有没有可能可控核聚变根本实现不了，宇宙中的文明也无法星际航行？
第一部分：可控核聚变为什么可能无法实现？
可控核聚变被誉为解决人类能源问题的终极方案，其基本原理是模拟太阳产生能量的方式——将轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极高的温度和压力下融合，释放出巨大的能量。然而，要实现这一目标，面临着巨大的挑战：
1. 极端温度与压力需求：
等离子体状态： 核聚变需要在极高的温度下（通常是太阳核心温度的数倍，约1亿摄氏度）才能使原子核克服它们之间的静电斥力而融合。在如此高的温度下，物质以等离子体的形式存在，电子与原子核分离。
限制等离子体： 如何在地球上创造并维持这样一个超高温、高密度的等离子体，并且不让它接触到容器壁而冷却或毁坏容器，是核心难题。目前主流的方案是磁约束（如托卡马克、仿星器）和惯性约束（如激光聚变）。
磁约束： 需要极其强大的磁场来“囚禁”等离子体，防止其逃逸和冷却。这些磁场需要精确控制，任何微小的扰动都可能导致等离子体失稳。而且，磁场本身需要巨大的能量来产生，并且需要极其精密的超导材料和冷却系统。
惯性约束： 通过高能激光或粒子束瞬间压缩和加热燃料小球，使其在极短的时间内达到聚变条件。这要求激光的能量、聚焦精度、同步性达到前所未有的水平。
2. 能量增益（Q值）：
输入能量与输出能量： 一个成功的核聚变反应堆必须能够产生比其运行所需的输入能量（包括加热等离子体、维持磁场、泵送等）更多的能量。这个比值被称为能量增益（Q值）。Q > 1 表示能产生净能量，Q > 10 被认为是实现商业发电的可行门槛。
克服损失： 等离子体总是在不断地损失能量，例如通过辐射、粒子输运等。要实现Q > 1，就必须让聚变反应产生的能量速率大于这些损失的速率。尽管近期的实验（如NIF的惯性约束聚变）已经实现了Q > 1，但这只是一个基础性的科学突破，离商业化发电还有很长的路要走。
3. 材料科学的极限：
耐高温、耐辐射材料： 聚变反应堆的内壁需要承受极高的温度、强大的中子轰击以及等离子体粒子的冲击。现有材料在长期暴露于这种极端环境下会迅速劣化、脆化，甚至被蒸发。开发能够承受数十年稳定运行的新型材料是巨大的挑战。
氚的生产与循环： 聚变反应中最常用的燃料之一是氚，它是一种放射性同位素，自然界中含量极少。因此，聚变反应堆需要通过锂与聚变产生的中子反应来“增殖”氚。这个增殖过程的效率、安全性和经济性都需要解决。
4. 反应的稳定性与控制：
失控的可能性： 尽管核聚变不像核裂变那样容易发生链式反应式的失控爆炸（因为等离子体一旦冷却或扩散，聚变反应就会停止），但维持一个稳定、可控的聚变反应过程本身就是一项极其复杂的工程。
等离子体不稳定性： 等离子体极其活跃且复杂，容易产生各种不稳定性，例如阿尔芬波、磁绳等，这些都会扰乱磁场约束，导致能量损失甚至等离子体逃逸。预测和抑制这些不稳定性是长期的研究课题。
5. 经济性与可行性：
巨大的成本： 目前的聚变实验装置（如ITER）造价高达数百亿美元。建造和运行一个商业聚变反应堆的成本将是天文数字。
长期回报： 即便技术上可行，其经济性是否能与现有能源相竞争，以及何时能实现盈利，都是未知数。
总结来看，可控核聚变的困难在于，它要求我们在地球上重现并精妙控制比太阳内部更加极端、更加动态的环境。这涉及了多个学科的尖端理论和技术瓶颈，任何一个环节的重大难题都可能导致其最终无法实现，或者实现后的成本高昂到没有实际应用价值。
第二部分：宇宙中的文明也无法星际航行？
如果可控核聚变无法实现，或者即便实现了，但其能量输出效率、体积或成本限制了其作为星际飞船的推进方式，那么星际航行的可能性会受到极大的影响。这引出了第二个问题：文明是否有可能无法进行星际航行。
1. 星际航行的极端挑战（即使有强大能源）：
巨大的距离： 恒星之间的距离极其遥远。即使是离太阳系最近的恒星（比邻星），也有4.24光年。光速是宇宙中最快的速度，以光速旅行也需要4年多。
速度限制： 根据相对论，任何有质量的物体都无法达到光速。即使能达到接近光速（例如0.99c），也要耗费巨量的能量，并且会产生时间膨胀效应（相对论效应）。
能量需求： 加速一艘飞船到接近光速所需的能量是巨大的。即使是核聚变，其能量密度也需要非常高才能满足需求。例如，假设使用反物质湮灭（目前看来是能量密度最高的设想），将一艘具有足够质量（包含生命维持系统、船员、设备）的飞船加速到0.1c，所需反物质的质量也相当可观。
技术复杂性：
