瓶中星：ITER的奇妙史诗（核聚变相关转贴）

最近教主出没频繁，让我想起去年看到的一篇iter的文章，特分享如下，文章较长，请备好饮料食物再观赏：
原文地址：
http://www.newyorker.com/reporti ... ian?currentPage=all

一项创造新能源的无畏计划可能会使地球免于大灾难。但是时间日益紧迫。


如果一切按照计划进行,若干年后——可能十年，也可能稍早，有史以来建造的最复杂的装置将会在法国南部阿尔卑斯山森林启动。该装置名为国际热核聚变实验堆[url=]（[/url]International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER），高一百英尺，重2.3万吨——是埃菲尔铁塔重量的2倍以上。在其堆芯，密密麻麻的高精度设备围住一个洞穴般的真空室，其中，超热的重氢云团以超音速快速旋转，在其流转过程中像DNA链一样扭曲。重氢云团会被电流（强有力的浪涌会使雷电流看上去像静电形成的微小电弧）烧焦，同时被集中的辐射波轰击。不带电粒子束（其所带能量足以几秒内就能摧毁一辆汽车）倾泻至腔室内，产生巨大的热量。流转的氢因此被电离，温度超过2亿摄氏度——是太阳燃烧核心温度的10倍以上。

地球上再没有比这温度更高的自然现象。和太阳一样，重氢云团将核化。氢原子急速上升，处于极速运动状态，相互猛烈撞击，融合形成新的元素氦，每次原子融合，都将释放爆炸能：剧烈放热、伽马射线、X射线以及朝各个方向快速移动的中子形成的洪流。没有任何物质能盛装这一反应。金属，塑料，陶瓷，混凝土，甚至纯金刚石，一旦接触，即被摧毁，因此该装置利用世界上最大的超导磁体系统，将这一超热云团盛装在一个“磁瓶”中。离堆芯仅数尺，磁体会被冷却到零下269度，接近外太空的温度。受磁体巨力控制，地球上的这个人造太阳将在巨大压力之下，悬于ITER内部真空原初的虚空之中。

对于该装置的创造者，这个过程——点亮并控制这颗自运行星体——会是数十年预备工作，几十亿、几百亿的投入，无以量计的人类才智，误入歧途，重新校正，混战，悲叹及嘲讽的高潮。 几乎没有工程能与之相比，无论规模，技术复杂度，还是其野心或傲慢。甚至为建造该设备而于8年前组建的ITER组织——堪称一个临时的科学联合国——也史无前例。35个国家参与投资，代表了全世界一半人口，其财政运作因此复杂无比，甚至需要自己的通货：ITER计费单位。

没人知道ITER真正的花费，可能确实也无法计算，但预算一直在稳定增加，保守估计是200亿美元，这个数字让ITER成为世界上最贵的科学装置。但是，如果真能将一个星体装入瓶子里，并且经济地完成，那这项技术能解决世界上接下来3000万年的能源问题，并且帮助地球躲过环境灾难。氢是一种原生核素，是宇宙中最为丰富的原子，一种基本上不必担心其短缺的潜在燃料。物理学家们希望最终能建造仿照ITER的商用反应堆，实现无碳、几乎无污染以及少放射性废弃物的太瓦级（译注：1012）发电。反应堆将仅靠海水和锂运行，永远不会熔毁，并实现一个如普罗米修斯盗火一般古老的憧憬：将天堂的光带到地球，并为人类的意志所驯服。拉丁语中，ITER即“道路”。

从我落脚的普罗旺斯地区埃克斯（Aix-en-Provence）到ITER施工场地的主干道是A51公路。车程大约半个小时，蜿蜒向北，经过农田以及波光粼粼的迪朗斯河（Durance River）。沿路几乎可看到所有形式的能源，从水力发电大坝到漂浮的太阳能板。浅褐色的褐煤层，蕴藏在普罗旺斯土壤之下，但是矿床开采已变得非常昂贵。离埃克斯几英里远，一个大型燃煤电厂，几百英尺的烟囱高耸入云，正改造为生物质发电，燃烧树叶、树枝及农业残渣。ITER正在法国替代能源委员会树木葱茏的校园外一两英里处建造，该委员会是一家国家资助的研究机构，创建于1945年，意在发展核能，现在也包括可再生能源。常绿槠及地中海松覆盖山脚。在它们下方，是法国政府最大的战略性石油储备。
ITER的总部是一栋五层高的大楼，两年前建成。波浪形灰色混凝土板条在落地玻璃前投下阴影，内部十分简洁：刷成白色的墙和混凝土抛光地板，其南面俯视工地。工地面积超过一百英亩，位于一条崖径背面。到反应堆启动时——官方预定的首次实验时间是2020年，这个工地将形成一个小镇。大概40个建筑会围绕在设备周围，从冷却塔到深低温设备——该设备将制造冷却超导磁体的液态氦。一座人行天桥从总部二楼横跨至崖径，此处未来会建造一个体量极大的NASA风格的控制室。但现在，天桥这一端为一堆赭土，通往广阔的工地只能驾车绕行。

季夏的一个早晨，我抵达ITER，空气温暖干燥，弥漫着松树、薰衣草和野百里香的香味。五百人为ITER中心组织工作，但这里出乎意料地安静、空旷。现在是法国的八月，许多工人休假了。气氛像J.G.Ballard（译注：作家，其维基页面：http://en.wikipedia.org/wiki/J.G.Ballard，可注意Ballardian定义部分）式的想象：一项乌托邦计划的现代性外壳，尚未完工，人烟稀少，藏于原始森林中，与世隔绝。几个拿着板夹的人站在太阳底下，筹划总部扩建事宜。为了省钱，总部施工时，完整的裙楼设计被否决，代之以临时的配楼，其楼梯和墙壁洞开，像舞台布景，距主楼几百码远，往返巴士穿梭其间。不过巴士已被证明不实用，因此，裙楼终究还是会建造，尽管现在造价更高。

在空空如也的大厅，我漫步至反应堆堆芯的模型：圆筒形，密布机械零件，包覆亮色的机械加工过的塑料。ITER的设计基于俄国物理学家Andrei Sakharov和Igor Tamm 1950年代提出的构想，即被称作托卡马克（tokamak）的装置。托卡马克是一个前苏联速记，其更准确、更几何学的名称是：环形磁约束核聚变装置（toroidalnaya（环形） kamera（真空室） s aksialnym magnitnym（磁） polem），或者轴向磁场环形室（toroidal chamber with an axial magnetic field）。Sakharov的草图描画了一个形状像甜甜圈的真空室，或充满电磁线圈的环形装置——ITER的堆芯完成后，也会是这个模样。

从许多方面看，ITER计划都是遗留至今的冷战碎片。Sakharov曾预测基于其构想的反应堆会在短短的十年或十五年内产生能量。随后建造及运行实验托卡马克的物理学家也持同样的乐观态度，常预测会在十年、二十年或三十年内成功。然而，当其他科学挑战成功被攻破——将尤里·加加林（Yuri Gagarin）送入了太空，将漫游者号送上了火星，人类基因组测序，欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（Large Hadron Collider）发现了希格斯玻色子——控制热核能仍然难以实现。美国国家工程院将建造商用热核反应堆（仿照ITER的一种设备）列为二十一世纪最具挑战性的工程之一。该领域的一些人认为工作机将会是一座人类成就的纪念碑，其成就甚至超过吉萨金字塔。

1985年日内瓦紧张的高峰会议上，里根和戈尔巴乔夫倡议提出建造ITER，他们同意“为了全人类利益”，合作“获取这样一种本质上用之不竭的能源”。自此，欧盟、中国、日本、韩国及印度陆续加入合作。在ITER词典里，每个合作伙伴都是一个国内机构（Domestic Agency）。不像之前的一些科学合作，每个合作伙伴均没有完全控制权，也就没有总的中央财政预算。每个国家主要以完成组件的形式为该计划出力，ITER组织会在法国将这些组件组装起来。这一模式会成为未来合作的模板——或者需要避免的教训。在总部，有一个圆形讲台，来自各个国内机构的代表一一入座，他们面前插了旗帜和名牌，活像联合国安理会成员。但是核工程外交有其局限性。大型装置要么照设定运行，要么不运行。妥协和客气可能导致灾难。成千上万组件——许多本身就是独立的大型装置——必须一个挨一个几乎完美地接合起来，投入运行后，将几乎不能修正缺陷。基本上，该计划能否成功就在于一个简单的问题：将来它们能组装在一起吗？

ITER设计整合的负责人Stefano Chiocchio——ITER首席拼图大师，在总部附近一个临时配楼里办公。他的黑莓手机里通常有一份诸多事项重叠、不可能实行的日程表，迫使他像一个作之字运动的原子粒子一样东奔西跑，并对会议进行轻重缓急的分类。他没有乘坐穿梭于建筑之间的巴士，而是驾车，以节省时间。他说话时，常常话说到一半，止住，以“OK”作结——让自己的思考在那里戛然而止。有时候，他朋友会在他大步流星时拦住他，“Stefano，”他们喊他，然后帮他整理好弄皱的衣领。
一位ITER的官员告诉我，某种意义上，Chiocchio的工程师们是该计划的“禁卫军”（Praetorian Guard）。目前，这台巨型机器数字化后，仅1.8兆兆字节，可通过一台安全的计算云读取，并且每天晚上都备份至位于巴塞罗那的硬盘组内。硬盘受到了很好的保护，但是对这些文件主要的威胁来自工作本身——同时来自ITER总部、各国内机构以及分布于全世界的分包商的设计变更。理想情况下，这些变更只有在得到“禁卫军”的批准后才能加入。但是，不兼容仍在扩散，许多不兼容就像叛乱分子一样蓄势待发。Chiocchio的团队必须猎捕到各类型的冲突：“不一致”以及“冲突”以及“差异”。大多数时候，时间似乎都不够用。

