“历经70年之久,仍未能实现突破,某些项目从理论层面便已注定无法成功!”——
近日,何祚庥院士对当前被火热炒作的人造太阳项目予以了警示,他和彭先觉院士等科学家也指出“人造太阳”只是个比喻,人造太阳并非特指托卡马克的可控核聚变模式,对沉溺于托卡马克即将呈献出人造太阳的集体狂欢,给予了理性的提醒。
一、托卡马克的炒作败败火,“人类的目标不在于复制太阳”
面对托卡马克理想与现实的错位,何祚庥院士等人并不是要否定可控核聚变的未来,只是明确人造太阳并非太阳,理清托卡马克模式与太阳核聚变的本质差异,探讨了理想化的托克马克模式可能是存在致命缺陷的可控核聚变模式,要避免在此单一模式上盲目投入、孤注一掷。
并非如公众热情似火的期盼和认知,托卡马克模式其实存在一系列先天瓶颈,一些甚至无解:入不敷出,释放的能量很难战胜自身消耗;不可能有理想材料做容器,容器壁扛不住高能中子持续轰击,老化快速且更换成本高昂;还存在离子体湍流、不稳定性和约束时间短等等问题,解决起来都步履维艰。地球上找不到理想材料做容器,甚至注定了托卡马克模式的宿命。
人类的目标不在于复制太阳,也不在于照虎画猫地搞人造太阳,人类是要寻找一种适合地球、能够实现商业化的可控核聚变模式。何祚庥院士等人就提及到惯性约束等其他的可控核聚变模式,或许能让人造太阳更务实地突破。
二、人造太阳向左,戴森球向右
“明确可控核聚变领域为未来能源的唯一方向”的宏观决策,本身就违反辩证法的发展观点,这也可能是人造太阳如火如荼的大背景。
虽然对托卡马克模式进行了理性的质疑,何祚庥院士等人也仍然是束手束脚,提出的惯性约束等其他模式,仍然是在可控核聚变的圈子里打转转,因为可控核聚变哪个模式都有不可承受之重的风险,这也仍然是五十步笑百步的改善。
为什么不能回溯到获取终极能源这个根本目标,彻底跨出可控核聚变的圈子?如果按照第一性原理重新审视人类手中的科技底牌,就会发现用可控核聚变打造人造太阳之外,至少戴森球也可以大有作为!
1、戴森球是什么
戴森球是由美国物理学家弗里曼·戴森在1959年提出的假想天体结构,他认为在宇宙中,某个外星文明发展到一定高度,必然有能力制造一个巨大球体包围某个恒星,收集恒星辐射能量来支撑自己的存续。
虽然戴森球的灵感来自科幻小说、也催生了更多科幻小说。按照概念的表层理解,戴森球只能出自外星人这样的高级文明之手,是当今人类力所不逮的造物,是仅仅存在于魔幻世界的实物球体。
2、地球是潜在的戴森球
地球本应是潜在的戴森球,但是人类很少会将地球和戴森球划等号。
从概念的实质思考,戴森球就是描述某个文明、包括未来和现在的人类用一种机制或实物,获取来自恒星的终极能源。对地球和人类来讲,万物生长靠太阳,地球天天围绕着恒星转,时时接受着恒星的能量,滋养了万千生灵和人类文明。
地球能不能成为戴森球,取决于人类有没有掌握科技利器打造获取恒星能源的机制或实物。地球的地表-大气圈系统有着足够的储热能力,原本储存着足够的太阳能,人类有转化科技,它们就是终极能源,不能转化,它们就是地球废热积聚在地表-大气层系统,从而引起全球变暖、能源短缺、天灾人祸等一系列多米诺骨牌效应。
目前,像给一个啼婴填喂鸡鸭鱼肉,源源不断的太阳能人类没有科技力量消受,恩泽反而会泛滥造成全球变暖,就像眼下澳大利亚的烧烤天气,目前的地球就不是戴森球;不久的将来,人类有驾驭技术,源源不断的太阳能造福于自身文明的发展,地球就是名副其实的戴森球。
人造太阳始于人类自己生产终极能源,戴森球始于人类接受来自太阳的终极能源。而且,喷薄欲出的钳温器不用电空调技术走向全球市场,将让戴森球从科幻小说走出、与地球融为一体。
三、钳温器把地球打造成戴森球
1、钳温器为什么这样“彪”
被生活化表达就是“不用电空调”,钳温器并非光储空那样的不用电空调噱头,它突破传统空调的逆卡诺循环原理,从制冷功能这个原点出发形成的制冷技术。
