次突破
本次的“大新闻”，和上述三个挑战中的第三个比较相关。
核聚变反应装置，从输入能量到输出能量，中间有多个步骤。这次实现的“净能量收益”并不是End-to-end的收益，而只是中间环节。
早在2014年，LLNL就曾经实现过类似的“净能量增益”，只不过当时的定义是“聚变产生的中子能量大于被靶丸吸收掉的激光能量”，是整个能量传输链条中的一小部分。而这次的定义是“聚变产生的中子能量大于输入的激光能量”，虽然相比2014年有了显着进步，但依旧还是能量传输链条中的一小部分。如果从最早的电能开始算起，考虑到从电到激光再到中子输出，产出的能量仅相当于输入能量的0.008。
另外，本次新闻中的主角LLNL走的是惯性约束的技术路线，而不是目前更为主流的磁约束/托卡马克路线。
后者的优势在于足够scalable，可以实现“自持燃烧”，进而实现无穷大的能量增益。在托卡马克装置中，磁约束核聚变是存在一个临界点的，只要越过这个临界点，那么能量增益的具体数值就不重要了，重要的是自持燃烧等离子体的控制，只要往里不停地补充燃料那么聚变能就可以持续释放。而惯性约束聚变则在原理上非常不同，它是靠激光来传递能量，每一炮激光都是独立的，不存在自持燃烧的概念，因此能量增益的提升只能一点点的继续提升，每继续提高一点都需要艰难的努力。
这就进一步降低了本次“净能量收益”的重要性。按照嘉宾的说法，“能源部要经费”的新闻PR意义更大一些。（这里一个有趣的点在于，无论是磁约束还是惯性约束，还都是要通过热交换的方法来实现最终能量的输出，即所谓的“烧开水”，不理解为啥不能通过其他类似磁流体发电之类的技术来提高效率。在能量输出这一点上，人类似乎还挺没创意的...）
4.近期可控核聚变领域爆发的原因
抛开具体新闻，整个可控核聚变领域在最近两年有爆发之势。全球的33家商业核聚变公司中有23家都是最近5年才成立的，2021年整个赛道的融资额达到28.3亿美元，超过了此前N年的总和。这一轮风口还是由美国公司Commonwealth Fusion Systems和Helion引领，而国内的星环聚能和能量奇点也都拿到了数亿人民币级别的融资。
个人理解，让可控核聚变突然爆火的催化剂，是因为MIT团队攻克了高温超导技术，可以产生更强的磁场，让托卡马克路线一下子sexy了很多。
提高托卡马克的磁场强度，是除了将装置继续做大之外的另一种提高Q值的方法。磁场更强，限制等离子体的能力就强，核聚变效率也会提高。
因此，理论上来讲，小型的托卡马克装置也能更有效率地产生能量，不再需要建造像ITER那样巨型的动辄耗费几十年时间才能搞定的装置。创业公司建造一个小型的托卡马克装置，不过是两到三年时间。与ITER比，建造周期可以缩短到1/10，而且不需要一次投入200多亿美元，只需要数亿美元就可能验证成败。而由于高温超导材料并不稀缺，这次的技术创新也开启了一轮创业公司的机会。
5.可控核聚变的未来商业化还需要多久
可控核聚变的未来，很可能类似航天，由国家队+商业公司分工合作完成，国家队（NASA）负责那些重投入、长周期、风险收益比更低的事情，和商业公司（SpaceX）互为补充。
但无论再怎么降低风险，可控核聚变依旧处在加德纳曲线的最早期（类似于脑机接口、量子计算等），挑战依旧非常大。可以看到，美国这一轮参与投资的，大都还是Sam Altman，Peter Thiel，Bill Gates，George Soros，Marc Benioff这样的富人或类似Google这样的机构，对于短期乃至中期的财务回报要求都不是太高，对于技术发展也有更多的耐心。