推进系统： 需要革命性的推进技术，例如聚变火箭（需要能持续稳定高效输出高能量的聚变反应堆）、反物质推进（反物质的制造、储存和安全控制是巨大难题）、甚至是基于物理学未知领域的技术（如曲速引擎，目前仍是科幻）。
生命维持： 长时间（可能数十年甚至数百年）的星际旅行对生命维持系统提出了极高的要求，包括空气、水、食物、心理健康、抵御宇宙辐射等。
导航与通信： 在星际尺度上的精确导航和通信，也面临巨大的挑战。光信号也需要数年才能抵达，实时通信几乎不可能。
材料科学： 飞船需要能够承受星际介质（尘埃、气体、宇宙射线）的撞击，并且材料需要极其坚固且轻便。
2. 如果可控核聚变无法实现，潜在影响：
缺乏可行的能源来源： 如果没有可控核聚变，那么文明可能就失去了最“实用”的高能量密度能源来源。太阳能、风能、化石燃料等在星际尺度上能量密度太低，无法满足飞船加速和维持生命的需求。即使是核裂变，其能量密度也低于核聚变。
依赖更“危险”或更“昂贵”的能源： 文明可能不得不依赖反物质，但这在技术上是极具挑战性的（生产、储存）。或者，文明可能找到其他未知的能源形式，但如果这些形式也无法规模化、稳定地应用于推进系统，那么星际航行依然困难。
经济和社会成本： 即便是技术上勉强可行（比如反物质推进），其生产和消耗的成本可能是天文数字，使得只有极少数文明能够承担。文明可能会因为资源消耗、环境破坏等问题而自我毁灭，或者选择将有限的资源用于解决地球上的问题，而非冒险进行遥远的星际探索。
3. 文明发展路径与“费米悖论”的关联：
文明的“大过滤器”： 费米悖论（Fermi Paradox）提出了一个问题：如果宇宙中存在如此多的恒星和行星，为什么我们没有发现地外文明的迹象？其中一个可能的解释是存在“大过滤器”（Great Filter），即生命演化或文明发展过程中存在一个或多个极难跨越的障碍，多数文明在到达星际扩张阶段之前就可能已经灭绝。
技术瓶颈可能是大过滤器： 可控核聚变技术上的巨大障碍，或者更普遍的“能源瓶颈”和“星际推进技术瓶颈”，可能就是那个“大过滤器”的一部分。如果一个文明无法突破这些瓶颈，它就可能无法进行星际旅行，也无法将文明的火种播撒到其他星系。
自我毁灭的可能性： 文明在发展到一定阶段后，可能会面临技术带来的负面影响，如核战争、环境污染、人工智能失控、基因工程的伦理问题等，导致自我毁灭。如果一个文明在能实现星际航行之前就自我毁灭了，那它也无法进行星际航行。
对能源的依赖性： 文明的先进程度往往与其能源利用能力相关。如果一个文明始终无法掌握高能量密度能源，它的发展上限将非常有限，可能永远无法达到进行大规模星际旅行所需的科技水平。
所以，如果可控核聚变根本实现不了，并且没有找到其他同等或更高能量密度的实用能源，那么星际航行的能力将受到极大限制。文明可能只能在有限的太阳系内活动，或者受到能源成本和效率的严格制约，难以进行大规模、长距离的星际移民或探索。这也就意味着，我们所知的宇宙可能确实充满了生命，但绝大多数文明可能都因为无法克服技术障碍而“困”在自己的恒星系中，或者在达到星际航行能力之前就灭绝了，从而解释了为什么我们还没有探测到其他文明。
总结：关联性
可控核聚变的技术可行性，与文明是否能进行星际航行之间存在强烈的关联：
能源是基础： 无论采用何种星际推进方式，都需要极其强大的能量来源。可控核聚变是目前科学界设想的最有希望的“近未来”解决方案之一。如果它不可行，那么其他已知的能源形式（如核裂变、反物质）的实现难度、成本或能量密度可能不足以支持大规模的星际旅行。
技术瓶颈是共同的挑战： 实现可控核聚变所需的材料科学、等离子体物理、控制工程等方面的技术突破，与星际航行所需的推进系统、生命维持、材料科学等方面的技术突破有许多共通之处。如果人类（或任何文明）在这些基础科学和工程领域无法取得足够进展，那么这两个目标都可能遥不可及。
文明的上限： 无法掌握高能量密度能源，可能意味着文明的发展上限被锁定在较低的水平，无法达到星际文明所需的技术门槛。
因此，“可控核聚变根本实现不了，宇宙中的文明也无法星际航行”是一种逻辑上自洽的推论。它描绘了一个宇宙图景：生命可能普遍存在，但大多数文明被困于自身的物理和技术限制，无法实现星际扩张，而我们之所以还未发现它们，正是因为它们也无法跨越技术上的“大过滤器”。
这并不排除其他可能性，例如：
存在我们尚未理解的物理原理，可以实现高效的星际旅行（如超光速旅行）。
某些文明可能找到了比我们设想的更易实现的能源或推进方式。
文明可能在其他方面取得了巨大进展，但选择不进行星际航行，而是专注于其他目标（如虚拟现实、意识上传等）。
