超導與可控核聚變 ，對人類的巨大影響

超導與可控核聚變 ，對人類的巨大影響

遍野

我寫過一篇小文，談論資源戰爭罪惡和人性。在另一篇文章中談到減少犯罪消除罪惡達理想社會的根本是解決資源問題，而最重要的資源是能源。就目前看，唯一可能讓人類解決能源問題的途徑是，核聚變。 那麽人類有希望達到理想的彼岸嗎？　

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2055年末，《科學進展》發表了一篇關於在室溫下可以實現超導的文章，震驚了整個科技界。超導，特別是在室溫下的超導，是科技界幾百年來追求的夢想之一。超導，就是電流在導體中流動時，其電阻幾乎為零。

二十世紀六十年代，實現了在超低溫狀態（接近 -270°C）下的超導，對科學技術就有了極大的促進作用。例如人們利用在超低溫狀態下高電流超導時產生的強磁場，通過原子核的磁共振，可以解析蛋白質的空間結構，分析癌細胞病灶和機理等一係列生命現象。在複合材料，新興材料等方麵的研發，因為超導磁共振的出現，也取得了長足的進步。

由於過去的超導要在超低溫的狀態下才能發生，而超低溫要利用液態氦才能實現，人們首先要把導體降溫到液氮的超低溫狀態，再利用液態氦進一步把導體降溫到負的269攝氏度。這種超低溫下的超導，很不方便。在有些情況下很難應用。所以尋找室溫下的超導，就是科技界的夢想。經過百十年人們不懈的努力，人們終於找到了在常溫狀態下可以達到超導的方法和材料。這將對科學發展，和技術進步帶來不可估量的動力。

很快，室溫超導技術紛紛被用於各種領域。包括，粒子加速器，定向能武器，發射航天飛機的超導磁懸浮發射裝置取代了火箭發射航天飛機的傳統做法。當然，也被用於超導電磁炮，超導雷達天線，超導磁力儀。航空母艦艦載機的起飛等。

 

令人極其震驚的是超導技術被用於核聚變。那是大約五年後的事情。人們利用常溫下超導所產生的強大磁場，初步實現了可控的核聚變。從而為人類提供源源不斷的廉價能源打開了方便之門。

核聚變的原理大家都很熟悉。當兩個較小的原子核 (例如質子)，聚合成一個較大的原子核時，會釋放出很高的能量，這就是核武器中的氫彈的工作原理。

然而，兩個帶正電的原子核由於電性斥力很大，在一般條件下是不可能接近到可以發生聚合反應的距離的。

有兩個辦法可以讓他們接近， 一個是增加壓力。很多恒星的核聚變就是因為其中的壓力可以達到地球大氣壓的萬億倍之高才發生的。說簡單點，增加壓力就是用外力強迫原子核互相接近，克服其強大的庫侖斥力，使其結合，有點象捆綁成夫妻的意思，當然最後的結果不是生出小孩，而是釋放出巨大的能量。

核聚變的另一個可能是提高溫度。因為溫度越高，原子核的直線運動速度就越高，當兩個迎麵而高速運動的原子核接近時，極高的速度就會克服原有的庫侖斥力，從而使他們接近到可以發生聚合的距離。於是聚合而生成新的原子核 (新家庭)，同時釋放出巨大的能量。所以，氫彈要用核裂變的原子彈作為點火裝置，以產生極高的溫度，從而引發氫原子核的聚變。

超高溫，或超高壓可以產生核聚變，但是超高溫高壓下產生的核聚變是不可控的。如果在常溫常壓下產生核聚變，結果將會是可以控製的。最簡單的控製方法是減少原料的濃度。使得釋放的能量永遠有限。

為什麽兩個相同的原子核很難接近?  因為同性電荷斥力。但是，如果兩個碰撞的原子核之一的電性不是那麽強大，那麽兩個質子的碰撞速度（溫度）不需要那麽高，就可發生原子核（質子）的聚合，而釋放出能量。

那麽怎麽讓一部分質子減少（或者釋放）它們原來具有的正電荷呢? 科學家們利用幾個超強磁場的疊加和抵消的原理，形成非常尖銳的銳角性的磁場，從而使質子原子核的正電荷變形，使其不再具有點電荷的性質。一個非點電荷（例如線電荷）的電荷分布是不均勻的，所以從不同的方向接近時，其斥力是大不一樣的。這樣就造成讓其它質子了從某個方向對其進攻的可能性。

舉個例子。如同兩個具有彈性的皮球相撞一樣，因為巨大的彈性，使得碰撞永遠不會讓兩個皮球結合在一起。為了克服皮球的彈性，隻能使得至少一個皮球減少彈性，才能變彈性碰撞為非彈性碰撞。而減少皮球彈性的辦法之一是讓其“泄氣”，或者變形後，讓其彈性分布不再均勻，甚至某個方向不再具有彈性。

利用這個原理，科學家終於在一般技術可達的溫度和壓力下，就可實現核聚變，而不需要象過去那樣非得有萬億度的高溫才成。有興趣的讀者可以參考 《科學進展》2060年版的 989卷，以了解更具體的技術細節。

由於技術思想的突破，其後一百多年來，隨著很多科學技術工作者的持續努力，人類對可控核聚變的技術逐漸變得非常成熟。例如讓氘等輕型同位素，通過磁場或者電場所形成的狹小縫隙，有限地，可以控製地，進入核聚變室；在進入聚變室的過程中，使其由點電荷變成線電荷，然後從垂直方向發射另一種經過加速的輕型核粒子，以使二者形成核反應，從而釋放出可以控製的核聚變能量，收到了意想不到的結果。

人類終於擺脫了依賴有限石油的石化能源的約束和無奈。可以很“奢侈”的應用幾乎是無窮無盡的核聚變所帶來的十分廉價的能源。現在世界上絕大部分地區的電力供應，幾乎是免費的。由於電力的免費，工業進步真是一日千裏地飛速地發展。 這是另一個話題。

 

過去世界性的問題都和能源有關係，核聚變已經商業化，能源問題就基本上得到解決。那麽石油的重要性就隻限於有機產品的製造，例如橡膠，塑料，纖維，和代替建築材等。

由於石油不再作為能源的需求，中東地區的重要性會大大降低，美國從此懶得在中東涉足。中東人可以自己搞自己的宗教，不再有外力幹涉，愛信誰信誰。“恐怖分子”隻有興趣（在中東）關起門來自己搞自己。

能源問題的徹底解決，農業也會不是再是個問題，化肥可以大大的生產（化肥的主要原料是水和空氣，再加上能源）。人造太陽（核聚變）可以延長植物的光照時間（有點地方甚至會不需要太陽）。世界也就沒有了饑餓。

能源問題的解決，從海底開采礦產也變得很容易和很廉價。貿易運輸也不是問題，旅行便宜的驚人。海洋的爭奪（主要是海底的油氣）也就成了無所謂。

中國的一帶一路也沒有了多大意義，因為不需要從其他地方運輸石油到中國。所謂的生命線 (實際上是石油運輸線) 也幾乎不重要了。那麽軍備（主要是海軍和航母）的重要性大大地減低，也許不需要了。當然商業貿易還會有風險，還需要保護。不過那時候的貿易也許不太重要，因為用十分廉價的能源可以生產任何自己需要的東西。

因為有了無窮無盡的極其廉價的能源，戰爭，這個人類爭奪資源的野蠻的也是最重要的手段，也就沒有了必要。人類永久性的和平，似乎成為了可能。這裏麵的道理不言自明。