众所周知,(1)、热管是导热能力远远优于金属铜的超导热;(2)、固-固、固-液相变材料的潜热状态具有大储热量和温度平台的特性;(3)、热电转化部件能够把热能转化为非热的电能。钳温器是把“热管、固-固、固-液相变材料、热电转化部件”依此组合起来,目标物废热被热管快速导出、再被导入潜热状态的相变材料中大量暂储、已经暂储的废热最后被热电转化部件转化为非热的电能处理掉”,至此完成一个钳温过程。“快导出、多暂储、转化掉”的过程循环往复,目标物的废热就持续减少直至被制冷到人为设定温度。
钳温器突比传统空调多出了可以直接制冷固、液体目标物,通过对墙壁等固体目标物制冷,由墙壁的中介作用就可以制冷室内环境温度,发挥传统空调的制冷功能。可见,钳温器的应用远远超越传统空调,加上其热电转化部件采用创新性的热电直接转化技术,更保证了它是不受限制的全时空应用。
2、地球遇上钳温器,适宜温度的刚需必然带来全球市场
钳温器“热转化”的底层逻辑,意味着它是通过热能变电能实现制冷的,即“自源制冷”和“废热发电”嵌合一体的。适宜温度是人类工作和生活的刚需,制冷,钳温器全面优于传统空调必然带来全球市场;制热,人为设计地用若干钳温器制冷大型建筑物或地表等目标物,必然是“小马拉大车”,只能持续不断废热发电、却不能可感知地制冷这些目标物,钳温器特化为绿色发电机提供出制热需求的电力来源。适宜温度的刚需必然赋予钳温器强大的竞争力,取代传统空调的全球市场大势所趋。
进而,全球市场会在地球表面带来海量钳温器,虚拟出一个特供地球的巨钳温器。基于与单一钳温器与普通目标物关系的同质同构,巨钳温器可以探囊取物般地把太阳辐射进入地球(地表-大气圈系统)的废热转化为电能,从“制冷”和“发电”嵌合性分析这个过程——嵌合性的“制冷”得益于两个利好,(1)、地球自源制冷不耗传统电力,也因此不排放二氧化碳,就意味着大气层捂着地球废热的被子变薄了,减轻了对地球废热向大气层外辐射回去的拦截;(2)、地球废热转化为电能,不再被排放进入大气,减少了热量在地气系统的积聚。两个利好都减少了地球废热的积聚,都减轻了温室效应、气候变暖。至于说嵌合性的“发电”,巨钳温器利用地球废热进行热电转化,其实就是获取来自太阳这颗恒星的太阳能所转化的电能,至此,钳温器让地球完成戴森球的蝶变。
3、通向终极能源,路标该如何指向
人造太阳和戴森球都通“罗马”,钳温器与可控核聚变也一致指向终极能源,并行不悖,只是四两对千斤的权衡。
(1)、可控核聚变挑战技术,钳温器挑战市场
作为创新科技,技术理念上二者难分伯仲,但是对于技术落地的难易,从工艺、材料上的高大上和下里巴看,难易显而易见。而且所处阶段也不同,一个还道长且阻于技术落地,前路难期,一个已经即将技术落地、发起对市场和认知的攻关,时效性也不言而喻;
(2)、便捷性
可控核聚变即便技术落地,生产出终极能源,还要有庞大的输配电系统才能连接最终端;钳温器则凭借可集中、可个体的分布式,从周边的普通目标物、地表等之中获取终极能源,随用随取、不用不取,充分展现灵活资源的特征。
(3)、经济性
无疑,可控核聚变将是巨额投入;钳温器个体,相比传统空调是经济的,但是海量的钳温器才能开发出终极电能,巨钳温器理论上也将是巨额投入。进一步考虑钳温器的嵌合性,海量的钳温器开发出终极电能的过程,都是附着在一个个的人类个体满足合适温度刚需之上的“赠送品”,巨钳温器实际上是经济的。
已笃定的现实不一定是现实,要摆脱的梦幻也不一定是梦幻。当托卡马克锣鼓喧天却步履蹒跚时,重新理性地审视和反思难能可贵。人造太阳还是戴森球不只是技术道路的取舍,也可能是人类生死存亡的抉择,毕竟获取终极能源的难与易、快与慢,已经和全球变暖的肆虐深度纠缠,错误的路标可能让人类引向深渊,近期澳大利亚“烧烤”天气下的众生相,生动地预演了这样的天灾人患。
加微信:zhurd15936398811可以了解更多钳温器研究进展。
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