可控核聚变的商业化还要多久？之前的笑话是“永远需要50年”，但如果用劳森判据（等离子体密度、约束时间、温度的乘积）来看的话，其实一直到2000年左右，可控核聚变的进化类似摩尔定律，是指数级变化的。（这个很有趣，因为宇宙的本源是能量和信息，而如果能量和信息进化的背后都有某种指数性的规律，那么是否愈发说明宇宙其实就是个大模拟器？）
如果不是ITER的扯皮花了太久的时间导致大量研究进度中断，或许进展还会更快。播客节目里的两位嘉宾对于“50年”这个时间点都表示谨慎乐观。
假如ITER真的能够在2035年如期建成，那么或许我们这辈子能用上可控核聚变带来的能量，实现能量自由，也不是白日梦。在播客里，嘉宾提到了可控核聚变实现后带来的好处，例如可以不计成本地用灯光去代替太阳光，进而实现农业的颠覆；从汞中提取金；为探索太空提供核动力发动机等等（可以理解为每个人都可以装一个钢铁侠心 脏的那个芯儿）。
本质上，如果能量成本趋近为零，供给趋于无限，那么很多基本的经济学假设就被推翻了，整个社会结构都会面临颠覆性的重组。这还是挺令人期待的。相比GDP，用能量的利用率（功率）来衡量人类文明的先进程度，某种程度上更符合第一性原理。
按照卡尔达肖夫的计算方法，鼎盛时期罗马帝国的卡尔达肖夫指数在0.3以下，1800年大约是0.58，1900年提升到了0.61，2000年又提升到了约0.71，而2022年的卡尔达肖夫指数大概在0.73左右。
如果可控核聚变实现了，人类文明将一跃从0.73型文明进化到1.5型文明，地球当真就已经容不下我们了...当然，在那一天来临之前，更为现实的能源演进路线依旧是太阳能、风能、氢能等“传统”新能源。在核能上，除了聚变之外，传统的核裂变技术也在发展。
Bill Gates投资的Terra Power采用钠冷高速反应堆、熔融盐原子炉等技术，显着提升了裂变的经济性和环保性，最快可能在2028年投入运行。尽管这些都不是“终极”解决方案，但它们的确定性要大得多。可控核聚变这类真正的颠覆性技术，至少让我们有理由对人类的未来抱有巨大的乐观。正如大仲马所说，“人类的一切智慧都包含在这两个词语当中，wait and hope.”
延伸阅读：
开头
朋友，如果可控核聚变实现了，我们的生活会怎样？
但若问什么时候能够实现，科学家永远会告诉你，少侠，还有50年哟！
那这里我们不妨开个脑洞：如果可控核聚变真的实现了，世界会发生怎样的变革？
核聚变畅想
能源对于如今的人类社会来说，重要性不言而喻。
漂亮国之所以能够在这个蓝星上当老大，其背后靠的就是靠美元跟石油的强绑定，国际上的石油买卖必须用美元结算，赚的那是盆满钵满。
而要是可控核聚变实现了，每个人都能拥有源源不断的能源，不再是寡头垄断，这就有点共产的味道了。
那么像石油天然气这些传统化石能源，将不再是最重要的原料，没人再会掏钱为它们买单，估计中东那些石油大户们会哭晕在地上。
俄乌冲 突为什么会发生？背后几方的博弈还不是因为争夺资源，如果每个人的资源都是满级的，那还打什么？
东北姥爷们呐，冬天再也不用飞往好几千公里以外的海南度假了，在当地就可以体验到躺在椰子树下的快乐。
然而这些还只是最基础的感受，让我们把目光往上看。
在有了无限能源后，人类社会内部的建设会变得更加疯狂，比如更高更大的建筑，更多更密的桥梁，甚至是更深更广的地下空间等。
那些曾经在科幻片里才出现的情景，都将变成现实，比如说太空电梯、给建个跨海大桥、到月球火星上建立基地等。