但从我们目前已知的科学框架来看，可控核聚变的技术障碍之高，确实让人不能排除其最终无法实现的可能，进而对星际航行的普遍性产生合理的怀疑。
网友意见
作者：王孟源
2018/11/13 13:20
兩年多前，我在《永遠的未來技術》一文中，解釋了可控核聚變發電在工程上的困難。本月稍早，我又在《開發太陽系的經濟效益》一文中，提到了核聚變發電在經濟效益上的可疑之處。不過因爲那篇文章的主題是星際旅行，所以沒有詳細討論這個話題，反而是在留言欄敘述得比較清楚些。我後來想一想，覺得未來二三十年，人類在能源技術上的發展，是一個很重要的題目，值得在這裏特別寫一篇正文來仔細分析。
人類在一萬年前發明了農業之後，有了形成高密度聚落的經濟和技術基礎，因此才有了文明。但是人均GDP的成長一直非常緩慢，而且有一個不怎麽高的上限（其實也隨主要科技而變，例如鐵器時代的上限就比銅器時代要高一些），每次能接近這個上限的帝國文明，都在突破它之前就因内憂外患而崩潰了。工業革命後，有了一波又一波的技術突破，才使得人均GDP能持續以指數增長。所以有經濟學家認爲科技發展才是提高生產效率（嚴格來説，提高的是生產效率的上限，要達到或接近這個上限，必須投資到基建和生產設備）的主要決定性因素，我個人是同意這個看法的。
所以科技發展，整體來説是一件很重要的好事。對科技樂觀而支持的心態在新興的工業國，例如19世紀的歐陸和美國以及20世紀的東亞，也自然是非常普遍。但是科技發展的方向極多，同一個經濟目的又只能容許很少數幾個經濟效益最高的技術生根發展，所以絕大部分的新科技點子，後來都落入了歷史的垃圾堆裏。例如硅谷的風險投資業（Venture Capital）内部的經驗法則，是每十個投資有一個成功就算運氣不錯了。新興工業國因爲可以摸著先進國家的經驗過河，沒有這種不確定性所帶來的浪費，自然可以全力埋頭苦幹，集中精力來追趕；這是爲什麽新興國家對科技特別樂觀，也是爲什麽後進國家的GDP成長率可以遠高於先進國家的主要原因之一。
但是一旦一個國家已經躋身先進工業的前列，面對著許許多多不確定而又昂貴的未來科技選項，是否能做出明智的選擇，就成爲國運的決定性因素之一。十幾年前，日本的電子廠商們把賭注下在等離子體電視（Plasma TV）技術上，這個錯誤對日本電子工業的衰落有顯著的促進效應。在同一段時期，原本主宰全球手機工業的Nokia，也因爲堅持小面屏、長待機的技術方向，而在幾年内就把市場額份敗得一乾二净。這個轉折對芬蘭經濟的影響，不言而喻。
中國有一個獨特的優勢，就是它的體量。世界上只有中美歐三個洲級的工業經濟體，其中中國的工業產值又比其他兩者大了近一倍。至少在理論上，中國可以負擔得起大約兩倍於美國或歐洲在嘗試研發新技術上所需的投資；但是在實際上，中國的人均資本存量（Capital Stock，也就是應用成熟技術的既有投資）還顯著低於歐美，在尖端技術的開發上也還有許多處於第二或甚至第三梯隊、亟須補課的項目（例如大客機和各式各樣的渦輪發動機），這兩方面的投資都有100%確定的經濟效益，相比風險投資業資助的新技術，雖然後者一般只有3-5年的前瞻性，經濟效益的確定性已經降到10%以下，所以固然可以試圖兼顧，但是絕不能因爲後者而犧牲前者。
在1960年代，噴射（Jet）客機還是新興的技術，領先的英美兩國都在積極為下一代產品佈局，但是因爲資金和技術人力的限制，不可能面面俱到，於是英國把賭注下在速度的進一步提升，其結果是Concorde，而波音則則專注在降低客戶的運行費用上。雖然Concorde在工程上是絕對可行的，在技術上也是值得驕傲的獨步天下，但是它的飛行使用成本過於昂貴，根本競爭不過波音的產品，勉强由國家補助，由國有航空公司營運了少數幾架，結果年年虧損，直到退役，英國的客機工業也從此消失。
前面提到的幾個負面例子，都是工程上可行、經濟上可疑的失敗。但是它們和核聚變一比，在每個角度都强上千百倍。
首先，它們無一有工程上可能過不了的難關，純粹只是時間、資金和人才的投入問題；核聚變剛好相反，等離子拘束、强磁場發生、高能中子處理、承重結構感染放射性後的更換，都是史無前例的工程難題，每一個都可能成爲無功而返的攔路虎。
其次，開發顯示器和手機技術所需的時間大約是兩年，客機大約是十年，它們的市場競爭對手都沒有明顯的時間優勢。相對的，研發商用核聚變所需的時間極難估計，但是沒有人敢説是在20年之内，實際上應該是50年以上，至少是到團隊主要成員的退休年份爲止（這也是爲什麽從40年前，研發核聚變所需的時間估算到現在一直沒變）。更大的問題是，既有的廉價發電手段已經很多了，在未來10-15年更會有下一代靠譜的技術（參見下文）加入實用，所以核聚變必須在效費比上顯著優於所有現存和未來的能源技術，才有經濟效益可言。
