洛克希德马丁公司核聚变技术的新闻，骗局？还是划时代的 ...

新闻联播中一则关于洛克希德马丁公司的核聚变装置的新闻引起了众多关注和热议，国关中大部分意见认为这不过是个噱头而已。不过，且慢下结论。万一是真的哪？那可是个天翻地覆的大事件！毫不夸张地说人类将跨入恒星级文明时代，太阳系将成为人类的内湖，人类的资源获取能力将是现在的100亿倍以上，恒星系内的旅行将成为轻而易举的事，甚至跨星系飞行也不再可望而不可及！如真如此，中美争锋就真成笑话了，大家即便想跟在美帝后面混碗饭吃，也得看人家是否看在同为人类的份上大发善心了。不过这事怎么看怎么像是个大忽悠，核聚变真有这么容易？那国际上那个占地六十个足球场，总重两万多吨，造价二百亿欧元的ITER岂不是个笑话了？上亿度的温度，和几百万个大气压，这些极限条件是那么容易实现的？

　　在理清思路之前，有必要把我理解的核聚变的理论与诸位探讨一下，不严谨之处，哪些技术大拿们指正哈。
　　一、想象一下核子中的能量密度
　　首先原子核中到底蕴藏多大的能量？帮大家简单想象一下，自然界中洪水雪崩气势惊人，势不可挡，这是万有引力引起的势能释放，而将原子核捆绑在一起的强力，在一定距离上，其作用强度是万有引力的10的40次方倍。简单说数字大概没有感觉，打个比方，假如你身高1.7米，现在已知宇宙的尺度不超过200亿光年，我们身体在宇宙当中简直就是无法形容的微不足道。但如果将你的身体放大10的40次方倍，那么你的长度大致将是整个宇宙的尺度的千亿倍，而你的体积更是超过宇宙的十亿亿亿亿倍！爱因斯坦的质能转换公式，某种意义上也可以理解为原子核中巨大势能的释放。想象一下这里面蕴藏了多么大的势能。
　　二、如何更容易地理解质能转换
　　这里多聊几句，质量转化为能量是大家耳熟能详的概念，只是实实在在的质量到底是怎么个转化为虚无缥缈的能量？这么高大上的概念恐怕没人能说明白，也无法从日常经验中想象转化过程的图景。当初刚接触到聚变和裂变的方程式时，发现粒子的数量并没有减少，损失的质量从哪里来？标准答案是反应前后，不同原子核的原子量有细微的差别，比如氢同位素聚变反应为氦元素时，尽管反应前后质子和中子的总数没有变化，但合计的原子量减少了，损失的能量就来自这里。
　　那么问题又来了，难道构成氢原子的质子和中子与构成氦原子的质子和中子还有区别？这个好像是否定的，基本粒子彼此间应该没有差异性。我的理解是不同原子核中结合在一起的势能不一样，氢同位素核聚变为氦元素时，一部分势能被释放了，好比水流到了更低的地方了。相对氢元素，氦元素内部结合得稍微松散了一点，这样的图景对我这样的初等物理的脑袋更好理解一点。不过，你要问我原子核内部结合的强度变化为什么会引起质量变化？你问我，我也不知道。猜想是不是还要用希格斯粒子这样更高大上的概念才能理解？哪位大拿帮忙给讲讲。
　　既然谈到势能，那么势能的底部在哪里？氦元素再聚变反应为更重的元素，也会释放出能量，意味着质子和中子的总原子量又会有损失。是不是这个游戏可以从氢元素开始向下一级一级地玩下去？直到最重的元素。答案是否定的，要是这样的话，裂变反应就不存在了。与聚变反应相对的另一端是裂变反应，重元素裂变为轻元素时，同样会释放大量能量，意味着质子和中子的总原子量又会有损失。聚变反应和裂变反应的共同的终点是铁元素。反应到铁元素时，原子核中的势能就算全部释放完了。铁元素可以理解原子核中蕴藏的势能的锅底，其他更轻和更重的元素再锅底的两端。铁元素要通过裂变也好，聚变也好转化为其他元素时，都需要消耗大量的能量，而不是相反。多少一句，恒星中的聚变反应到铁元素时，恒星就到寿命终点了，就是这个原因。聚变停止内部结构失衡，超新星爆发。。。。。。
　　为什么铁元素这么特殊？这个我也不知道。有知道的帮解释一下。