我本应该在主楼的五楼和Chiocchio会面，但是我到达的时候，没有接待人员，没有可以询问的保安，找不到任何人可询问他在哪。找他的过程中，我能听到我的脚步声在长长的、阳光照耀的走廊里回响。在一间会议室，我打断了正在进行的一次会议，几秒钟后，一个五十多岁的矮个子男人，笑容满面冲了出来。此人便是Chiocchio。他的头发花白——实际上已经谢顶，呈波浪形垂在两侧，显出他的圆脸，一脸倦容。他十分热情，引着我重新回到会议室并请我入座。

二十四名工程师围坐在马蹄形桌子前，气氛阴沉。危机感笼罩着ITER，就像垂死太阳的同轴星云。该项目几乎从启动就开始滞后，1993年启动的时候，设想的是装置能在2010年就绪，现在看来，肯定还会有进一步的延迟。会议室里斗志昂扬，但是，你也能感觉到怀疑，分歧以及黑色幽默。一名物理学家告诉我：“到处弥漫着焦虑，并且将要爆发。” 许多ITER的工程师和物理学家认为，延迟是ITER自身的原因，与工程或物理学准备基本上无关，而与ITER的组织和管理息息相关。关键的技术人员离开了，其他人因压力暂时离开以复元。不久前，日本物理学家、2010年就开始负责管理组织的总干事Osamu Motojima，让工人在总部入口竖起了一块花岗石板，宣告ITER的存在。大伙却称之为墓碑。

Chiocchio的工程师们聚在一起，讨论最紧迫的问题：放置托卡马克的大型建筑施工滞后。有关ITER选址的地缘政治争论持续多年后，最终选定普罗旺斯。参与争夺者逐渐减少，最后只剩下两个国家，法国和日本，最终达成妥协：选址在法国，但是ITER的总干事要是日本人。在法国建造像ITER这样的项目非常明智，理由很多。法国极其依赖核能，并且欧洲已建造了一些世界上最富盛誉的托卡马克。但是，该地区易发地震，并且风十分猛烈，大型建筑可能会摇摆几英寸。因此，机器连同两栋放置关键设备的建筑物会建在一个特殊的地基上——一种称为B2板的混凝土板——并由数百块抗震底座支持，ITER工程师称之为托卡马克地震隔绝坑。这些B2板必须支持36万吨的设备和基础设施。

早前，为了跟上进度，即使托卡马克大部分设计还没完成，建设还是十分赶。就像在火箭引擎设计好之前，建造它的壳——或者更糟，因为，如Chiocchio所说：“建造这些核建筑的难题之一是，许多情况下，建成后，你甚至都不能再在上面钻个孔。一旦墙壁砌好，它就只能是那个样子了。这些建筑需具备安全功能，即限制功能，一个主要要求是不能有辐射线可穿过或逸出的裂缝。我们要确保巨细靡遗——每根管道，每根电缆——因为，如果我们考虑不周，一个人说，‘O.K.，让我们把这个栓到墙壁上’——嗯，不行，我们不能这么做。”并且，ITER的巨大规模及机器密度使得事实上不可能知道事情会如何发展。6000英里的电缆会穿过机器，将电输送到25万个端点。供热系统会通过人造金刚石做成的一个大型窗口传送100万瓦的微波辐射。该系统要求绝对直的管状物传输这些微波，不得有其他部件阻碍其传输。

为了解决“建筑先于机器”的难题，工程师设计了特殊的遍及整个建筑的入口。“基本上，我们现在要做的是确保建成预先规划好的空间，其墙壁内埋置钢板，该空间应能承受起内部的所有系统，” Chiocchio解释道，“我们必须置入大量这样的钢板，超过8万块，但是每块都要花很多钱，负责建筑的欧洲国内机构抱怨我们用的太多。”抱怨演变成争吵，争吵演变成滞后，而建筑的滞后现在威胁到了整个项目。“如果建筑不完工，装置组件就得摆大街上了。现在滞后一天——我不确定，大概就耗费近百万欧元？”

会议室里，工程师正在研究一个名为“托卡马克综合设施——B1层第34周进度及第35周安排”（TKM Complex——B1 level status week 34 and actions week 35）的PPT。设计整合团队的成员之一Jean-Jacques Cordier主持讨论。会议结束后，他提到没有足够时间检查三楼组件了：必须将计划汇总、更新规范、协调问题。“这不合理，”他说，“这表示我们在三个星期内要处理成千上万的数据点。”Chiocchio问他前面几层完事后有没有可能加快速度，但是在把图纸交给承包人之前有太多细节要考虑。“我们已没有救生圈了，”Cordier说。“如果我们现在延迟，我们就是切切实实地延迟了。避免延误的唯一方法是增加解决问题的资源。”

那天下午，Chiocchio和我共进午餐。他看上去精疲力竭。ITER建成后，将包含1000万个单个的部件，但是仅有28个人为他工作。他之后带我参观了他办公室附近的一个房间，三个人每天都坐在那工作——查找冲突。每个人面前，都放着巨幅的ITER微缩迷宫，整整占满两个电脑屏幕。靠近看，设计看上去就像把新泽西收费高速公路沿途的工业景观压缩放入一个假日酒店大小的立方体。“我们什么都得检查，从冲突到接口——像这里，”其中一个人指着示意图说——托卡马克的一个支撑结构没有与埋置板对齐。要解决这个问题，他必须得通知在他们楼下，一楼之隔的设计团队。通常，他说，禁卫军成员传达的消息都是别人不愿听的消息，他补充道：“事实上，不是人人都喜欢我们。”

在Chiocchio看来，许多设计冲突因为该计划的政治基础而起。某处的改变通常会使其他部分（由另一个国家建造）更贵，接下来的争吵就很难解决。最初，每个国内机构争着建造设备最顶级的部分，这样其工业发展就能获取know-how（技术诀窍）；造成的结果就是，最复杂部分的设计与制造被分开——政治角力后的权宜之计，但是这有悖于工程的审慎原则。ITER的真空室——一种高精度设备，其运行要求完美的对称——本应由同一个制造商建造。但相反，它会被分成9个部分建造完成，两个在韩国，剩下的在欧洲。设计要求某些关键部位（features）焊接，但是欧洲人决定使用稍便宜的螺栓。禁卫军——除了说服，几无其他任何权力，必须确保装置完整。很难找到一般的参照系，Chiocchio夜以继日工作就是为了防止ITER变成科学上的巴别塔。他努力促进科学家使用相同的术语（甚至，有时候，相同的语言），使用相同的公制度量标准。这是个招人嫌的活，但是他伴随ITER有二十年了，并且，和其他许多建造托卡马克的人一样，他是带着使命加入这个项目的。热核能——也称作核聚变——与现有反应堆实现的裂变原子反应不同，其前景大得多。整个职业生涯都致力于建造出可运行反应堆的一个工程师告诉我：“聚变是一种有意思的病——其诱惑无与伦比。”在ITER总部，人们可以感受到这一点：一种心理力像磁场一样减弱或限制着悲观情绪。我在某个下午觉察到这点，当时一个沮丧的物理学家，在半开玩笑地给出充分理由证明《星际迷航》中的宇宙飞船是聚变供能后，整个人亮了起来。

Chiocchio同样是被使命感触动。他最开始做的是裂变，他的兴趣萌芽于有关石油峰值的骇人预测。“有个关于有限增长的故事，即地球缺少资源后会受到什么影响，但我觉得核能有助于解决这一问题。”他告诉我。“但是，一些年后，这么说吧，我受到切尔诺贝利影响，该事故使得世界范围内的核活动都停了下来。在意大利，我所在的项目缓慢结束——好吧，它没有终止，但显然，建造新的核电厂不可能再获得政治上的支持。”他最后在欧洲一个称为欧洲联合环（Joint European Torus，简称为JET）的托卡马克承包了工程。“聚变似乎有可能成为裂变的一个清洁替代，”他说，“但是，有一点不同：裂变已实现。聚变还在实现的路上。”

II—造星者

热核能的物理基础简单到令人着迷。裂变通过原子分裂产生能量，聚变则是通过原子聚合的微小作用。每个原子都至少包含一个质子，而所有质子都带正电，这表示它们会相互排斥，就像磁铁的同性端。质子被迫靠近时，它们之间相互排斥的电磁力越来越大。如果自然界只有电磁力，那么仅一个质子的氢原子可能是宇宙间唯一的存在，形单影只。但是质子离得很近时——距离不大于0.000000000000001米——另一种名为强力的基本力夺走支配权。强力比电磁力强大一百倍左右，并将原子核内部所有物质束缚在一起。

  要使质子足够靠近，克服这一势垒，并由强力束缚住，需要巨大能量。宇宙中每个原子都运动不息，物质温度越高，其无规则运动越剧烈。热核温度极高——在太阳核心，该温度为1500万度，迫使质子相互猛烈撞击，强力发生作用，使质子聚合。氢原子核相互猛烈撞击，融合形成氦。氦原子核相互猛烈撞击，融合形成铍。原子获得越多质子，就变得越重。但是，奇怪的是，每次结合也都会伴随微小的质量损失。1905年，爱因斯坦用他最著名的公式E=mc2阐明原子核聚合时损失的质量以能量的形式释放了。而该能量之巨不可思议——有些情况下，是之前原子融合所需能量的一千倍。若无此过程，星体不会燃烧，宇宙也会陷入无边的寒冷。

  本质上，太阳是一个4×10-----20兆瓦（译注：兆为106）的热核发电厂，其燃料为可供燃烧几十亿年的氢，每秒500万吨（译注：作者原文最初的版本作“6亿吨”，后更正）氢被转化为能量。“如果你穿越回过去——很久远的过去，你会看到第一个爬出洞穴的穴居人每次都惊讶于初升的太阳——那是人类第一次遭遇聚变反应堆。”Ned Sauthoff说，他是橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）的一名物理学家，也是ITER的美国项目经理，“虽然远隔九千三百万英里，但是，毋庸置疑，它带来的温暖和发出的光令穴居人印象深刻，并且，作为人，他说，‘我怎么才能拥有一个它呢？’”

