可控核聚變實現了?中國核聚變建成放電?未來不用交電費了?

用電不要錢了,世界將會變成什麼樣子?有關注新聞的朋友可能對2020年末新一代可控核聚變研究裝置建成放電的新聞還有印象。對於外行人說,這是一個值得國人高興的事沒錯,但是他跟電費又有什麼關係呢?可控核聚變是什麼進程,放電又意味着什麼?

可控核聚變,什麼是核聚變,核聚變就是兩個較輕的原子核聚合成一個較重的原子核。在這個聚合的過程中,原子核會釋放出能量。這個能量就是我們追求核聚變的原因。最爲我們熟知的核聚變反應就是氫彈,但是氫彈爆炸反應的能量不能夠被我們有效控制,也就是不可控核聚變與他相對應的就是可控核聚變。

核聚變的原材料叫做氘,這種元素在地球的海水中藏量多達40萬億噸,如果全部用於聚變反應釋放出的能量足夠人類使用幾百億年。跟核裂變反應堆產生強反射性核廢料不同的是,核聚變反應產物是沒有放射性污染的氦,同時因爲核聚變需要很高的溫度,一旦某一環節出現問題,聚變反應也就直接自動終止了。

所以相比起核裂變,聚變堆是安全的。說出來也許你不信,我們頭頂高懸的那個太陽的能量也是來源於核聚變。也就是說人類如果掌握了有序釋放核聚變能量的辦法,就相當於掌握了太陽的能量來源,掌握了無窮無盡的礦石、燃料、風力和水力能源。

可控核聚變技術好像只是一種廉價的能源獲取方式,他實現之後就不再需要繳納電費了而已。但實際上,可控核聚變所能給世界帶來的變化遠不止如此,不用交電費,看似是一件小事,可是能源作爲人類生活的關鍵資源,它一絲一毫的變化都會產生巨大的影響,或直接或間接的產業鏈幾乎無窮無盡。

首先,由於能源幾近於無窮無盡,所以現在的節能節約概念將不再提倡,社會能源結構也會發生巨大的變化,石油、煤炭、天然氣、頁岩氣等能源將成爲原料型資源,成爲製造業的原料,而不是燃料。與之相關的塑料、化纖、化妝品等產品都會一起降價。家裡的天然氣和暖氣將成爲擺設,全部以電力提供熱能。南方的冬天可以肆無忌憚的同時用十幾組上萬瓦的電暖器房屋供暖。

更誇張的做法是,讓整個城市溫暖如春,在路面下埋設電熱絲,遭遇降雪後,路面上完全不會有任何積雪。就連東北這些冬天的溫度可以達到零下幾十度的地區,也可以在隆冬時節戶外養殖熱帶魚類很多南方植物。也可以在北方安家,哈爾濱人也可以有着跟海南人民一樣被掉落的椰子砸到的擔憂。廉價的電力成本可以讓整個工業體系換髮第二次新生。

現在很多工業設備都是電力消耗的無底洞,有些耗電大戶單臺設備的耗電就能趕得上一座小城市的民用電功率。而這類設備通常都處於現代工業社會生產流程的初段,比如金屬冶煉、化工、機械等。因此,可控核聚變成功應用,我們使用的工業產品的成本都會迎來一次大幅度的跳水,比如建築、汽車、廚具、電器、紡織等。

金屬等材料的廉價意味着我們可以更自由的改變這個世界的物理結構。更高更大的建築,更多更密的橋樑,更深更廣的地下空間等等。而這類設施的使用強度和年限,也可以因爲材料的低成本而做到更好。這一切的結果就是我們的城市將獲得新的發展維度。上萬米的建築跨度將大量走入現實,不論是高山還是海洋,都不再是城市建設的障礙。