　　三、释放核能的方法
　　好了，基本的图景建立起来了，下面该谈谈如何释放原子核中的势能，有两种方法，裂变好理解，就是高能粒子打进去，硬生生地将紧紧结合在一起的质子中子拽开，一部分原子核中蕴藏的势能就被释放出来。可以想象一下强力这个强大无比的橡皮筋被高能中子这把刀切断了，原来平衡的原子核结构突然打开了，结果当然是四分五裂，能量爆发。更妙的是，这个过程产生更多的高能中子，继续打开更多的原子核，链式反应开始。如果有办法能吸收反应释放的多余中子，就能将反应控制在一个稳定的范围，这就是核反应堆的原理。遗憾的是自然界中合适核裂变反应的重元素材料稀少，另外一个致命的缺陷是核辐射和核废料的问题。所以核裂变不能成为人类的终极能源形式。
　　核聚变是另外一个释放核能的方法，核聚变就是让原子核充分接近，突破某个极限后，达到强相互作用力的作用范围后，不同的原子核之间就突然打破界限，结合为新的更重的元素，副产品就是释放部分势能。自然界中合适的核聚变的材料可谓取之不尽用之不竭，几乎不产生核废料——人类的终极能源。遗憾的是，天下没有白吃的午餐，理想很丰满，现实很骨感，可控核聚变的难度超出了科学家们的想象。

　　四、核聚变的难度在哪里
　　让原子核互相接近到强相互作用力起作用的范围就能实现聚变反应，核聚变反应堆的原理很简单，很好理解，只不过实现起来却是困难重重。困难在哪里？以下直接从百度上抄过来：
　　第一步，作为反应体的混合气必须被加热到等离子态——也就是温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚，原子核能自由运动，这时才可能使得原子核发生直接接触，这个时候，需要大约10万摄氏度的温度。第二步，为了克服库仑力，也就是同样带正电子的原子核之间的斥力，原子核需要以极快的速度运行，得到这个速度，最简单的方法就是——继续加温，使得布朗运动达到一个疯狂的水平，要使原子核达到这种运行状态，需要上亿摄氏度的温度。然后就简单了，氚的原子核和氘的原子核以极大的速度，赤裸裸地发生碰撞，产生了新的氦核和新的中子，释放出巨大的能量。经过一段时间，反应体已经不需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除，新的氚和氘的混合气被输入到反应体，核聚变就能持续下去，产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，大部分可以输出，作为能源来使用。看起来很简单是吧，只有一个问题，你把这个高达上亿摄氏度的反应体放在哪里呢？迄今为止，人类还没有造出任何能经受1万摄氏度的化学结构，更不要说上亿摄氏度了。这就是为什么一槌子买卖的氢弹已经制造了50年后，人类还没能有效的从核聚变中获取能量的唯一原因。
　　目前实现可控核聚变的主流技术路线有两个，一个就是以ITER为代表的托卡马克装置，一个就是美国国家点火装置。尽快进步很大，但是离真正商业运行还遥遥无期，即便最乐观的估计都是到本世纪中叶，由于在核聚变领域科学家们的预言已经屡屡跳票，每次都是每隔二十年就有人跳出来声称20年之后就能实现，基于预言家们很差的信用记录，对这个新的预言期限，实在是很有必要打问号。

　　五、另辟蹊径的方案——冷聚变，超级忽悠？还是上帝的礼物？
　　在可控核聚变领域一直有一条被主流科学界排斥的边缘路线，被大多数主流科学家视为伪科学，而且在这个概念下的确出现过很多臭名昭著的大骗子，我们国家出现过的“水变油”等大骗局，大概也差不多类似。
　　所谓冷聚变与一种“声波发光”的现象有关，纳粹德国科学技术在研究潜水艇螺旋桨时无意中发现，水中超声波激发起来的水泡中会莫名其妙有发光现象。有人在解释这种现象时提出一种假说：水中气泡破裂时空气压力均匀分布，在瞬间和极小的区域内能形成极高的温度和压力，从而引发了核聚变反应。这样的解释实在是有点匪夷所思，但从原则上来说是有可能的，尽管发生这种现象的几率及其低。
　　在这样的假说鼓舞下，有部分人一直在进行这方面的尝试，甚至这里面有国家级实验室和著名大学中颇受人尊重科学家。有的声称观察到了可靠的聚变反应证据，甚至有人声称实现了正的能量输出，不过目前为止所有声称的成果都没有得到严格的科学证实。而且这里还出现了一些别有用心的骗子，大大地败坏了名声。
　　这次洛克希德马丁声称的核聚变装置，我猜十有八九是这个技术路线的产物。是否真的为人类打开了一条无与伦比的新能源之路，我想不急于下结论是明智的。