第三點，核聚變必然是極度昂貴的。開發核聚變的團隊常常吹噓它們所將用的燃料多麽地普遍，所以核聚變發電會是廉價到幾乎無限的，這是一個在各方面都算是明顯而無恥的謊言。核聚變用的燃料並不是氫，而是氫的同位素：氘和氚。氘還可以靠核濃縮從海水中提煉（即重水），氚卻在地球上沒有任何可開采的存量，必須靠人工合成（即核蛻變，Transmutation，這類似用人工把其他金屬轉換為黃金）。這還不算如果要改用氦三，那麽就必須到月球開礦的費用。不過我覺得他們的謊言最離譜的一點，還是只算燃料的費用；如果用同樣的邏輯，那麽太陽能和風電就真正是零成本了。
事實上，核聚變發電站必然會有的一個極大費用，是其反應器的壽命極短。因爲從物理上就無法避免極大量高能中子的對反應器結構的持續照射，那麽就只有定期更換這一條路。核裂變也有中子，但是數量少很多，能級低7倍，而且只有燃料棒承受轟炸，必須定期更換；最新一代的反應器本身壽命從60年起算。核聚變不同，是整個反應器承受中子轟擊，包括承重結構和（幾乎無限昂貴的）超導磁鐵在内。所以運行了一段時間（可能短至6個月）之後，反應器的放射性開始接近福島的反應爐，然而承重結構已經弱化了，隨時有坍塌的可能；很顯然地，與其試圖在高放射性環境下施工拆換部件，不如像Chernobyl那樣直接用幾百萬噸水泥封存，然後再另建一個還比較便宜。這樣的運行，基本上是有意地去一再重複福島事件，能有什麽經濟效益，真是滑天下之大稽。
另一個必然極大的費用，是安全保障。核裂變反應器經過了70多年的運行經驗、幾個慘痛的教訓、好幾代的發展，總算有些安全性可言，但是價錢也水漲船高（因爲不能在高放射性環境下進行維修，核裂變發電站所用的材料和工藝都是航天級別的），即使在中國也遠遠超過了十億美元這個量級。但是核聚變反應器先天就比核裂變還要不穩定得多，例如如果簡化到只看對反應器的電力供應（斷電正是福島事件的直接原因），核聚變的容錯裕度（Margin of Error）是小於一秒，而核裂變是大約一天。這主要是因爲等離子體必須由强磁場來拘束，產生磁場的高壓電流稍有波動，拘束磁場就會崩潰，極高溫（高於一億度）的等離子體只能打到真空屏蔽上，把它瞬間蒸發，這是第一級爆炸。接下來的第二級爆炸有多麽強、因此散佈的放射性物質有多糟糕，必須有了反應器的設計細節才能計算。目前根本沒有實用化的反應器設計，也就無從估計起。就算我們假設永遠不會有放射性污染的泄露（其實不可能保證，尤其是新原理、新設計；所謂核聚變沒有放射性廢料，是另一個常見的謊言：核聚變反應器的高能中子就是有史以來可控條件下最强的放射性輻射，反應器的材料被照射之後，自然會核蛻變成爲其他放射性物質），至少整個反應器也報銷了，那麽我們又再次面臨了在高放射性環境下進行修理的問題，同樣的最合理的解決方案是直接報廢掩埋。
所以即使沒有時限，核聚變能取代核裂變的機率，也是千中無一。但是核裂變已經不是一個很好的能源技術：它雖然沒有碳排放，但是十分昂貴（幾乎為燃煤的兩倍，這些費用主要來自建廠、營運和安全管理，而不是因爲燃料），而且總是有一點安全隱患，如果不是因爲過去70多年Chernobyl和福島附近居民已經為人類付了學費，考慮它的經濟效益時就還要加上相當的風險溢價（Risk Premium），那就真的是定價高到脫離市場（Priced Out of The Market）的地步了。
中國還在繼續投資核裂變發電技術的主因，是燃煤雖然便宜、方便、而且自主可控，但是遠近兩個層次（遠是全球暖化，近是烟塵和硫化物）的空氣污染都有很大的社會成本。太陽能和風電雖然和核裂變一樣沒有碳排放，而且經過幾十年的發展，成本已經基本與燃煤相當，但是它們有兩個很大的毛病：1）它們一般遠離人口中心；2）它們的供電都是斷斷續續，不穩定的。第一個問題在中國這樣大的國土上，總還是找得到地方來安裝，然後可以靠超高壓長途電網來運送電力（但是並不容易，也不便宜，中國早已有所需的技術，但是仍然沒有建成足夠的電網），第二個問題目前只能靠所謂的Base Load（基本負荷）發電產能來彌補。核裂變的真正經濟價值就在於它是Base Load的主要選項之一。
然而在可見的未來（2025-2035之間，絕對遠在核聚變能實用化之前），必然會有幾個重要的技術突破，從而改變經濟效益的計算方程式。首先，中國已經在積極建設智能電網，一旦連接了全國（也有連接周邊國家的計劃，不過那會需要更長的時間）的電力生產和消費中心，就會有規模效應，局部過多或過少的現象會自然互相抵消。