  求索路上，人类首先对火下手——拙劣复制太阳，然后是科学欺骗。1951年，阿根廷总统胡安·庇隆（Juan Perón）宣布，在卫姆岛（译注：原文为Huemul，Nahuel Huapi Lake的湖心岛）上，他的科学家建造了世界上首座热核反应堆——拥有宏伟武器计划的美国和苏联都没想过要做的事。粗糙的裂变反应堆，倒是有：Enrico Fermi早在1942年就在芝加哥建造了一座。但是，当此之时，聚变仅在美国科学家的想象中实实在在占有一席之地：正秘密研制的氢弹，尚未引爆。

该公告上了《纽约时报》头版。（译注：原文为Times，似指《泰晤士报》，不过众多资料都表明应为《纽约时报》，如[url=http://www.iter.org/newsline/196/930http://www.thenewatlantis.com/publications/the-fusion-illusionhttp://en.wikipedia.org/wiki/User:Guigue/sandbox]http://www.iter.org/newsline/196/930http://www.thenewatlantis.com/publications/the-fusion-illusionhttp://en.wikipedia.org/wiki/User:Guigue/sandbox[/url]，而且后文提到美国普林斯顿大学的物理学家买过该报纸，故此。）庇隆热情地颂扬该反应堆，称其“卓越”。庇隆没有提供细节，相反，他介绍了该项目的首席设计师Ronald Richter，Richter是来自奥地利统治下的捷克斯洛伐克的一名科学家，曾在第三帝国期间，在德国主持过军方资助的研究（译注：作者原文最初版本为“曾跟随Werner Heisenberg工作”，后更正。Werner Heisenberg，1901年12月5日－1976年2月1日，德国物理学家，量子力学创始人之一，曾获诺贝尔奖，维基页面：http://goo.gl/SKn6oc）。在卫姆岛上，Richter建造了一座燃料库，形状近于立方体，里面放置了一台他称作“热加速器”（译注：原文为thermotron，词典查不到这个词，根据“thermo-”和“-tron”两个构词元素猜测译出）的机器。只有极少数人看到过这个机器，并且Richter的零星描述很快就引发怀疑。一些物理学家怀疑他是个骗子，或者疯子——尽管一份美国情报评估猜测他是不是一个“疯狂的天才”， “置身1970年在思考”。要求他展示的公众压力与日俱增，Richter开始行为失常。他请求提供火药，以提高其机器的功效。最终，军方技术人员前往卫姆岛参观，回来后宣告“Richter的发现只是一个天大的吹嘘”。

先是洋洋自得地公告天下，转眼变成科学上的败退和羞辱，阿根廷树立的这一“榜样”困扰了该领域数十年。尽管如此，Richter的热加速器却带来一个意料之外的“收获”：它启发美国的物理学家们思考真正的热核反应堆应该长什么样。《纽约时报》刊发该新闻当天，时年36岁的普林斯顿大学天体物理学家Lyman Spitzer冲出去买了一份，他曾被招募研制氢弹。Spitzer是怀疑热加速器的一员，但是他被勾起了兴趣。因为聚变反应释放的能量高出火一百万倍，2.5磅合适的氢同位素产生的能量等同于1800万磅煤产生的能量。

Spitzer彼时正赶赴阿斯本（Aspen）滑雪之旅，当他乘坐缆椅上升时，他在脑子里一次又一次仔细思考这个想法。身为一名天体物理学家，他熟知星体燃烧所要求的严苛条件，也熟知缺少物理物质来盛装它们。聚变所需的超高温状态下，氢原子不像物质的任一常态——固态，液态或气态，而是以电离气体或称作等离子体的形式存在，具有独特的电性质。可见宇宙中99%的物质是等离子体。Spitzer知道，因其自由漂浮的带电粒子，电离气体会对磁场产生反应。也许，他推断说，一个磁铁系统可以在真空中盛装热核云。等离子体永远不必接触任何物体。

Spitzer获准放下其氢弹工作，在普林斯顿大学一个旧的兔棚里创建了一个秘密的热核能项目。他设计了一个桌面装置，他称之为仿星器（stellarator），看上去像一根被扭成“8”字型的管子。该装置在黑暗的兔棚内首次启动时，一道紫光稍纵即逝：等离子体，持续了一毫秒。最终，Spitzer将离子加热到了100万度。而在Spitzer摆弄其仿星器的时，政府对热核能的投入也开始增加，预算达到数百万，相互竞争的科学家也开发出不同磁瓶，有或然器（Perhapsatron）、磁镜装置、Fusor（译注：一种静电约束核聚变装置，维基页面：http://goo.gl/hb6ize）。

无论何种方法，物理学家推断随着等离子体变得密集、温度更高、持续时间更长，发生聚变的条件终将得到满足。但是，因为研究的关键是建造商用反应堆，简单的原子融合还不够。等离子体产生的能量必须至少等于物理学家注入的能量——原子的能量得失平衡——然后，更进一步，产生能量的净收益。终极目标是等离子体激发至自我加热的状态，几乎不用费心维持和控制，像星体一样，物理学家称之为“点火”。

早期装置的表现糟糕至极。它们吸收大量能量，仅仅激发瞬间的等离子体。物理学家很快就意识到，他们是在与完全不欢迎热核能的物理条件作斗争。在太阳的内核，重力造成的挤压极其强大，聚变产生的光和热因而能花上10万年曲折行进，穿过厚厚的气体抵达地球。因为不可能在地球上复制那样的压力，科学家试图以极端高温弥补。但是等离子体仍作“他想”。仅仅只是将其盛装足够长时间以加热就是一大挑战。你只要看看太阳表面——不稳定等离子体的汹涌之海——就能理解其中缘由了。有位科学家将其比作以橡皮筋束住果冻。

1958年，进展基本上停滞，相关工作解密，并在学者中间交流，甚至是与苏联交流。西方国家了解到Sakharov的托卡马克——Sakharov在其氢弹工作间歇构思而成。该托卡马克同样无法完全应付等离子体，但其设计非常精妙。Spitzer将其真空室形塑为“8”字型，以校正不可避免的磁场不平衡。Sakharov设计的真空室紧凑、对称，形状像甜甜圈——或环形，为了校正同样的磁场不平衡，他决定往等离子体中导入强有力的电流，以阻止其漂移。该过程不仅能稳定形成涡流的电离气体，而且能够给它加热。很快，托卡马克就达到了新的里程碑：获得了更密集、温度更高的等离子体。没有装置比它更有前景。如果Sakharov的托卡马克腔室内能形成一个自持的星体，那么它产生的热量能够驱动涡轮机，提供近乎无穷无尽的能量。

到Chiocchio加入ITER的时候，即1993年，聚变领域已走过了一段退步与成就交织的坎坷之路。科学家建造的托卡马克越来越大，根据计算，腔室体积越大，其等离子体维持在某一稳定且高能的状态、进而可自我加热的能力也越强。装置体量越来越大，其造价也水涨船高，对它们的期望也随之提高。在华府，其不足受到严厉的评断——特别地，随着1970年代的石油危机得到缓解，石油似乎丰富充足，情形就更是如此了。1980年代，两个化学家声称他们制造了“冷聚变”：室温下的热核反应，发生在看上去像普通试管的装置之中。骗局很快就被揭露，为已在力争可信性的真实研究蒙上了一层阴影：不可过于轻率地相信它们。可是，到1993年，物理学家已找出实现能量得失平衡的清晰途径。他们满怀希望：如果能建造足够大的装置，障碍就能攻破——几十年令人沮丧的努力终将收获能量。

在初创的那些年，ITER仅有一位极富远见的掌舵者——此为其历史上仅有：法国物理学家Paul-Henri Rebut。Rebut秃头，硕大的眼镜后一双锐利的眼睛，目光会迅疾地投向某个方向。Rebut之前设计了JET，一个广受赞誉的装置，真空室大到人可以穿行其中。他的一些同事称他为天才；他可以全副心思专注于工程障碍，并且能构想出复杂问题的简单解决方案。JET时期，Rebut晚上在设计办公室过道上踱来踱去——踱步时，他思路更清晰——有时候，他从一个工作站到另一个工作站，写下修正或者标记完整的想法。“他可能苛刻，”Chiocchio回忆道，“但是他非常非常聪明。”

Rebut甫一同意接管ITER，大胆作为的禀性就体现在了他的工作中。多年以来，在不同的车间，概念设计变为兼有双重目的的装置，部分用于实验，以证实聚变的可行性，部分用作商用反应堆的原型。Rebut抛开这样的设计，换为他自己的设计：一个庞然大物，事实上是彻头彻尾的原型。在他看来，聚变已然可行——并且，他曾解释说：“这个领域有个普遍的趋势：不够狠，走得太慢，必要的步子不敢迈得太大。”他构想了一个直径72英尺的真空瓶，其等离子体功率可达千兆瓦，也即十亿瓦，还可能更大，而且能运行1000秒。全球投入的大量努力如果不追求终极目标：点火，在Rebut看来都毫无意义。

当时，ITER尚无正式的组织。“我们所有人基本上都是从我们自己国家被派遣到这个国际团队。”Chiocchio回忆说。当时启用了三个办公室：一个在德国加兴（Garching），研究真空室的内部组件；另一个在日本那珂（Naka），工作主要集中在磁体；还有一个位于圣迭戈（San Diego）的设计中心，为Rebut的基地。Chiocchio在德国办公，但有时候会飞去看Rebut。“我记得他有一把带轮子的椅子，在设计师的工作室之间滑来滑去。”他回忆说，“Rebut自己是整合者。我们每晚给他们发回传真，他们则每天早上用传真发回回复。我们开玩笑说，这是用‘战略性传真’做设计。但是，这个办法不完全符合最佳信息传递原则。(译注:原文为“entropic”, “entropy”（熵）的形容词形式,此处“熵”应指“信息熵”，用于量度一个随机事件的不确定性或信息量，另外，可参考“entropy”的一个词典定义：a measure of the lossof information in a transmitted signal or message，见http://dictionary.reference.com/browse/entropic?s=t ，因此这里翻译时把脑洞彻底打开了。)不过，它也有个优点：我们每天不是工作8小时，而是16个小时。