　　大家注意没有，声音是能级很低的物理现象，水又是天下至柔之物。而约束原子核的强力是自然界中最强大的存在。老子在《道德经》中说过：“天下莫柔弱于水，而攻坚强者莫之能胜。”如果这两个至弱至柔的事物结合在一起是打开天下最强大能量的钥匙。那只能说上帝设计的这个宇宙真是太奇妙了，老子的这么富有洞察力的预言也让人惊叹。

　　如果这一技术路线最终证明是可行的，桌面级的聚变装置被开发出来，那么人类的生活将发生哪些变化？这个可以发挥一下想象。
　　首先，所有的电厂加油站统统关门，家里工厂里装一个聚变装置，自备供电。汽车永久不需要加油和充电。
　　军事上甚至都不再有海陆空天潜的区分了，科幻电影中上天入地无所不能的飞碟将成为现实，在这样的作战平台面前，现有的最先进的武器简直就是笑话了。
　　制造方面，无限的能量供给，将让人们具备控制到分子甚至原子结构的能力，与3D打印技术结合，能够无限生产各种需要的东西，包括粮食等，永远不再有物质的匮乏。甚至，不介意的话打印出自己的替换器官，寿命可以无限延长。
　　太阳系内，甚至跨星系的航行也成为轻而易举的事。

　　总之，想象的空间极其巨大，这样的技术极其伟大。作为人类的一员来说，希望这个新闻是真有其事。但是这样的发明如果由美帝实现，又是让人极其不爽的事。
　　当然任何的技术都是双刃剑，如果这样的技术成为现实的话，任何个人都具备了惊人的破坏力，以现在人类的心理发育程度，和初级的社会管理形态，也说不定是人类走向灭亡的前奏。

新闻联播中一则关于洛克希德马丁公司的核聚变装置的新闻引起了众多关注和热议，国关中大部分意见认为这不过是个噱头而已。不过，且慢下结论。万一是真的哪？那可是个天翻地覆的大事件！毫不夸张地说人类将跨入恒星级文明时代，太阳系将成为人类的内湖，人类的资源获取能力将是现在的100亿倍以上，恒星系内的旅行将成为轻而易举的事，甚至跨星系飞行也不再可望而不可及！如真如此，中美争锋就真成笑话了，大家即便想跟在美帝后面混碗饭吃，也得看人家是否看在同为人类的份上大发善心了。不过这事怎么看怎么像是个大忽悠，核聚变真有这么容易？那国际上那个占地六十个足球场，总重两万多吨，造价二百亿欧元的ITER岂不是个笑话了？上亿度的温度，和几百万个大气压，这些极限条件是那么容易实现的？