其次，小型核裂變反應器（大約100MW，比傳統反應器小一個數量級）和我以前談過的高溫氣冷堆（參見前文《高溫氣冷堆》）也會實用化，有相當的可能性（亦即機率大於10%）會比傳統核裂變更便宜、更安全。
但是我覺得，最便宜、最可靠、最安全、最有可擴展性的新技術，還是儲能，也就是把多餘的電力儲存起來，到需要的時候再釋放出來。
電力供應傳統上是幾乎完全沒有時間上的餘裕的，這一秒多出來的電不能留給下一秒用。現有唯一的例外是水電，可以在供過於求的時候，反轉渦輪，把水打回水庫裏。但是大部分國家（包括中國在内）的水電存量都遠遠不足以滿足消費，而且反轉渦輪的效率不好，再加上水庫的存放水決定往往受其他因素（例如灌溉、乾旱或泄洪）影響，所以水電不可能是最終的答案。
因此我們說儲能，最後還是要靠電池。不過現有常見的鋰電池是為隨身使用而優化的，它很輕便、能量密度高，但是這不是電網儲能的需要。電網儲能的要求是1）便宜；2）可以幾乎無限擴充；3）可以幾乎無限循環；4）安全，不會爆炸；5）儲能的效率高。鋰電池在前四方面都很糟糕，所以不用考慮。
目前有兩個技術很有希望，我尤其喜歡全釩氧化還原液流電池（Vanadium redox battery）。它滿足所有前述的五項要求，而且在物理和工程上都是很簡單而無重要障礙的。目前所需要的，是為商用做最後一些實用化細節的微調和優化，如果有足夠的政策支持，幾乎可以確定在2025年前能搞定。可惜在中國我只知道一個小團隊在做，預算也只有核聚變的零頭（絕對小於1/10，可能小於1/100）。這種資源的錯誤配置，才是我會在這個話題上反復大聲疾呼的動力。畢竟科幻小説可以是好的娛樂，甚至可以是藝術，但絕不適合做爲能源政策或治國方針。
另一個技術用的是氫氣。電力供過於求的時候，電解水來產生氫，供不應求的時候，再用燃料電池（Fuel Cell）來發電。我以前解釋過，氫氣化學活性非常高，很容易爆炸，所以它的安全性是有問題的，但是因爲這裏只須要儲存氫氣而不須要運送，還是有可能剋服這個安全問題。效率上還可以，尤其是如果和高溫氣冷堆結合，後者可以先把水加熱到900°C（目前的中國技術）或者甚至1100°C（如果改用氦氣直接推動渦輪），那麽電解所需的電力更少，效率會更高，可以高於100%（並不違反熱力學定律，因爲高溫氣冷堆提供了額外的能量）。我對它的保留態度，主要源自於技術上的相對不成熟，氫氣儲存、結合高溫氣冷堆的電解和高效燃料電池都會比全釩氧化還原液流電池更複雜、更花時間、更危險。但是這些仍然是工程上可以解決的問題，所以氫儲能做爲一個技術備份，準備在2035年左右商用普及化，還是很值得投資的一個選項。
【後註】有讀者在留言欄問了一個很好的問題，我才注意到正文最後兩個段落可能引起一些誤解。首先，我絕對不是說只有這兩個技術才值得投資，而是在我個人所知的範圍内他們是最應該投資的，實際上必然還有我不知道的新研究方向，尤其是還在實驗室裏醖釀的主意，除了研究團隊自身以外，基本沒人會聽説過。這是商業應用的研發，連學術期刊都不一定會找得到。
其次，我對成功機率是以物理學人的態度來做估算，也就是只要求到數量級級別的精確。換句話說，是分類為：。。。99%，90%，50%，10%，1%，0.1%。。。全釩氧化還原液流電池是我所知唯一在50%那一級的，氫儲能則是在10%那一級。我說在2035年之前電網儲能技術會有大的突破，正是因爲我相信還有許多在10%或1%級別的技術會被嘗試，所以整體來看，至少有一個成功的機率是在90%級別的。
这个宇宙时空有一些基本规则，保证了运转，也限制了上限。核聚变的条件很苛刻，保证了一般小星球不可能自发核聚变，但这也给我们制造受控核聚变带来了很大挑战。个人观点是 地面上用于发电的大型聚变电站是有可能出现的，但是收益是否划算很难说。而大型核动力驱动星际飞船，难度还要高很多，星际航行所需的技术，远远不止动力。依靠常规迭代，没有太多原理突破，大规模离开地球都极其困难，星际旅行可以说遥不可及。
个人觉得，人类寿命精力智力都极其有限，而垃圾信息又充斥生活，阶层更加固化后，越来越难有什么突破。当然，未来可能会出现一些痛苦的抉择：要么极度依赖技术探索发展，最终计算机等技术失控，要么限制技术发展，最终遇上大灾大难无力对抗。
忘掉可控核聚变吧，可控核聚变不会成为任何一次工业革命的核心，就像核裂变没有成为第三次工业革命核心一样。第四次工业革命的核心是大型储能和新能源、电气化、航天技术、人工智能与无人工厂，将人类从能源、土地、劳动中解放出来，即从人类社会中彻底消除第一、第二产业。
