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为什么我们不致力于经济融合、新材料和新的热量提取方法等等？因为大家都知道聚变还有 40 年才能实现，而现在它还有 4 年。以下是与麻省理工学院核物理学家、麻省理工学院等离子体科学聚变中心主任丹尼斯·怀特（Dennis White）的对话。这是 Lex Friedman 播客。为了支持它，请查看描述中的赞助商。现在，亲爱的朋友们，这是丹尼斯·怀特。让我们从一个大问题开始：什么是核聚变？它是驱动宇宙的根本过程。顾名思义，它将两种不同的元素——技术上说是原子核——融合在一起或聚集在一起。如果你能将它们推得足够近，就可以引发一种反应。发生的事情是，元素通常会发生变化，这意味着你从一种化学元素变成另一种化学元素。根本上，这意味着你改变了核结构。通过 E=mc² 这种重排会释放大量的能量。所以，聚变是将较轻的元素聚变成较重的元素。当你经历这个过程时，你会说“哦，看，这里是初始元素，通常是氢，它们有一个特定的静止质量，这意味着它们没有动能时的质量。当你查看产物时，它的静止质量更小。所以你会想，这怎么可能？因为你必须保持质量，但质量和能量是同一件事，这就是 E=mc² 的含义。这种转化变成了动能，即你可以以某种方式使用的能量。这就是恒星中心发生的事情。所以，聚变确实是宇宙生命得以存在的原因。所以，聚变正在我们的太阳中发生。那么，是什么元素呢？是氢元素聚集在一起。它会经历一个过程，这个过程可能有点太详细了，但它是一个相当复杂的催化过程，发生在恒星的中心。但最终，恒星是巨大的氢球，这是最轻的、最简单的、最丰富的元素。宇宙大部分是氢。它本质上是一个序列，通过这个序列，这些过程发生，最终得到氦。所以，这些是主要的事情。原因在于，氦作为原子核，即原子内部，具有极高的稳定性。原因是氦有两个质子和两个中子。这些是构成原子核的物质，也构成我们所有人，以及电子。因为它有两个对，所以它非常稳定。因此，当您将氢转化为氦时，它就想保持氦的状态，并想释放动能。所以，恒星基本上是氢转化为氦的转换引擎。我的意思是，这也解释了为什么你热爱聚变。我的意思是，因为我们的太阳会持续大约 100 亿年，燃料就会耗尽。但要进行这种转化，你必须拥有极高的温度。这是进行此操作的标准之一，也是最容易理解的标准。为什么是这样？因为这实际上要求这些氢离子，或者说裸露的原子核，它们带有正电荷。在这些带正电荷的粒子中，要引发这种反应，它们必须接近原子核本身大小的距离。因为本质上，它实际上使用的是一种叫做强核力的东西。宇宙中有四种基本力，这是最强的。但它有一个奇怪的特性，那就是它是迄今为止最强的力，但它只在原子核大小的距离内有影响。所以，把它放到……那意味着什么？那是十亿分之一米的百万分之一。非常小的距离。但因为距离很小，粒子带有电荷，它们会强烈地相互排斥，即它们有排斥力将它们推开。所以，当你进行数学计算时，粒子的平均速度或能量必须非常高，才能使反应发生的概率有意义。所以，我们太阳的中心温度约为 2000 万摄氏度。在地球上，这意味着这是我们教导研究生时最先教的内容之一。你可以做一个快速的、基本上是功率平衡的计算，你可以确定在地球上，需要至少 5000 万摄氏度的温度才能进行聚变，产生足够的聚变能量，让你能够从中获得能量增益。所以，你可以在较低的能量下引发聚变反应，但它们在低于该温度时会变得几乎微乎其微。首先，让我联系一些疯狂的想法。所以，强力，只是跳出并审视所有物理学。这些力很奇怪，它们非常特定，比如它在很小的距离内起作用，然后引力在很大的距离内起作用，而且它们都非常具体。标准模型对其中三种力描述得非常好，而且……这是其中之一。是的，这是其中之一。它就是这样运作的。你内心深处有一个工程师，曾经会退后一步，几乎从哲学的角度看待物理学。所以，这很有趣，因为作为一个科学家，我通过这个视角看待宇宙，即我们所做的有趣事情是通过利用周围的力来实现的，而这一切都是因为这个。