　　在理清思路之前，有必要把我理解的核聚变的理论与诸位探讨一下，不严谨之处，哪些技术大拿们指正哈。
　　一、想象一下核子中的能量密度
　　首先原子核中到底蕴藏多大的能量？帮大家简单想象一下，自然界中洪水雪崩气势惊人，势不可挡，这是万有引力引起的势能释放，而将原子核捆绑在一起的强力，在一定距离上，其作用强度是万有引力的10的40次方倍。简单说数字大概没有感觉，打个比方，假如你身高1.7米，现在已知宇宙的尺度不超过200亿光年，我们身体在宇宙当中简直就是无法形容的微不足道。但如果将你的身体放大10的40次方倍，那么你的长度大致将是整个宇宙的尺度的千亿倍，而你的体积更是超过宇宙的十亿亿亿亿倍！爱因斯坦的质能转换公式，某种意义上也可以理解为原子核中巨大势能的释放。想象一下这里面蕴藏了多么大的势能。
　　二、如何更容易地理解质能转换
　　这里多聊几句，质量转化为能量是大家耳熟能详的概念，只是实实在在的质量到底是怎么个转化为虚无缥缈的能量？这么高大上的概念恐怕没人能说明白，也无法从日常经验中想象转化过程的图景。当初刚接触到聚变和裂变的方程式时，发现粒子的数量并没有减少，损失的质量从哪里来？标准答案是反应前后，不同原子核的原子量有细微的差别，比如氢同位素聚变反应为氦元素时，尽管反应前后质子和中子的总数没有变化，但合计的原子量减少了，损失的能量就来自这里。
　　那么问题又来了，难道构成氢原子的质子和中子与构成氦原子的质子和中子还有区别？这个好像是否定的，基本粒子彼此间应该没有差异性。我的理解是不同原子核中结合在一起的势能不一样，氢同位素核聚变为氦元素时，一部分势能被释放了，好比水流到了更低的地方了。相对氢元素，氦元素内部结合得稍微松散了一点，这样的图景对我这样的初等物理的脑袋更好理解一点。不过，你要问我原子核内部结合的强度变化为什么会引起质量变化？你问我，我也不知道。猜想是不是还要用希格斯粒子这样更高大上的概念才能理解？哪位大拿帮忙给讲讲。
　　既然谈到势能，那么势能的底部在哪里？氦元素再聚变反应为更重的元素，也会释放出能量，意味着质子和中子的总原子量又会有损失。是不是这个游戏可以从氢元素开始向下一级一级地玩下去？直到最重的元素。答案是否定的，要是这样的话，裂变反应就不存在了。与聚变反应相对的另一端是裂变反应，重元素裂变为轻元素时，同样会释放大量能量，意味着质子和中子的总原子量又会有损失。聚变反应和裂变反应的共同的终点是铁元素。反应到铁元素时，原子核中的势能就算全部释放完了。铁元素可以理解原子核中蕴藏的势能的锅底，其他更轻和更重的元素再锅底的两端。铁元素要通过裂变也好，聚变也好转化为其他元素时，都需要消耗大量的能量，而不是相反。多少一句，恒星中的聚变反应到铁元素时，恒星就到寿命终点了，就是这个原因。聚变停止内部结构失衡，超新星爆发。。。。。。
　　为什么铁元素这么特殊？这个我也不知道。有知道的帮解释一下。

　　三、释放核能的方法
　　好了，基本的图景建立起来了，下面该谈谈如何释放原子核中的势能，有两种方法，裂变好理解，就是高能粒子打进去，硬生生地将紧紧结合在一起的质子中子拽开，一部分原子核中蕴藏的势能就被释放出来。可以想象一下强力这个强大无比的橡皮筋被高能中子这把刀切断了，原来平衡的原子核结构突然打开了，结果当然是四分五裂，能量爆发。更妙的是，这个过程产生更多的高能中子，继续打开更多的原子核，链式反应开始。如果有办法能吸收反应释放的多余中子，就能将反应控制在一个稳定的范围，这就是核反应堆的原理。遗憾的是自然界中合适核裂变反应的重元素材料稀少，另外一个致命的缺陷是核辐射和核废料的问题。所以核裂变不能成为人类的终极能源形式。
　　核聚变是另外一个释放核能的方法，核聚变就是让原子核充分接近，突破某个极限后，达到强相互作用力的作用范围后，不同的原子核之间就突然打破界限，结合为新的更重的元素，副产品就是释放部分势能。自然界中合适的核聚变的材料可谓取之不尽用之不竭，几乎不产生核废料——人类的终极能源。遗憾的是，天下没有白吃的午餐，理想很丰满，现实很骨感，可控核聚变的难度超出了科学家们的想象。