现在无论媒体还是大众热衷于讨论可控核聚变是因为它披上了“无限”、“清洁”的外衣，问题是人类已经有无限、清洁的能源了，那就是太阳，它已经是一个现成的超大型、引力束缚的可控核聚变堆，足够人类用到灭亡。而且就算可控核聚变研究出来，商业上也不一定能够竞争过风、光、水电，可控核聚变并不像我们想的那么美好。人类需要的不是无限和清洁，而是储存这些能量的大型储能技术，将使人类完全进入电气时代，彻底摆脱化石能源依赖。
如果实现了这种技术，风电和光电一举解决了出力的稳定问题，将完全取代其他一切形式的能源，只要把撒哈拉大沙漠铺满光伏板就足够全人类用，只需要从这里进口这种大型“电池”即可，绝对清洁无污染。有了这种大电池，还需要电网吗？每个城市单独供电就完了，进一步如果大型储能能够小型化，电动汽车、电动飞机甚至电动游轮还算问题吗？甩开了用都用不完。这是一个无法想象的未来，一个真正的电力社会。更重要的是，大型储能介质是人类探索太空和外星球必备的技能，毕竟在火星上只有光电和风电，没有煤电、核电和水电。有了大型储能技术，人类探索外星将无比轻松，在火星轨道布置太阳能阵列，收集太阳能后将“电池”投送回火星。
无论哪次工业革命，最重要的还是推动生产力的发展，从工业革命前的手工工场到第一次工业革命的大型工厂，到第二次工业革命的工人流水线，再到第三次工业革命的自动化流水线，第四次工业革命将出现无人的远程工厂，厂区内只有工业机器人和生产工具。无人工厂、无人农场将释放大量劳动力，人类将彻底从生产中脱离出来，从事效率更高、更无法取代的第三产业。
可控核聚变是可有可无的技术，它甚至无法竞争过风电和光电。或许核聚变的最终用途并不是发电，而是《太空无垠》中的聚变引擎，作为飞船动力。如果只是发电，局限性太大了，散热也是一个巨大的问题。
人类的能源并不是不够用，而是用的手段和方式存在局限。哪个国家率先发明大型储能系统，哪个国家就将引领第四次工业革命。如果这种储能系统也存在摩尔定律，那么无疑是非常有发展前景的。
事情不是这样的，你要是能不计成本地堆出一个大半径100米的超巨大托卡马克出来，那绝对能实现聚变点火……
聚变是个本质工程学问题，和基础科学说实话关系不大。
题目的前后半句话之间，关联性不大。
我们研究可控核聚变技术，是为了造福我们这个小破球上的人类自身发展的。
这种发展，设定在宇宙空间，基本上也就是限定在类地行星开发，外加大行星观测了。
而类地行星开发，说白了其实也就是火星一个而已。毕竟水星和金星那环境，拉倒吧。
再说远点儿，也就是能给跨恒星系旅行，提供人类的小型自循环系统，外加推进系统。
但依然，就算可控核聚变技术，我们已经全面挖掘殆尽了，哪怕是去最近的半人马座三星，也是以 “几十年” 计的（ “只有” 四光年多）。
而就现有的观测来说，半人马座三星的行星，有趣程度就也还好。
就算配合上类似冬眠技术，时间也不够看的。且以我们那点儿脆弱的理性，跨越时间的伦理问题，就足以自己把自己搞崩溃掉了。
总之，无法实现物质和信号的超光速，星际旅行也就是说说而已。
而在这一层面的拓展，可就不是工程学层面的问题了，而是需要再出现一批超·爱因斯坦。
而这......人类基因的叹息之墙，就立在哪儿，纹丝不动。
可控核聚变实现的可能性很大，大到主要国家都愿意投入巨资，不可能所有国家都脑袋锈了。ITER装置上马前，全球科学界和工程界是经过了严格论证的，目前遇到的问题都在当初预计范围内。可以这样说：可控核聚变是个工程问题，成功与否取决于决心和需求。
但说到宇宙航行，难度就有点让人绝望了。有人把宇航和原始人面对太平洋做比喻，其实这是完全不同的，原始人，哪怕是独木舟也不会制造的原始人也知道，鱼可以轻松游过大洋，鸟也可以飞过去。实际上，几千年前的波利尼西亚人就是依靠独木舟征服了浩瀚的太平洋，把自己的血脉洒落在各个岛屿上。
但宇宙航行完全不同，现在是有宇航员在轨道上生活过2年，几十年前还把一打人送上月球，但这些进步还远远比不上波利尼西亚人殖民第一个荒岛的意义大。因为波利尼西亚人走进独木舟的时候，就切断了与出发地的联系，他们是完全自主征服荒岛。相比之下，哪怕登陆月球的人，也是完全依靠出发地活着，一旦切断联系，宇航员就失去生路。
即使有了可控核聚变，宇航也没那么乐观，就算达到0.1C又怎样？银河跨度10万光年。
还有个问题一直被回避：如果有人把0.1C的飞船撞上地球，不管是否有意，地球立即化为烈火地狱，生物圈在几小时内消失。而将来的政治能保证这一切不发生？恐怕唯一的法子就是限制各国发展高速飞船，比现在限制核武器还要苛刻。