理查德·费曼，我不知道你是否听过理查德·费曼。这有点离题，但他从未上过播客。他不幸去世了，但他几乎是所有物理学家的英雄。其中一部分是因为你所说的，他以不同的视角看待这些，通常看起来非常枯燥的方程和关系，他以某种方式……我认为他以某种方式展现了它的奇妙。对于那些他假设的，如果能写下一个不是句子，而是一个最重要的科学概念，我们所知道的，也就是说，你只有一件事可以传递给未来或过去的世代，这是非常有趣的。它不是你认为的那样，不是像“强核力”或“聚变”之类的东西。而且非常深刻，那就是物质之所以以其方式运作，是因为所有物质都由相互作用的单个粒子组成。就是这样。所以，基本上是原子理论。是的，这就像哇，这太简单了，但它并不那么简单。因为，谁会想到原子是由……我给我的学生们提出一个好问题：你的身体里有多少个原子？几乎没有学生能回答这个问题。但对我来说，这是根本性的。顺便说一句，大约是 10 的 28 次方。10 的 28 次方。所以，你知道，万亿，或者说，数万亿万亿，等等。是的。所以，一件事是思考数量，另一件事是开始真正思考所有这些都保持在一起的事实。是的，所有这些都保持在一起。而且你实际上……你比其他任何东西都更像这样。是的，没错。不，我的意思是，有些人确实研究过这些东西。例如，如果看看那些基本力之间的比例，人们已经发现，哦，如果这个比例不同，比如差一个因子，比如两倍，我就会想，哦，这一切都会……不起作用。我看看太阳，对吧？它确实是这样。事实证明，有一些关键反应，如果它们的概率稍低，就没有恒星会点燃，生命也就不会存在。宇宙似乎为我们设定了条件，使一些很酷的事情成为可能，但这是有挑战性的。所以，这让我们觉得很有趣。是的，我就是这么看的。我的意思是，多重宇宙模型很有趣，因为有一些量子科学家会看，然后想，哦，是的，就像量子科学可能告诉我们，几乎有无限多种其他宇宙。但它的运作方式可能就像一种自然选择。就像，那些基本力之间没有正确或有趣关系的宇宙，什么都不会发生。所以，几乎是理所当然的，我们正在进行这次谈话的事实意味着我们身处其中一个有趣的宇宙。是的，其中一个有点有趣的。但可能还有超级有趣的。我倾向于认为人类是不可思议的生物。我们的大脑是一个不可思议的计算设备。但我认为我们也受到认知上的极大限制。我可以想象外星文明比我们聪明得多得多，在构建世界模型和进行物理学、数学方面。我会从略微不同的角度来看待它。实际上，这是因为我们有……我们有与我们一起生活在地球上的生物，它们具有认知能力，理解并穿梭于它们的环境中。但它们实际上是以一种我们很难……翻译问题，而不是智力问题。所以，这是对世界的感知。我有一只狗。当我出去看到我的狗闻东西时，我意识到他看到或感知世界的方式是我永远无法……我无法理解它，因为我无法将其翻译过来。不过，我们人类确实会偶尔瞥见这一点。因为有些方面，例如光学信息，来自光。现在，因为我们开发了技术，我们可以看到东西。你知道，我……我研究的一个领域是光谱学。这意味着光的研究。你知道，我……我从……从远红外线一直到硬 X 射线，这都是……我能“看到”东西或它们的表示。光的强度是几个数量级。但我们人类的眼睛……只看到其中一小部分。是的。所以，甚至像蜜蜂这样的生物，看到的也与我们不同。所以，我不……我认为，如果我们只关注感官，已经有很多多样性了。但可能还有我们甚至没有考虑过的可能性。例如，无论意识是什么，它可能就是理解我们尚未开始理解的某些物理现象的门户。就像你说的光谱学一样，意识也可能存在一个类似的光谱，而我们就像……我们就像这些愚蠢的……猿类的后代，走来走去。体验红色确实感觉到了什么，但我们没有……这与古代一样。你体验物理学，你体验光。就像，哦，它很亮。是的，是的。而且你构建了……有趣的是，我们可能会比预想的更快地体验到这一点，因为我们可能正在构建另一种……另一种智能。而这种智能会向我们解释我们有多么愚蠢。我部门的教授们已经收到了一封电子邮件，关于……学生们是否写了他们的学期论文，还是 ChatGPT 写的。是的。一如既往，我们领域倾向于经验主义者。