　　四、核聚变的难度在哪里
　　让原子核互相接近到强相互作用力起作用的范围就能实现聚变反应，核聚变反应堆的原理很简单，很好理解，只不过实现起来却是困难重重。困难在哪里？以下直接从百度上抄过来：
　　第一步，作为反应体的混合气必须被加热到等离子态——也就是温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚，原子核能自由运动，这时才可能使得原子核发生直接接触，这个时候，需要大约10万摄氏度的温度。第二步，为了克服库仑力，也就是同样带正电子的原子核之间的斥力，原子核需要以极快的速度运行，得到这个速度，最简单的方法就是——继续加温，使得布朗运动达到一个疯狂的水平，要使原子核达到这种运行状态，需要上亿摄氏度的温度。然后就简单了，氚的原子核和氘的原子核以极大的速度，赤裸裸地发生碰撞，产生了新的氦核和新的中子，释放出巨大的能量。经过一段时间，反应体已经不需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除，新的氚和氘的混合气被输入到反应体，核聚变就能持续下去，产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，大部分可以输出，作为能源来使用。看起来很简单是吧，只有一个问题，你把这个高达上亿摄氏度的反应体放在哪里呢？迄今为止，人类还没有造出任何能经受1万摄氏度的化学结构，更不要说上亿摄氏度了。这就是为什么一槌子买卖的氢弹已经制造了50年后，人类还没能有效的从核聚变中获取能量的唯一原因。
　　目前实现可控核聚变的主流技术路线有两个，一个就是以ITER为代表的托卡马克装置，一个就是美国国家点火装置。尽快进步很大，但是离真正商业运行还遥遥无期，即便最乐观的估计都是到本世纪中叶，由于在核聚变领域科学家们的预言已经屡屡跳票，每次都是每隔二十年就有人跳出来声称20年之后就能实现，基于预言家们很差的信用记录，对这个新的预言期限，实在是很有必要打问号。

　　五、另辟蹊径的方案——冷聚变，超级忽悠？还是上帝的礼物？
　　在可控核聚变领域一直有一条被主流科学界排斥的边缘路线，被大多数主流科学家视为伪科学，而且在这个概念下的确出现过很多臭名昭著的大骗子，我们国家出现过的“水变油”等大骗局，大概也差不多类似。
　　所谓冷聚变与一种“声波发光”的现象有关，纳粹德国科学技术在研究潜水艇螺旋桨时无意中发现，水中超声波激发起来的水泡中会莫名其妙有发光现象。有人在解释这种现象时提出一种假说：水中气泡破裂时空气压力均匀分布，在瞬间和极小的区域内能形成极高的温度和压力，从而引发了核聚变反应。这样的解释实在是有点匪夷所思，但从原则上来说是有可能的，尽管发生这种现象的几率及其低。
　　在这样的假说鼓舞下，有部分人一直在进行这方面的尝试，甚至这里面有国家级实验室和著名大学中颇受人尊重科学家。有的声称观察到了可靠的聚变反应证据，甚至有人声称实现了正的能量输出，不过目前为止所有声称的成果都没有得到严格的科学证实。而且这里还出现了一些别有用心的骗子，大大地败坏了名声。
　　这次洛克希德马丁声称的核聚变装置，我猜十有八九是这个技术路线的产物。是否真的为人类打开了一条无与伦比的新能源之路，我想不急于下结论是明智的。

　　大家注意没有，声音是能级很低的物理现象，水又是天下至柔之物。而约束原子核的强力是自然界中最强大的存在。老子在《道德经》中说过：“天下莫柔弱于水，而攻坚强者莫之能胜。”如果这两个至弱至柔的事物结合在一起是打开天下最强大能量的钥匙。那只能说上帝设计的这个宇宙真是太奇妙了，老子的这么富有洞察力的预言也让人惊叹。

　　如果这一技术路线最终证明是可行的，桌面级的聚变装置被开发出来，那么人类的生活将发生哪些变化？这个可以发挥一下想象。
　　首先，所有的电厂加油站统统关门，家里工厂里装一个聚变装置，自备供电。汽车永久不需要加油和充电。
　　军事上甚至都不再有海陆空天潜的区分了，科幻电影中上天入地无所不能的飞碟将成为现实，在这样的作战平台面前，现有的最先进的武器简直就是笑话了。
　　制造方面，无限的能量供给，将让人们具备控制到分子甚至原子结构的能力，与3D打印技术结合，能够无限生产各种需要的东西，包括粮食等，永远不再有物质的匮乏。甚至，不介意的话打印出自己的替换器官，寿命可以无限延长。
　　太阳系内，甚至跨星系的航行也成为轻而易举的事。

　　总之，想象的空间极其巨大，这样的技术极其伟大。作为人类的一员来说，希望这个新闻是真有其事。但是这样的发明如果由美帝实现，又是让人极其不爽的事。
　　当然任何的技术都是双刃剑，如果这样的技术成为现实的话，任何个人都具备了惊人的破坏力，以现在人类的心理发育程度，和初级的社会管理形态，也说不定是人类走向灭亡的前奏。