设计极为灵活：关键部位不断变动，而且环环相扣，一动皆动。“团队不是很大，因此我们相互熟识。”Chiocchio说。工作尚处于概念阶段——不用担心准确的细节，因而，他们能充分理解其他部门同事正在做的事。等离子体内每时每刻都会出现新的、不可预见的力，ITER工程师竭力测量它们并将其纳入设计之中。“裂变的思维方式是它有个系统的程序——你规定你的负载、你的标准，然后你做出设计，”Chiocchio说，“刚开始，在ITER，有时候我会问我的老板：‘你能告诉我这个组件的主要要求吗？’而他会说：‘你开什么玩笑？试试找到解决方案。’这更像是，这么说吧，创造工程氛围。”

Rebut自己不会费事记录要求。这样的信息他都轻松记在脑子里。一位美国代表敦促他以更标准的方式工作。但是被他拒绝了。设计的规模和成本与日俱增，Rebut全凭直觉的风格以及不愿遵守基本的交际原则开始对他产生不利影响。1994年，美国成功开除了他。悄没声息离开不是Rebut的风格，他跑到国会，论辩说ITER组织没有足够的法律权力和足够的独立资金，并且，其领导是一群能力不济的官僚——这也许是最糟的。他论辩说，各方关注“一致”，基于最浅薄的共识做决定。委派到ITER理事会的代表“更多关心分赏给每个主队的工作，而非工程设计活动的成功”。Rebut预言，如果此种情况不改变，该装置绝不会成功。

  ITER仅是一个构想，仅是三个国家通过洲际传真鼓捣出的一堆图表，并且，合作已产生摩擦。在美国，1994年的共和党革命让国会立法者对国际主义产生敌意——特别是在不能立即产生效益的科学项目上。没人会怀疑Rebut设计的前景，但是其成本——100亿美元，对于未产生一个电子净功率的领域来说，是极为扎眼的。即使是在聚变界，怀疑也与日俱增。一些科学家害怕美国对ITER的投入会“吸走”用于国内研究的资金，他们开始秘密游说。1996年，两名德克萨斯州大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的物理学家William Dorland和Michael Kotschenreuther，联合普林斯顿大学的研究人员运行了一个基于ITER设计的电脑模型，结果表明，ITER反应堆将不可能达成其目标。此事被《纽约时报》报道。项目成员向这条新闻张开了双臂，Chiocchio告诉我：“团队做出了正确的反应：不是一连串的否定，而是基于它们的分析，真心实意试着弄清楚我们应该如何做出所有可能的修正。”但是，在政治圈，《纽约时报》的新闻却不可能振奋人心。

  ITER团队向负责监管聚变研究预算的美国众议院科学委员会主席James Sensenbrenner寻求支持。“Sensenbrenner参观了那珂，考察了我们建造的真空室和磁体系统原型，”Chiocchio说，“组织此次参观的人告诉我：‘哈，我们真的成功说服他我们在恰当使用纳税人的钱。’”Sensenbrenner回到华盛顿，开始采取保险措施，以防ITER永远建不成。国会削减该项目的资金，并且，美国在1999年退出；圣迭戈的办公室关门，航班取消，美国物理学家被要求不要参与。Chiocchio告诉我：“我们以为ITER就这么完了。”

  当此时，痛苦与讽刺混杂：项目的合理性有增无已。几十年来，物理学家都在试验重氢同位素，即氘，该元素在海水中储量巨大。计算早就表明氘和氚——一种更重的氢同位素——各半的混合会是最理想的条件，但是，氚稀少且具有放射性；对于不是专为其设计的昂贵装置，它会产生辐射。90年代，两个托卡马克有所保留地试验性使用了氚。一个在普林斯顿，其温度高达50亿度，并且三年的试验有了很大进步。在欧洲，JET的科学家，仅使用10%的氚，就实现了超过了一兆瓦的聚变功率。试验尚未达到能量得失平衡，但是，科学家估计，氚混合比例达到理想条件，他们的等离子体产生的能量会超过投入的能量——即产生净收益——这在理论上尚属首次。几年后，他们开始证实这一估计，并且成功实现了16兆瓦等离子体，这已创造纪录，但离得失平衡仍有小段距离。Chiocchio形容说：“真的造成了这一印象：我们离目标近在咫尺。”

未实现的宏伟实验散落于物理学史：旧的蓝图埋进文件柜，半途而废的装置打包装进货箱，开挖的地表蓄满淤积的雨水——大科学（译注：原文为big science，一个词典定义：Scientific research involving large amounts of money and often large teams of researchers）的残留。随着人类知识前沿推进，进一步探索的成本和复杂性也随之增加。望远镜越做越大。宇宙探测越来越辽远。原子粒子撞击越来越猛烈。现在许多科学问题要求的资源都非个体——一所大学，一个公司，甚至是，其例子越来越多：一个政府——所能组织。“但是大科学具有一个特殊的问题：它不能按比例缩小。”物理学家Steven Weinberg最近在《纽约书评》（The New York Review of Books）上评论说，“建造一个‘半途夭折’的加速管道毫无用处。”因此，这样的项目通常因争论不休的政治而诞生，然后受到资金有限以及随时抛弃它们的意愿阻碍。某种程度上，成功的实验是受到了一剂明知故犯之不切实际——将花费想得太少，时间表想得太短，人的行为想得太理想——的一臂之力。最后现实一发威，危机便出现了。

ITER不是唯一面临类似危机的装置。许多大型装置获准建设，之后却因成本飙升而中途撤销。去年夏天，在普林斯顿大学等离子体物理实验室（Princeton Plasma Physics Laboratory）——一家由联邦政府提供资金的机构，脱胎于Lyman Spitzer的兔棚——那里的研究人员带我参观了一个装置未完全组装的部分，该装置名为国家紧凑型仿星器实验（National Compact Stellarator Experiment）。每个部件均为精美的金属人工造物，主要材料是不锈钢，其曲线和扭曲设计在超级计算机问世之前不可能实现。组装要求极为精确，按实验室许诺的方式建造是不可能的。该项目超出预算几千万，落后于预定计划好几年，在五年前被毙掉，不过，说不定有朝一日终能看到它组装完成——就像科学家白日做梦般说的那样。某种意义上说，它的命运比劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）的磁镜聚变试验装置（Mirror Fusion Test Facility）遭受的痛苦命运要好一些，资金撤出之前，该装置已于1986年完全建成——但是一次都没使用过。

在90年代，同样有充分理由认为ITER寿终正寝了，因为美国在其中扮演的角色举足轻重，而华府的态度十分严峻。但是，正如Weinberg所言，“要中断国际合作很难”——大范围的官僚惰性（bureaucratic in**ia）反而成为其自身可取之处。美国退出时，另一法国科学家Rob** Aymar是当时的负责人，他决定通过制造一个较小的装置来削减巨额成本。装置须在预算紧张、人员不多的情况下重新设计。设计开始于1998年，直到2001年才完成。新装置将按照理想的氚混合建造，但是不再追求实现点火，相反，目标变为产生的能量十倍于注入等离子体的能量，功率为0.5千兆瓦（译注：千兆，即109）。Aymar将其造价设为50亿美元，而这一数字——恰好（而且合宜）是ITER之前成本的一半——马上就作为它的造价被援引。但是，这一估计本来只是用于指导各方的工作分配，并未考虑现实世界中的制造费用，也未考虑工作最终会以异常的方式划分。设计仍然远未完成，并且几乎所有人都知道这一估计绝对低了。“当然，官僚们希望ITER获得批准，而政客们则乐得睁一只眼闭一只眼，”一位官员告诉我说，“如果他们当时说：‘哦，不是50亿，而是150亿，’那么不会有人希望建造它。”

美国学术界达成共识，并极力敦促政府，美国因此重新加入；并最终签署了一份正式将各方约束在一起的协议。美国国内机构办公室设在橡树岭（Oak Ridge）。但是，明知故犯的不切实际一仍其旧。ITER的前两任领导都没有等离子体物理学的背景。总干事Kaname Ikeda是一名公务员兼核工程师。他的主要副手Norb** Holtkamp来自高能粒子加速器领域。Holtkamp竭尽所能保护这一没有经验的新组织。“他曾经说过：‘如果你尽可能花钱，第一个10亿以后，就没人会阻止我们了，’因此他不断花钱、花钱、花钱，”一位前ITER工程师告诉我，“设计尚未完成！他就已经想行动了：动起来，动起来，动起来。”（Holtkamp拒绝评论。）科学和政治融会。当花了几十年研究托卡马克内壁的欧洲工程师提出建设ITER内壁时，一名中国官员站起来，强烈反对，激烈地争辩说，预设中国不能制造一堵墙壁是最大的傲慢。因此，最后决定：中国可以制造一部分墙壁。

很快，现实再次发威：进度落后，成本攀升。2010年，Ikeda和Holtkamp卸任，Osamu Motojima上任。Motojima是一位等离子体物理学家，一个“聚变人”（译注：fusioneer，一个定义：An adherent of controllednuclear fusionas a useable source of energy，来源：http://en.wiktionary.org/wiki/fusioneer ），他深知赌注是什么：如果ITER失败了，对热核能的探索可能无限期停滞。Motojima掌舵后，他宣告：“梦未死！”一个下午，ITER的首席物理学家David Campbell跟我说：“我穿过大厅，看着工地，有时候我得告诉自己：‘我们在那里建造ITER！’我们花了很长时间才走这么远。即使系统挫折重重，即使成员国不高兴，因为造价提高了，计划时间比他们希望的久，但是每个人都献身于此。”