就算世界大同，人人阳光四海，宇宙航行依然困难重重，在漫长到需要几代甚至几十代人的航程中，怎么维持秩序？人少了肯定不行，就算不考虑近亲繁殖问题，维持一个社会必须有足够人口，否则，社会就会逐步退化，最后形成一个原始部落。人多了，管理就成大问题，在一个封闭环境中，毒菜是必然结局，然后还会宗教化，愚民化，结果不会比原始部落好多少。
总之，宇宙航行，感觉上就是绝望，连人体生理结构都没法适应。感觉连物理规则都在跟我们作对，如果真有个意志制定了这些规则，他显然是不希望有宇宙航行的。
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这是一个非常深刻且引人入胜的问题，涉及到物理学、工程学、宇宙学以及对生命和文明演化的基本认知。简单来说，“可控核聚变根本实现不了”和“宇宙中的文明也无法星际航行”是两种可能性，而且它们之间存在一定的关联。 我将尽量详细地阐述为什么会有这样的疑问，以及支撑这些疑问的科学和逻辑。 第一部分：可控核聚变为............. -
这个问题非常有意思，触及了生命演化和物理学边界的交汇点。要回答“生物有没有可能演化出进行核聚变的能力？”，我们需要深入探讨生物体运作的基本原理、核聚变所需的极端条件，以及生命演化过程中可能出现的潜在机制。首先，我们来审视一下生物体目前的运作方式。生命，无论是我们熟悉的动植物，还是微生物，其核心是依赖.............
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可控核聚变，一个听起来就充满未来感和力量的词汇。它承诺着近乎无限的清洁能源，足以彻底改变我们的生活方式，甚至影响人类文明的进程。那么，这个看似遥不可及的梦想，究竟有没有可能变成现实呢？要回答这个问题，我们需要深入了解可控核聚变究竟是什么，它为什么如此难以实现，以及我们当前在这条道路上走到了哪一步。什.............
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别慌，这焦虑感我懂。第四次科技革命，这个说法本身就带着点科幻色彩，也难怪会让人有些不知所措。不过，咱们得明白，科技的进步从来不是一蹴而就的，它更像是一场精心策划的马拉松，你追我赶，互相借力。你说可控核聚变为基础，AI打辅助，这个思路非常有意思，也颇有道理。可控核聚变：能量的曙光，万物的基石咱们先说说.............
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这真是一个宏大又引人深思的问题！当人们谈论“英特纳雄耐尔”时，通常指向的是一种理想化的共产主义社会，一个没有剥削、人人平等、资源共享、物质极大丰富、精神高度自由的社会形态。那么，拥有了可控核聚变这个“取之不尽、用之不竭”的能源之后，我们离这个理想状态会更近一步吗？要回答这个问题，我们得把可控核聚变这.............
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问出“有核国家之间到底有没有可能发生核战争？”这个问题，其实是触及了人类文明最深层的恐惧和最尖锐的现实。它不是一个简单的“是”或“否”就能回答的，而是关乎着一种近乎概率性的、牵动着无数神经的恐怖可能性。要深入探讨，我们需要剥开那些“核威慑”的光鲜外衣，去审视其背后错综复杂的地缘政治、心理博弈和技术变.............
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合肥研究院在 Grassy ELM 高性能稳态运行模式形成机理上的突破，无疑是我国迈向可控核聚变道路上的重要里程碑，其影响深远且多元。这不仅仅是一项技术层面的进展，更可能在国家战略、人才培养、国际合作等多个维度上，为我国的聚变事业注入强劲动力。首先，从科学与工程层面来看， Grassy ELM（渐进.............
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这是一个极具假设性的问题，牵涉到军事战略、地缘政治、经济力量以及核武器的特殊属性，要仅凭法国一国之力“击溃”俄罗斯，即使是在核打击的设想下，也充满了巨大的不确定性和难以克服的障碍。我们将从几个关键角度来剖析这种可能性，并尽量剥离AI的痕迹，用更接近人类思考的逻辑来展开。一、 法国核打击俄罗斯的初步设.............