地球上目前的沙漠地区，怎么可能还存在呢？不可能了，来来来，海水淡化工程搞起来，分分钟把荒漠地带变成热带雨林，土地沙漠化问题将不复存在。
农作物种植，还在使用传统人力吗？太落后了，来来来，上全自动化系统。
一系列密密麻麻的监测设备，将会以叶片为单位全天候照顾农作物的起居，反正电力有的是。
出行交通速度慢，效率低？不存在的！在有了无限能源后，分分钟给你上个时速500公里，甚至像时速1000公里以上的高铁也能实现，就算你骑车也能体验风一般的感觉。
上班还会担心堵车吗？哪里堵，就在哪里多建几条路出来，一条不够的话，建10条都没问题，地上不够地下挖，反正咱们有外挂！
就连一直在说的"地球村"，直到高铁高度发达的今天，我们能做到国家“村化”了吗？我们能晚饭后从黑龙江跑到福建喝杯茶，再回家看新闻联播吗？
但在核聚变的时代就有可能，在更高层级的能源形式下，实现超高速的无人驾驶一定会让地球“村化”。
至于说害怕失业，不想996？没关系，在能源充沛的年代，这些统统不存在。
你可以像死肥宅那样，呆在家里混吃等死都行，没有人会嫌弃你，因为工作方面会有智能化机器人去实现，而你所做的只有四个字：享受生活。
为啥可以不用工作？比能力，你比不过机器。
就拿送外卖来说，以后的无人机可以直接把外卖送到阳台或院子里，而你还要在巷子里穿梭，等个红绿灯啥的。
比工资，机器只需要一点电就行了，而你是没办法做到比机器还便宜的。
正如电影《终结者》中提到的天网，机器人将接管整个人类社会，它如同地球村的村长，它认识、了解和熟悉社会中的每一个人，人类的所有的阴谋诡计都将对它失效，任何不公不义的苗头都将会被第一时间熄灭。
强人工智能体的诞生，将会给人类带来巨大的变化。
至于说这种变化好还是不好？仁者见仁智者见智吧，但能源发展到一定程度后，这样的情景肯定会存在的。
以前一个6位数的密码，大概有一百万种可能性，要是人一个一个地去试，估计会疯掉的，而有了高性能计算机后，暴力破解就是眨眼的功夫。
同样的，所有能被能源暴力解决的问题都变得不是问题，由于用电变得几乎不要钱，现在的日常生活用品会便宜的不可想象，“节俭”这个词将只存在字典里。
举个例子，种粮食这块可以修建几百层高的种植大楼，无土栽培，人造光源和气候，海水淡化都用不着高科技，直接高温加热至水蒸汽。
一栋楼就可以满足一座城市的粮食供应，其实现在的技术也能做到，只是人造光源和气候实在太费电了，折合起来还不如不要钱的太阳划算。
结尾
那到了那个时代，人类忙着干嘛呢？
估计吧，到那时，大家都不用担心生计的问题了，娱 乐产业高度发达，人类会有着更高级别的精神追求。
比如可以用超级计算机模拟人类大脑，将人的意识上传，由此达成永生，甚至上天下海，遨游星际。
当人类可以做到这一步，也不必搭乘太空飞船了，只要把脑数据发送到目的地的终端上就行了，就像电影《阿凡达》里一样。
这个听上去有点疯狂？
不过，想想还是挺憧憬的，也许未来真的可以实现。
原始人类发现了火，烧出了陶瓷，烧出了青铜时代；
古代人类开采出煤，锻造出铁，锻造出犁，锻造出了封建时代；
现代人类掌握了电，开启了电灯，开启了电脑，开启了信息时代；
未来人类突破了可控核聚变，实现了能源自由，物质极大丰富，社会阶级消失，人类按需分配，这大概就是共产主义了吧！
到那时，共同富裕必将实现，加油，让我们一起活着等到那一天！
来源：硅谷101、52赫兹实验室
注：文章内的所有配图皆为网络转载图片，侵权即删！
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