最近教主出没频繁，让我想起去年看到的一篇iter的文章，特分享如下，文章较长，请备好饮料食物再观赏：
原文地址：
http://www.newyorker.com/reporti ... ian?currentPage=all

一项创造新能源的无畏计划可能会使地球免于大灾难。但是时间日益紧迫。


如果一切按照计划进行,若干年后——可能十年，也可能稍早，有史以来建造的最复杂的装置将会在法国南部阿尔卑斯山森林启动。该装置名为国际热核聚变实验堆[url=]（[/url]International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER），高一百英尺，重2.3万吨——是埃菲尔铁塔重量的2倍以上。在其堆芯，密密麻麻的高精度设备围住一个洞穴般的真空室，其中，超热的重氢云团以超音速快速旋转，在其流转过程中像DNA链一样扭曲。重氢云团会被电流（强有力的浪涌会使雷电流看上去像静电形成的微小电弧）烧焦，同时被集中的辐射波轰击。不带电粒子束（其所带能量足以几秒内就能摧毁一辆汽车）倾泻至腔室内，产生巨大的热量。流转的氢因此被电离，温度超过2亿摄氏度——是太阳燃烧核心温度的10倍以上。

地球上再没有比这温度更高的自然现象。和太阳一样，重氢云团将核化。氢原子急速上升，处于极速运动状态，相互猛烈撞击，融合形成新的元素氦，每次原子融合，都将释放爆炸能：剧烈放热、伽马射线、X射线以及朝各个方向快速移动的中子形成的洪流。没有任何物质能盛装这一反应。金属，塑料，陶瓷，混凝土，甚至纯金刚石，一旦接触，即被摧毁，因此该装置利用世界上最大的超导磁体系统，将这一超热云团盛装在一个“磁瓶”中。离堆芯仅数尺，磁体会被冷却到零下269度，接近外太空的温度。受磁体巨力控制，地球上的这个人造太阳将在巨大压力之下，悬于ITER内部真空原初的虚空之中。

对于该装置的创造者，这个过程——点亮并控制这颗自运行星体——会是数十年预备工作，几十亿、几百亿的投入，无以量计的人类才智，误入歧途，重新校正，混战，悲叹及嘲讽的高潮。 几乎没有工程能与之相比，无论规模，技术复杂度，还是其野心或傲慢。甚至为建造该设备而于8年前组建的ITER组织——堪称一个临时的科学联合国——也史无前例。35个国家参与投资，代表了全世界一半人口，其财政运作因此复杂无比，甚至需要自己的通货：ITER计费单位。

没人知道ITER真正的花费，可能确实也无法计算，但预算一直在稳定增加，保守估计是200亿美元，这个数字让ITER成为世界上最贵的科学装置。但是，如果真能将一个星体装入瓶子里，并且经济地完成，那这项技术能解决世界上接下来3000万年的能源问题，并且帮助地球躲过环境灾难。氢是一种原生核素，是宇宙中最为丰富的原子，一种基本上不必担心其短缺的潜在燃料。物理学家们希望最终能建造仿照ITER的商用反应堆，实现无碳、几乎无污染以及少放射性废弃物的太瓦级（译注：1012）发电。反应堆将仅靠海水和锂运行，永远不会熔毁，并实现一个如普罗米修斯盗火一般古老的憧憬：将天堂的光带到地球，并为人类的意志所驯服。拉丁语中，ITER即“道路”。

从我落脚的普罗旺斯地区埃克斯（Aix-en-Provence）到ITER施工场地的主干道是A51公路。车程大约半个小时，蜿蜒向北，经过农田以及波光粼粼的迪朗斯河（Durance River）。沿路几乎可看到所有形式的能源，从水力发电大坝到漂浮的太阳能板。浅褐色的褐煤层，蕴藏在普罗旺斯土壤之下，但是矿床开采已变得非常昂贵。离埃克斯几英里远，一个大型燃煤电厂，几百英尺的烟囱高耸入云，正改造为生物质发电，燃烧树叶、树枝及农业残渣。ITER正在法国替代能源委员会树木葱茏的校园外一两英里处建造，该委员会是一家国家资助的研究机构，创建于1945年，意在发展核能，现在也包括可再生能源。常绿槠及地中海松覆盖山脚。在它们下方，是法国政府最大的战略性石油储备。
ITER的总部是一栋五层高的大楼，两年前建成。波浪形灰色混凝土板条在落地玻璃前投下阴影，内部十分简洁：刷成白色的墙和混凝土抛光地板，其南面俯视工地。工地面积超过一百英亩，位于一条崖径背面。到反应堆启动时——官方预定的首次实验时间是2020年，这个工地将形成一个小镇。大概40个建筑会围绕在设备周围，从冷却塔到深低温设备——该设备将制造冷却超导磁体的液态氦。一座人行天桥从总部二楼横跨至崖径，此处未来会建造一个体量极大的NASA风格的控制室。但现在，天桥这一端为一堆赭土，通往广阔的工地只能驾车绕行。

季夏的一个早晨，我抵达ITER，空气温暖干燥，弥漫着松树、薰衣草和野百里香的香味。五百人为ITER中心组织工作，但这里出乎意料地安静、空旷。现在是法国的八月，许多工人休假了。气氛像J.G.Ballard（译注：作家，其维基页面：http://en.wikipedia.org/wiki/J.G.Ballard，可注意Ballardian定义部分）式的想象：一项乌托邦计划的现代性外壳，尚未完工，人烟稀少，藏于原始森林中，与世隔绝。几个拿着板夹的人站在太阳底下，筹划总部扩建事宜。为了省钱，总部施工时，完整的裙楼设计被否决，代之以临时的配楼，其楼梯和墙壁洞开，像舞台布景，距主楼几百码远，往返巴士穿梭其间。不过巴士已被证明不实用，因此，裙楼终究还是会建造，尽管现在造价更高。

在空空如也的大厅，我漫步至反应堆堆芯的模型：圆筒形，密布机械零件，包覆亮色的机械加工过的塑料。ITER的设计基于俄国物理学家Andrei Sakharov和Igor Tamm 1950年代提出的构想，即被称作托卡马克（tokamak）的装置。托卡马克是一个前苏联速记，其更准确、更几何学的名称是：环形磁约束核聚变装置（toroidalnaya（环形） kamera（真空室） s aksialnym magnitnym（磁） polem），或者轴向磁场环形室（toroidal chamber with an axial magnetic field）。Sakharov的草图描画了一个形状像甜甜圈的真空室，或充满电磁线圈的环形装置——ITER的堆芯完成后，也会是这个模样。

从许多方面看，ITER计划都是遗留至今的冷战碎片。Sakharov曾预测基于其构想的反应堆会在短短的十年或十五年内产生能量。随后建造及运行实验托卡马克的物理学家也持同样的乐观态度，常预测会在十年、二十年或三十年内成功。然而，当其他科学挑战成功被攻破——将尤里·加加林（Yuri Gagarin）送入了太空，将漫游者号送上了火星，人类基因组测序，欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（Large Hadron Collider）发现了希格斯玻色子——控制热核能仍然难以实现。美国国家工程院将建造商用热核反应堆（仿照ITER的一种设备）列为二十一世纪最具挑战性的工程之一。该领域的一些人认为工作机将会是一座人类成就的纪念碑，其成就甚至超过吉萨金字塔。

1985年日内瓦紧张的高峰会议上，里根和戈尔巴乔夫倡议提出建造ITER，他们同意“为了全人类利益”，合作“获取这样一种本质上用之不竭的能源”。自此，欧盟、中国、日本、韩国及印度陆续加入合作。在ITER词典里，每个合作伙伴都是一个国内机构（Domestic Agency）。不像之前的一些科学合作，每个合作伙伴均没有完全控制权，也就没有总的中央财政预算。每个国家主要以完成组件的形式为该计划出力，ITER组织会在法国将这些组件组装起来。这一模式会成为未来合作的模板——或者需要避免的教训。在总部，有一个圆形讲台，来自各个国内机构的代表一一入座，他们面前插了旗帜和名牌，活像联合国安理会成员。但是核工程外交有其局限性。大型装置要么照设定运行，要么不运行。妥协和客气可能导致灾难。成千上万组件——许多本身就是独立的大型装置——必须一个挨一个几乎完美地接合起来，投入运行后，将几乎不能修正缺陷。基本上，该计划能否成功就在于一个简单的问题：将来它们能组装在一起吗？

ITER设计整合的负责人Stefano Chiocchio——ITER首席拼图大师，在总部附近一个临时配楼里办公。他的黑莓手机里通常有一份诸多事项重叠、不可能实行的日程表，迫使他像一个作之字运动的原子粒子一样东奔西跑，并对会议进行轻重缓急的分类。他没有乘坐穿梭于建筑之间的巴士，而是驾车，以节省时间。他说话时，常常话说到一半，止住，以“OK”作结——让自己的思考在那里戛然而止。有时候，他朋友会在他大步流星时拦住他，“Stefano，”他们喊他，然后帮他整理好弄皱的衣领。
一位ITER的官员告诉我，某种意义上，Chiocchio的工程师们是该计划的“禁卫军”（Praetorian Guard）。目前，这台巨型机器数字化后，仅1.8兆兆字节，可通过一台安全的计算云读取，并且每天晚上都备份至位于巴塞罗那的硬盘组内。硬盘受到了很好的保护，但是对这些文件主要的威胁来自工作本身——同时来自ITER总部、各国内机构以及分布于全世界的分包商的设计变更。理想情况下，这些变更只有在得到“禁卫军”的批准后才能加入。但是，不兼容仍在扩散，许多不兼容就像叛乱分子一样蓄势待发。Chiocchio的团队必须猎捕到各类型的冲突：“不一致”以及“冲突”以及“差异”。大多数时候，时间似乎都不够用。