我們還可以充分利用地下空間居住環境,將獲得更大的改善。就像《三體》中描述的那樣,用新風機持續供應新鮮的空氣,用更大的功率的電燈來提供不輸於陽光的照度和更有利於健康的波長。廉價的金屬購進可以製造出跨度數千米的巨大地下空間,巨大的LED屏幕鋪滿頂棚,模擬出天空的模樣,行走在地下,你根本不會發現自己處於地下,也不會感覺到地面上是寒冬還是酷暑。

這意味着將有更多的人願意在地下長期定居,城市規模的上限將因此大幅度提高。像北京那樣大的面積可以居住上百億人,房價卻會比現在低一半以上。有可能一座城市的核心區域都將從地上搬離,全面轉入地下。在農業方面,農業的精細化管理將達到前所未有的高度。

封閉的種植工廠可以完全隔離有害生物,完全不使用農藥的地下農田將成爲主流和常態。如果說現在的農田作物是住在簡樸的木屋,那麼那個時候的作物,就像住進了有一百個僕人的奢華宮殿,一系列密密麻麻的監測設備將會以葉片爲單位全天候照顧作物的起居。反正這些設備只需要電力就足夠了。

得益於這樣的農業革命,地球的可承載人口極限,或許將從現在的不到200億 ,飛昇到上萬億。傳統農產品的畝產概念將被“立方畝”代替,而一個立方畝農田的小麥年產量將輕鬆超過千噸,按照人均消耗百斤來計算一個小樓大小的農田,一年可以養活上萬人口,也就是說只需要一座城市大小的農業生產區,就可以養活上千億的人口,能源的廉價也會導致自動化技術的進一步蓬勃生長。

隨着人工智能的不斷提升,各類全自動工廠的自動化程度亦將一日千里,這時候的人類會發現,能量纔是物質世界的終極硬通貨。只要有了足夠的能量,各類機器人就能大量提供各類產品、產業領域中人力資源的比重會變得越來越無關緊要。因此,未來的社會狀況將從現在“人剝削人的社會”進化到“人剝削機器人”的共產主義社會。

任何工廠只需要極少數人力就可以維持成本,幾乎可以忽略不計。自然資源由上游產業提供,因此將所有工廠結成在一起,使效益最高的做法。在人類眼中,這樣的工廠就像一臺獨立的巨大機器只需要接入一根電線,就有源源不斷的生活必需品被運輸出來。

因此生產新的工業社會,消耗型的“人類社會”將被分離,工業社會全力生產人類生存必需的各類產品。人類社會全心全意的往更高層次的科技文明發展,人類社會生產出來的所有廢物、垃圾,都將在工業社會中被循環利用。在那個時候,地球上的所有元素都將被工業社會利用管理直至實現整個地球的機械化,世界格局也將因此改變。

毫不誇張的說,人類戰爭的歷史,就是爭奪資源的歷史。爲了資源,人類之間可以互相殘殺,把文明和教化全都拋擲腦後。但如果可控核聚變實現了,戰爭或許可以從人類進程上消失,人類將真正踏上新一階段的文明之路。

當然,這一切都還只是基於現在的社會水平做出的暢想,就像一個農民去想象皇帝的生活,免不了會得出皇帝用金鋤頭的結論。總的來說,我們現在對於可控核聚變的想象,就像是原始人類想象可控火,他們會想象到如今的人類可以把火利用成這樣嗎?但我們唯一可以知道的是,可控核聚變可以帶來的衆多改變中,用電免費是最基礎的,也是最不值一提的。

但是剩下來這麼多美好的未來途徑還是不免要給大家潑一潑冷水。2020年12月,中國環流器二號M裝置雖然已經在成都建成,還實現了首次發電,但是維持可控核聚變所投入的能量也要遠遠大於可控核聚變發電產生的能量就是說目前的投入遠大於產出,不過終於還是在可控核聚變,50又50年的進度條中邁出了新的一步。

有望在2035年實現可控核聚變的商業化。在卡爾達舍夫衡量文明的等級中,摸到一級文明的門檻。