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让生命体从细胞层面直接利用核反应来提供能量，这是一个非常宏大且极具挑战性的概念，目前看来，在科学上还停留在科幻的范畴。然而，如果我们要尝试设想这样一个过程，并且尽量贴近生物学的基本原理，我们可以从几个关键的方面去剖析它可能涉及的层面：首先，我们得明白，无论是我们今天所知的生命，还是设想中的“核能生命.............
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可控核聚变一旦实现，对于我们这个星球的未来，其影响将是颠覆性的，但“危机”这个词可能不太准确地描述它可能带来的挑战，尤其是关于全球变暖这个问题。实际上，核聚变技术的成熟，更像是一把双刃剑，它带来巨大希望的同时，也需要我们以审慎的态度去面对。核聚变与全球变暖：巨大的希望之光首先，我们必须强调核聚变最直.............
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要实现可控核聚变，我们需要面对一系列极其严苛的材料挑战。毕竟，我们不是在研究一个简单的化学反应，而是要模拟太阳内部那样的极端环境——温度高达数亿摄氏度，同时承受巨大的等离子体压力和中子轰击。这要求材料不仅能承受高温，还要有出色的耐辐射性、机械强度和化学稳定性。简单来说，目前被认为是潜力巨大的材料主要.............
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可控核聚变，被誉为人类能源的“圣杯”，听起来确实无比美好：取之不尽的燃料（海水中的氘和锂）、几乎为零的温室气体排放、极低的放射性废料，以及巨大的能量输出。然而，现实远比传说复杂得多，可控核聚变并非唾手可得的终极解决方案，它的实现和应用充满了挑战与未知。让我们深入剖析一下可控核聚变“美好”的传说背后，.............
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在可控核聚变这个充满挑战与机遇的领域，选择合适的学术期刊是发表研究成果、追踪最新进展、了解行业动态的关键。以下是一些在该领域享有盛誉、内容高质量且具有广泛影响力的期刊杂志，并会尽可能详细地介绍它们的特点，让你感觉就像是一位经验丰富的同行在分享这份指南。顶级综合类期刊（具有极高影响力，覆盖面广）： .............
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这个问题很有意思，而且切入点也很重要。如果一个人真的能够独立研究出可控核聚变，并且掌握了量子计算机的实用化技术，那他绝对算得上是万中无一、划时代的人才。 但要详细说清楚为什么，我们得从这两个领域的难度、以及“研究出”这个动作本身的份量来聊聊。首先，我们得明白“研究出”这三个字有多沉。这不是说捣鼓出来.............
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可控核聚变能否最终实现，很大程度上依赖于理论物理学是否能迎来突破性的进展。这并非一个简单的是或否的答案，而是一个复杂且充满挑战的问题，其成功之路与基础理论的深度和广度息息相关。我们先来理解一下“可控核聚变”究竟是怎么一回事。简单来说，它的目标是模仿太阳产生能量的原理，将两个轻的原子核（通常是氢的同位.............
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这确实是个相当有意思的假设，而且从理论上讲，并非完全不可能。想想看，文明的演进并非总是单一线性轨道，有时候某些技术瓶颈的突破可能会以意想不到的方式发生，而某些“理所当然”的进展反而会滞后。设想一下，有一个外星文明，他们的星球拥有极为丰富的氢同位素，比如氘和氚。从早期开始，他们就对如何驾驭这种能量产生.............
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如果中国抢先一步，成为了世界上第一个掌握可控核聚变技术的国家，这绝不仅仅是科学上的里程碑，它将以前所未有的力量，重塑全球的政治、经济和能源格局。这可不是那种坐拥石油就能称霸世界的旧时代，可控核聚变代表的是一种全新的、近乎无限的清洁能源的黎明，而掌握了这扇门的钥匙，就等于掌握了未来。首先，从能源供应和.............
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中国“人造太阳”EAST（东方超环）近日取得一项里程碑式的突破，成功实现了 1 亿摄氏度等离子体运行 101 秒，刷新了其自身保持的世界纪录。这一成就意义重大，标志着我们向实现可控核聚变这一终极能源目标又迈出了坚实的一步。下面我们将详细解析这一成就的意义以及我们离可控核聚变还有多远： EAST 创世.............
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关于日本将福岛核废水运往中国海域附近排放的可能性，这是一个非常敏感且复杂的问题，涉及地缘政治、国际法、科学技术以及公众信任等多个层面。我们不妨从几个维度来深入探讨一下这个话题。一、 技术可行性与挑战从纯粹的技术角度看，将经过处理的核废水从福岛运往中国海域附近再排放，理论上是存在操作空间，但难度极大，.............
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你这个问题很有意思，它触及了我一直以来都非常关注的游戏设计领域。想象一下，一个能同时让你体验到骑马砍杀的血脉贲张、运筹帷幄的宏大战场、细致入微的国家管理和错综复杂的家族恩怨的游戏？这确实是一个极具吸引力的设想。从技术和设计理念上来说，实现这样一个集合体并非不可能，甚至可以说，我们已经能看到一些零散的.............
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