我本应该在主楼的五楼和Chiocchio会面，但是我到达的时候，没有接待人员，没有可以询问的保安，找不到任何人可询问他在哪。找他的过程中，我能听到我的脚步声在长长的、阳光照耀的走廊里回响。在一间会议室，我打断了正在进行的一次会议，几秒钟后，一个五十多岁的矮个子男人，笑容满面冲了出来。此人便是Chiocchio。他的头发花白——实际上已经谢顶，呈波浪形垂在两侧，显出他的圆脸，一脸倦容。他十分热情，引着我重新回到会议室并请我入座。

二十四名工程师围坐在马蹄形桌子前，气氛阴沉。危机感笼罩着ITER，就像垂死太阳的同轴星云。该项目几乎从启动就开始滞后，1993年启动的时候，设想的是装置能在2010年就绪，现在看来，肯定还会有进一步的延迟。会议室里斗志昂扬，但是，你也能感觉到怀疑，分歧以及黑色幽默。一名物理学家告诉我：“到处弥漫着焦虑，并且将要爆发。” 许多ITER的工程师和物理学家认为，延迟是ITER自身的原因，与工程或物理学准备基本上无关，而与ITER的组织和管理息息相关。关键的技术人员离开了，其他人因压力暂时离开以复元。不久前，日本物理学家、2010年就开始负责管理组织的总干事Osamu Motojima，让工人在总部入口竖起了一块花岗石板，宣告ITER的存在。大伙却称之为墓碑。

Chiocchio的工程师们聚在一起，讨论最紧迫的问题：放置托卡马克的大型建筑施工滞后。有关ITER选址的地缘政治争论持续多年后，最终选定普罗旺斯。参与争夺者逐渐减少，最后只剩下两个国家，法国和日本，最终达成妥协：选址在法国，但是ITER的总干事要是日本人。在法国建造像ITER这样的项目非常明智，理由很多。法国极其依赖核能，并且欧洲已建造了一些世界上最富盛誉的托卡马克。但是，该地区易发地震，并且风十分猛烈，大型建筑可能会摇摆几英寸。因此，机器连同两栋放置关键设备的建筑物会建在一个特殊的地基上——一种称为B2板的混凝土板——并由数百块抗震底座支持，ITER工程师称之为托卡马克地震隔绝坑。这些B2板必须支持36万吨的设备和基础设施。

早前，为了跟上进度，即使托卡马克大部分设计还没完成，建设还是十分赶。就像在火箭引擎设计好之前，建造它的壳——或者更糟，因为，如Chiocchio所说：“建造这些核建筑的难题之一是，许多情况下，建成后，你甚至都不能再在上面钻个孔。一旦墙壁砌好，它就只能是那个样子了。这些建筑需具备安全功能，即限制功能，一个主要要求是不能有辐射线可穿过或逸出的裂缝。我们要确保巨细靡遗——每根管道，每根电缆——因为，如果我们考虑不周，一个人说，‘O.K.，让我们把这个栓到墙壁上’——嗯，不行，我们不能这么做。”并且，ITER的巨大规模及机器密度使得事实上不可能知道事情会如何发展。6000英里的电缆会穿过机器，将电输送到25万个端点。供热系统会通过人造金刚石做成的一个大型窗口传送100万瓦的微波辐射。该系统要求绝对直的管状物传输这些微波，不得有其他部件阻碍其传输。

为了解决“建筑先于机器”的难题，工程师设计了特殊的遍及整个建筑的入口。“基本上，我们现在要做的是确保建成预先规划好的空间，其墙壁内埋置钢板，该空间应能承受起内部的所有系统，” Chiocchio解释道，“我们必须置入大量这样的钢板，超过8万块，但是每块都要花很多钱，负责建筑的欧洲国内机构抱怨我们用的太多。”抱怨演变成争吵，争吵演变成滞后，而建筑的滞后现在威胁到了整个项目。“如果建筑不完工，装置组件就得摆大街上了。现在滞后一天——我不确定，大概就耗费近百万欧元？”

会议室里，工程师正在研究一个名为“托卡马克综合设施——B1层第34周进度及第35周安排”（TKM Complex——B1 level status week 34 and actions week 35）的PPT。设计整合团队的成员之一Jean-Jacques Cordier主持讨论。会议结束后，他提到没有足够时间检查三楼组件了：必须将计划汇总、更新规范、协调问题。“这不合理，”他说，“这表示我们在三个星期内要处理成千上万的数据点。”Chiocchio问他前面几层完事后有没有可能加快速度，但是在把图纸交给承包人之前有太多细节要考虑。“我们已没有救生圈了，”Cordier说。“如果我们现在延迟，我们就是切切实实地延迟了。避免延误的唯一方法是增加解决问题的资源。”

那天下午，Chiocchio和我共进午餐。他看上去精疲力竭。ITER建成后，将包含1000万个单个的部件，但是仅有28个人为他工作。他之后带我参观了他办公室附近的一个房间，三个人每天都坐在那工作——查找冲突。每个人面前，都放着巨幅的ITER微缩迷宫，整整占满两个电脑屏幕。靠近看，设计看上去就像把新泽西收费高速公路沿途的工业景观压缩放入一个假日酒店大小的立方体。“我们什么都得检查，从冲突到接口——像这里，”其中一个人指着示意图说——托卡马克的一个支撑结构没有与埋置板对齐。要解决这个问题，他必须得通知在他们楼下，一楼之隔的设计团队。通常，他说，禁卫军成员传达的消息都是别人不愿听的消息，他补充道：“事实上，不是人人都喜欢我们。”

在Chiocchio看来，许多设计冲突因为该计划的政治基础而起。某处的改变通常会使其他部分（由另一个国家建造）更贵，接下来的争吵就很难解决。最初，每个国内机构争着建造设备最顶级的部分，这样其工业发展就能获取know-how（技术诀窍）；造成的结果就是，最复杂部分的设计与制造被分开——政治角力后的权宜之计，但是这有悖于工程的审慎原则。ITER的真空室——一种高精度设备，其运行要求完美的对称——本应由同一个制造商建造。但相反，它会被分成9个部分建造完成，两个在韩国，剩下的在欧洲。设计要求某些关键部位（features）焊接，但是欧洲人决定使用稍便宜的螺栓。禁卫军——除了说服，几无其他任何权力，必须确保装置完整。很难找到一般的参照系，Chiocchio夜以继日工作就是为了防止ITER变成科学上的巴别塔。他努力促进科学家使用相同的术语（甚至，有时候，相同的语言），使用相同的公制度量标准。这是个招人嫌的活，但是他伴随ITER有二十年了，并且，和其他许多建造托卡马克的人一样，他是带着使命加入这个项目的。热核能——也称作核聚变——与现有反应堆实现的裂变原子反应不同，其前景大得多。整个职业生涯都致力于建造出可运行反应堆的一个工程师告诉我：“聚变是一种有意思的病——其诱惑无与伦比。”在ITER总部，人们可以感受到这一点：一种心理力像磁场一样减弱或限制着悲观情绪。我在某个下午觉察到这点，当时一个沮丧的物理学家，在半开玩笑地给出充分理由证明《星际迷航》中的宇宙飞船是聚变供能后，整个人亮了起来。

Chiocchio同样是被使命感触动。他最开始做的是裂变，他的兴趣萌芽于有关石油峰值的骇人预测。“有个关于有限增长的故事，即地球缺少资源后会受到什么影响，但我觉得核能有助于解决这一问题。”他告诉我。“但是，一些年后，这么说吧，我受到切尔诺贝利影响，该事故使得世界范围内的核活动都停了下来。在意大利，我所在的项目缓慢结束——好吧，它没有终止，但显然，建造新的核电厂不可能再获得政治上的支持。”他最后在欧洲一个称为欧洲联合环（Joint European Torus，简称为JET）的托卡马克承包了工程。“聚变似乎有可能成为裂变的一个清洁替代，”他说，“但是，有一点不同：裂变已实现。聚变还在实现的路上。”

II—造星者

热核能的物理基础简单到令人着迷。裂变通过原子分裂产生能量，聚变则是通过原子聚合的微小作用。每个原子都至少包含一个质子，而所有质子都带正电，这表示它们会相互排斥，就像磁铁的同性端。质子被迫靠近时，它们之间相互排斥的电磁力越来越大。如果自然界只有电磁力，那么仅一个质子的氢原子可能是宇宙间唯一的存在，形单影只。但是质子离得很近时——距离不大于0.000000000000001米——另一种名为强力的基本力夺走支配权。强力比电磁力强大一百倍左右，并将原子核内部所有物质束缚在一起。

  要使质子足够靠近，克服这一势垒，并由强力束缚住，需要巨大能量。宇宙中每个原子都运动不息，物质温度越高，其无规则运动越剧烈。热核温度极高——在太阳核心，该温度为1500万度，迫使质子相互猛烈撞击，强力发生作用，使质子聚合。氢原子核相互猛烈撞击，融合形成氦。氦原子核相互猛烈撞击，融合形成铍。原子获得越多质子，就变得越重。但是，奇怪的是，每次结合也都会伴随微小的质量损失。1905年，爱因斯坦用他最著名的公式E=mc2阐明原子核聚合时损失的质量以能量的形式释放了。而该能量之巨不可思议——有些情况下，是之前原子融合所需能量的一千倍。若无此过程，星体不会燃烧，宇宙也会陷入无边的寒冷。

  本质上，太阳是一个4×10-----20兆瓦（译注：兆为106）的热核发电厂，其燃料为可供燃烧几十亿年的氢，每秒500万吨（译注：作者原文最初的版本作“6亿吨”，后更正）氢被转化为能量。“如果你穿越回过去——很久远的过去，你会看到第一个爬出洞穴的穴居人每次都惊讶于初升的太阳——那是人类第一次遭遇聚变反应堆。”Ned Sauthoff说，他是橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）的一名物理学家，也是ITER的美国项目经理，“虽然远隔九千三百万英里，但是，毋庸置疑，它带来的温暖和发出的光令穴居人印象深刻，并且，作为人，他说，‘我怎么才能拥有一个它呢？’”

  求索路上，人类首先对火下手——拙劣复制太阳，然后是科学欺骗。1951年，阿根廷总统胡安·庇隆（Juan Perón）宣布，在卫姆岛（译注：原文为Huemul，Nahuel Huapi Lake的湖心岛）上，他的科学家建造了世界上首座热核反应堆——拥有宏伟武器计划的美国和苏联都没想过要做的事。粗糙的裂变反应堆，倒是有：Enrico Fermi早在1942年就在芝加哥建造了一座。但是，当此之时，聚变仅在美国科学家的想象中实实在在占有一席之地：正秘密研制的氢弹，尚未引爆。

该公告上了《纽约时报》头版。（译注：原文为Times，似指《泰晤士报》，不过众多资料都表明应为《纽约时报》，如[url=http://www.iter.org/newsline/196/930http://www.thenewatlantis.com/publications/the-fusion-illusionhttp://en.wikipedia.org/wiki/User:Guigue/sandbox]http://www.iter.org/newsline/196/930http://www.thenewatlantis.com/publications/the-fusion-illusionhttp://en.wikipedia.org/wiki/User:Guigue/sandbox[/url]，而且后文提到美国普林斯顿大学的物理学家买过该报纸，故此。）庇隆热情地颂扬该反应堆，称其“卓越”。庇隆没有提供细节，相反，他介绍了该项目的首席设计师Ronald Richter，Richter是来自奥地利统治下的捷克斯洛伐克的一名科学家，曾在第三帝国期间，在德国主持过军方资助的研究（译注：作者原文最初版本为“曾跟随Werner Heisenberg工作”，后更正。Werner Heisenberg，1901年12月5日－1976年2月1日，德国物理学家，量子力学创始人之一，曾获诺贝尔奖，维基页面：http://goo.gl/SKn6oc）。在卫姆岛上，Richter建造了一座燃料库，形状近于立方体，里面放置了一台他称作“热加速器”（译注：原文为thermotron，词典查不到这个词，根据“thermo-”和“-tron”两个构词元素猜测译出）的机器。只有极少数人看到过这个机器，并且Richter的零星描述很快就引发怀疑。一些物理学家怀疑他是个骗子，或者疯子——尽管一份美国情报评估猜测他是不是一个“疯狂的天才”， “置身1970年在思考”。要求他展示的公众压力与日俱增，Richter开始行为失常。他请求提供火药，以提高其机器的功效。最终，军方技术人员前往卫姆岛参观，回来后宣告“Richter的发现只是一个天大的吹嘘”。

先是洋洋自得地公告天下，转眼变成科学上的败退和羞辱，阿根廷树立的这一“榜样”困扰了该领域数十年。尽管如此，Richter的热加速器却带来一个意料之外的“收获”：它启发美国的物理学家们思考真正的热核反应堆应该长什么样。《纽约时报》刊发该新闻当天，时年36岁的普林斯顿大学天体物理学家Lyman Spitzer冲出去买了一份，他曾被招募研制氢弹。Spitzer是怀疑热加速器的一员，但是他被勾起了兴趣。因为聚变反应释放的能量高出火一百万倍，2.5磅合适的氢同位素产生的能量等同于1800万磅煤产生的能量。

Spitzer彼时正赶赴阿斯本（Aspen）滑雪之旅，当他乘坐缆椅上升时，他在脑子里一次又一次仔细思考这个想法。身为一名天体物理学家，他熟知星体燃烧所要求的严苛条件，也熟知缺少物理物质来盛装它们。聚变所需的超高温状态下，氢原子不像物质的任一常态——固态，液态或气态，而是以电离气体或称作等离子体的形式存在，具有独特的电性质。可见宇宙中99%的物质是等离子体。Spitzer知道，因其自由漂浮的带电粒子，电离气体会对磁场产生反应。也许，他推断说，一个磁铁系统可以在真空中盛装热核云。等离子体永远不必接触任何物体。

Spitzer获准放下其氢弹工作，在普林斯顿大学一个旧的兔棚里创建了一个秘密的热核能项目。他设计了一个桌面装置，他称之为仿星器（stellarator），看上去像一根被扭成“8”字型的管子。该装置在黑暗的兔棚内首次启动时，一道紫光稍纵即逝：等离子体，持续了一毫秒。最终，Spitzer将离子加热到了100万度。而在Spitzer摆弄其仿星器的时，政府对热核能的投入也开始增加，预算达到数百万，相互竞争的科学家也开发出不同磁瓶，有或然器（Perhapsatron）、磁镜装置、Fusor（译注：一种静电约束核聚变装置，维基页面：http://goo.gl/hb6ize）。

无论何种方法，物理学家推断随着等离子体变得密集、温度更高、持续时间更长，发生聚变的条件终将得到满足。但是，因为研究的关键是建造商用反应堆，简单的原子融合还不够。等离子体产生的能量必须至少等于物理学家注入的能量——原子的能量得失平衡——然后，更进一步，产生能量的净收益。终极目标是等离子体激发至自我加热的状态，几乎不用费心维持和控制，像星体一样，物理学家称之为“点火”。

早期装置的表现糟糕至极。它们吸收大量能量，仅仅激发瞬间的等离子体。物理学家很快就意识到，他们是在与完全不欢迎热核能的物理条件作斗争。在太阳的内核，重力造成的挤压极其强大，聚变产生的光和热因而能花上10万年曲折行进，穿过厚厚的气体抵达地球。因为不可能在地球上复制那样的压力，科学家试图以极端高温弥补。但是等离子体仍作“他想”。仅仅只是将其盛装足够长时间以加热就是一大挑战。你只要看看太阳表面——不稳定等离子体的汹涌之海——就能理解其中缘由了。有位科学家将其比作以橡皮筋束住果冻。

1958年，进展基本上停滞，相关工作解密，并在学者中间交流，甚至是与苏联交流。西方国家了解到Sakharov的托卡马克——Sakharov在其氢弹工作间歇构思而成。该托卡马克同样无法完全应付等离子体，但其设计非常精妙。Spitzer将其真空室形塑为“8”字型，以校正不可避免的磁场不平衡。Sakharov设计的真空室紧凑、对称，形状像甜甜圈——或环形，为了校正同样的磁场不平衡，他决定往等离子体中导入强有力的电流，以阻止其漂移。该过程不仅能稳定形成涡流的电离气体，而且能够给它加热。很快，托卡马克就达到了新的里程碑：获得了更密集、温度更高的等离子体。没有装置比它更有前景。如果Sakharov的托卡马克腔室内能形成一个自持的星体，那么它产生的热量能够驱动涡轮机，提供近乎无穷无尽的能量。

到Chiocchio加入ITER的时候，即1993年，聚变领域已走过了一段退步与成就交织的坎坷之路。科学家建造的托卡马克越来越大，根据计算，腔室体积越大，其等离子体维持在某一稳定且高能的状态、进而可自我加热的能力也越强。装置体量越来越大，其造价也水涨船高，对它们的期望也随之提高。在华府，其不足受到严厉的评断——特别地，随着1970年代的石油危机得到缓解，石油似乎丰富充足，情形就更是如此了。1980年代，两个化学家声称他们制造了“冷聚变”：室温下的热核反应，发生在看上去像普通试管的装置之中。骗局很快就被揭露，为已在力争可信性的真实研究蒙上了一层阴影：不可过于轻率地相信它们。可是，到1993年，物理学家已找出实现能量得失平衡的清晰途径。他们满怀希望：如果能建造足够大的装置，障碍就能攻破——几十年令人沮丧的努力终将收获能量。

在初创的那些年，ITER仅有一位极富远见的掌舵者——此为其历史上仅有：法国物理学家Paul-Henri Rebut。Rebut秃头，硕大的眼镜后一双锐利的眼睛，目光会迅疾地投向某个方向。Rebut之前设计了JET，一个广受赞誉的装置，真空室大到人可以穿行其中。他的一些同事称他为天才；他可以全副心思专注于工程障碍，并且能构想出复杂问题的简单解决方案。JET时期，Rebut晚上在设计办公室过道上踱来踱去——踱步时，他思路更清晰——有时候，他从一个工作站到另一个工作站，写下修正或者标记完整的想法。“他可能苛刻，”Chiocchio回忆道，“但是他非常非常聪明。”

Rebut甫一同意接管ITER，大胆作为的禀性就体现在了他的工作中。多年以来，在不同的车间，概念设计变为兼有双重目的的装置，部分用于实验，以证实聚变的可行性，部分用作商用反应堆的原型。Rebut抛开这样的设计，换为他自己的设计：一个庞然大物，事实上是彻头彻尾的原型。在他看来，聚变已然可行——并且，他曾解释说：“这个领域有个普遍的趋势：不够狠，走得太慢，必要的步子不敢迈得太大。”他构想了一个直径72英尺的真空瓶，其等离子体功率可达千兆瓦，也即十亿瓦，还可能更大，而且能运行1000秒。全球投入的大量努力如果不追求终极目标：点火，在Rebut看来都毫无意义。

当时，ITER尚无正式的组织。“我们所有人基本上都是从我们自己国家被派遣到这个国际团队。”Chiocchio回忆说。当时启用了三个办公室：一个在德国加兴（Garching），研究真空室的内部组件；另一个在日本那珂（Naka），工作主要集中在磁体；还有一个位于圣迭戈（San Diego）的设计中心，为Rebut的基地。Chiocchio在德国办公，但有时候会飞去看Rebut。“我记得他有一把带轮子的椅子，在设计师的工作室之间滑来滑去。”他回忆说，“Rebut自己是整合者。我们每晚给他们发回传真，他们则每天早上用传真发回回复。我们开玩笑说，这是用‘战略性传真’做设计。但是，这个办法不完全符合最佳信息传递原则。(译注:原文为“entropic”, “entropy”（熵）的形容词形式,此处“熵”应指“信息熵”，用于量度一个随机事件的不确定性或信息量，另外，可参考“entropy”的一个词典定义：a measure of the lossof information in a transmitted signal or message，见http://dictionary.reference.com/browse/entropic?s=t ，因此这里翻译时把脑洞彻底打开了。)不过，它也有个优点：我们每天不是工作8小时，而是16个小时。

设计极为灵活：关键部位不断变动，而且环环相扣，一动皆动。“团队不是很大，因此我们相互熟识。”Chiocchio说。工作尚处于概念阶段——不用担心准确的细节，因而，他们能充分理解其他部门同事正在做的事。等离子体内每时每刻都会出现新的、不可预见的力，ITER工程师竭力测量它们并将其纳入设计之中。“裂变的思维方式是它有个系统的程序——你规定你的负载、你的标准，然后你做出设计，”Chiocchio说，“刚开始，在ITER，有时候我会问我的老板：‘你能告诉我这个组件的主要要求吗？’而他会说：‘你开什么玩笑？试试找到解决方案。’这更像是，这么说吧，创造工程氛围。”

Rebut自己不会费事记录要求。这样的信息他都轻松记在脑子里。一位美国代表敦促他以更标准的方式工作。但是被他拒绝了。设计的规模和成本与日俱增，Rebut全凭直觉的风格以及不愿遵守基本的交际原则开始对他产生不利影响。1994年，美国成功开除了他。悄没声息离开不是Rebut的风格，他跑到国会，论辩说ITER组织没有足够的法律权力和足够的独立资金，并且，其领导是一群能力不济的官僚——这也许是最糟的。他论辩说，各方关注“一致”，基于最浅薄的共识做决定。委派到ITER理事会的代表“更多关心分赏给每个主队的工作，而非工程设计活动的成功”。Rebut预言，如果此种情况不改变，该装置绝不会成功。

  ITER仅是一个构想，仅是三个国家通过洲际传真鼓捣出的一堆图表，并且，合作已产生摩擦。在美国，1994年的共和党革命让国会立法者对国际主义产生敌意——特别是在不能立即产生效益的科学项目上。没人会怀疑Rebut设计的前景，但是其成本——100亿美元，对于未产生一个电子净功率的领域来说，是极为扎眼的。即使是在聚变界，怀疑也与日俱增。一些科学家害怕美国对ITER的投入会“吸走”用于国内研究的资金，他们开始秘密游说。1996年，两名德克萨斯州大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）的物理学家William Dorland和Michael Kotschenreuther，联合普林斯顿大学的研究人员运行了一个基于ITER设计的电脑模型，结果表明，ITER反应堆将不可能达成其目标。此事被《纽约时报》报道。项目成员向这条新闻张开了双臂，Chiocchio告诉我：“团队做出了正确的反应：不是一连串的否定，而是基于它们的分析，真心实意试着弄清楚我们应该如何做出所有可能的修正。”但是，在政治圈，《纽约时报》的新闻却不可能振奋人心。

  ITER团队向负责监管聚变研究预算的美国众议院科学委员会主席James Sensenbrenner寻求支持。“Sensenbrenner参观了那珂，考察了我们建造的真空室和磁体系统原型，”Chiocchio说，“组织此次参观的人告诉我：‘哈，我们真的成功说服他我们在恰当使用纳税人的钱。’”Sensenbrenner回到华盛顿，开始采取保险措施，以防ITER永远建不成。国会削减该项目的资金，并且，美国在1999年退出；圣迭戈的办公室关门，航班取消，美国物理学家被要求不要参与。Chiocchio告诉我：“我们以为ITER就这么完了。”

  当此时，痛苦与讽刺混杂：项目的合理性有增无已。几十年来，物理学家都在试验重氢同位素，即氘，该元素在海水中储量巨大。计算早就表明氘和氚——一种更重的氢同位素——各半的混合会是最理想的条件，但是，氚稀少且具有放射性；对于不是专为其设计的昂贵装置，它会产生辐射。90年代，两个托卡马克有所保留地试验性使用了氚。一个在普林斯顿，其温度高达50亿度，并且三年的试验有了很大进步。在欧洲，JET的科学家，仅使用10%的氚，就实现了超过了一兆瓦的聚变功率。试验尚未达到能量得失平衡，但是，科学家估计，氚混合比例达到理想条件，他们的等离子体产生的能量会超过投入的能量——即产生净收益——这在理论上尚属首次。几年后，他们开始证实这一估计，并且成功实现了16兆瓦等离子体，这已创造纪录，但离得失平衡仍有小段距离。Chiocchio形容说：“真的造成了这一印象：我们离目标近在咫尺。”

未实现的宏伟实验散落于物理学史：旧的蓝图埋进文件柜，半途而废的装置打包装进货箱，开挖的地表蓄满淤积的雨水——大科学（译注：原文为big science，一个词典定义：Scientific research involving large amounts of money and often large teams of researchers）的残留。随着人类知识前沿推进，进一步探索的成本和复杂性也随之增加。望远镜越做越大。宇宙探测越来越辽远。原子粒子撞击越来越猛烈。现在许多科学问题要求的资源都非个体——一所大学，一个公司，甚至是，其例子越来越多：一个政府——所能组织。“但是大科学具有一个特殊的问题：它不能按比例缩小。”物理学家Steven Weinberg最近在《纽约书评》（The New York Review of Books）上评论说，“建造一个‘半途夭折’的加速管道毫无用处。”因此，这样的项目通常因争论不休的政治而诞生，然后受到资金有限以及随时抛弃它们的意愿阻碍。某种程度上，成功的实验是受到了一剂明知故犯之不切实际——将花费想得太少，时间表想得太短，人的行为想得太理想——的一臂之力。最后现实一发威，危机便出现了。

ITER不是唯一面临类似危机的装置。许多大型装置获准建设，之后却因成本飙升而中途撤销。去年夏天，在普林斯顿大学等离子体物理实验室（Princeton Plasma Physics Laboratory）——一家由联邦政府提供资金的机构，脱胎于Lyman Spitzer的兔棚——那里的研究人员带我参观了一个装置未完全组装的部分，该装置名为国家紧凑型仿星器实验（National Compact Stellarator Experiment）。每个部件均为精美的金属人工造物，主要材料是不锈钢，其曲线和扭曲设计在超级计算机问世之前不可能实现。组装要求极为精确，按实验室许诺的方式建造是不可能的。该项目超出预算几千万，落后于预定计划好几年，在五年前被毙掉，不过，说不定有朝一日终能看到它组装完成——就像科学家白日做梦般说的那样。某种意义上说，它的命运比劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）的磁镜聚变试验装置（Mirror Fusion Test Facility）遭受的痛苦命运要好一些，资金撤出之前，该装置已于1986年完全建成——但是一次都没使用过。

在90年代，同样有充分理由认为ITER寿终正寝了，因为美国在其中扮演的角色举足轻重，而华府的态度十分严峻。但是，正如Weinberg所言，“要中断国际合作很难”——大范围的官僚惰性（bureaucratic in**ia）反而成为其自身可取之处。美国退出时，另一法国科学家Rob** Aymar是当时的负责人，他决定通过制造一个较小的装置来削减巨额成本。装置须在预算紧张、人员不多的情况下重新设计。设计开始于1998年，直到2001年才完成。新装置将按照理想的氚混合建造，但是不再追求实现点火，相反，目标变为产生的能量十倍于注入等离子体的能量，功率为0.5千兆瓦（译注：千兆，即109）。Aymar将其造价设为50亿美元，而这一数字——恰好（而且合宜）是ITER之前成本的一半——马上就作为它的造价被援引。但是，这一估计本来只是用于指导各方的工作分配，并未考虑现实世界中的制造费用，也未考虑工作最终会以异常的方式划分。设计仍然远未完成，并且几乎所有人都知道这一估计绝对低了。“当然，官僚们希望ITER获得批准，而政客们则乐得睁一只眼闭一只眼，”一位官员告诉我说，“如果他们当时说：‘哦，不是50亿，而是150亿，’那么不会有人希望建造它。”

美国学术界达成共识，并极力敦促政府，美国因此重新加入；并最终签署了一份正式将各方约束在一起的协议。美国国内机构办公室设在橡树岭（Oak Ridge）。但是，明知故犯的不切实际一仍其旧。ITER的前两任领导都没有等离子体物理学的背景。总干事Kaname Ikeda是一名公务员兼核工程师。他的主要副手Norb** Holtkamp来自高能粒子加速器领域。Holtkamp竭尽所能保护这一没有经验的新组织。“他曾经说过：‘如果你尽可能花钱，第一个10亿以后，就没人会阻止我们了，’因此他不断花钱、花钱、花钱，”一位前ITER工程师告诉我，“设计尚未完成！他就已经想行动了：动起来，动起来，动起来。”（Holtkamp拒绝评论。）科学和政治融会。当花了几十年研究托卡马克内壁的欧洲工程师提出建设ITER内壁时，一名中国官员站起来，强烈反对，激烈地争辩说，预设中国不能制造一堵墙壁是最大的傲慢。因此，最后决定：中国可以制造一部分墙壁。

很快，现实再次发威：进度落后，成本攀升。2010年，Ikeda和Holtkamp卸任，Osamu Motojima上任。Motojima是一位等离子体物理学家，一个“聚变人”（译注：fusioneer，一个定义：An adherent of controllednuclear fusionas a useable source of energy，来源：http://en.wiktionary.org/wiki/fusioneer ），他深知赌注是什么：如果ITER失败了，对热核能的探索可能无限期停滞。Motojima掌舵后，他宣告：“梦未死！”一个下午，ITER的首席物理学家David Campbell跟我说：“我穿过大厅，看着工地，有时候我得告诉自己：‘我们在那里建造ITER！’我们花了很长时间才走这么远。即使系统挫折重重，即使成员国不高兴，因为造价提高了，计划时间比他们希望的久，但是每个人都献身于此。”