所以，当然，他们在里面试图弄清楚……它是否能回答……进入博士项目资格考试的问题。当时他们做得不太好。但当然，这只是开始。所以，我们还有一些有趣的……最终，学生和教授都会被 ChatGPT 取代。是的，然后我们会坐在沙滩上。我强烈推荐……我不知道你是否见过。它叫做“宇宙改变的那一天”。詹姆斯·伯克，他是英国的一位科学史学家。他有一个相当著名的公共电视系列节目，叫做“连接”。但我真正喜欢的是“宇宙改变的那一天”。标题的原因是……他说，宇宙是我们所知道和感知到的。所以，当有一个根本性的新见解时，宇宙对我们来说就改变了。当然，从客观的角度来看，宇宙和以前一样，但对我们来说，它已经改变了。所以，他回顾了人类历史上这些感知时刻，改变了我们是谁。所以，当我想到要来讨论这个的时候……人们看到聚变，哦，它还很遥远，或者我们进展缓慢。就像我教母出生时一样，人们不知道恒星是如何运作的。所以，你谈论……宇宙改变的那一天。就像，哦，这是……我的意思是，他们仍然不理解所有部分。但他们基本上明白了。就像，哦，因为对这些过程的理解……就像我们揭示了宇宙中存在生命的原因。这可能是宇宙改变的那一天之一。是的。还记得 20 世纪 30 年代吗？技术似乎发展得越来越快。我倾向于认为，就像你的 ChatGPT 一样，今年可能会非常有趣，因为人工智能的努力如此迅速和有利可图。所以，事情会发生，我们的整个世界会因此而改变。我们会感到震惊，然后第二天，你会继续前进，立即适应。你可能不会有类似的核聚变或能源方面的事情，因为很可能会有一个开幕式之类的。是的，一个公告。需要几个月。但对于数字技术，你可以立即实现社会转型，然后会有一声惊叹，然后你就会像往常一样适应。你甚至不会记得，就像互联网一样，以前的日子是如何度过的，以前是如何运作的。是的。我的意思是，聚变是因为它是能源，它的本质是……它会是……任何与能源使用有关的事情往往是过渡缓慢的。但它们是我认为最深刻的转变之一。我的意思是，我们之所以能这样生活，坐在这栋楼里，进行这次播客，以及世界各地的人们，其核心就是能源使用。这是强烈的能源使用，它来自于工业革命初期开始使用强烈能源的演变，直到现在。它是……它是……所有这些的基石。但它往往不会一夜之间发生。一些最重要、最令人惊叹的技术，我们注意不到，因为我们认为理所当然，因为它使这一切成为可能。那就是能源。对于我们社会和生活方式来说，它是多么基础。实际上，它是一个非常被误解的概念。即使是能源本身，人们也会混淆能源来源、能量储存和能量传输。这些是不同的物理现象，非常重要。例如，你知道你买了一辆电动汽车，然后说，“太好了，我有一辆零排放汽车。”然后……哦，但是……所以，你为什么这么说？因为如果我把圆圈画在车周围，我有电，它不排放任何东西。好的。但你把它插到电网上，如果你顺着那根线往回追溯，可能会有一个煤电厂或天然气发电厂在尽头。哦，真的吗？我的意思是，这不像是无碳的。哦，这不是他们的错。这只是……他们不喜欢……汽车不是能源的来源。潜在的能源来源是燃料的燃烧，再加上原材料的开采，以及在世界某些地方……以某种程度的尊重或极度不尊重人权的方式发生。所以，整个供应链都有一个比围绕它的电动汽车更深的故事。在物理学或科学方面也是如此，挖掘它所消耗的能源使用，这也很重要。是的。总之，是的，我们偏离了聚变。但是的，它是美丽的。而且实际上非常重要，在……在这个背景下，因为我们这些在聚变和其他……颠覆性能源技术领域工作的人，我确实会思考……它将对社会意味着什么，拥有像这样的能源，它将是……它具有如此不同的特性，例如……免费无限的燃料。但它有技术上的影响。那么，这对地缘政治意味着什么？它对我们如何在社会中分配财富意味着什么？很难知道，但可能很深刻。我们得找另一个理由来发动战争，而不是为了资源。纵观我们的历史，我们在这方面做得相当不错。是的。所以，我们谈论了物理学的力，再次回到哲学，然后再谈论具体的技术细节。E=mc²。你提到了它有多么神奇，能量和质量是相同的。这对核聚变有什么意义？它与我们所做的一切都有关。能量和质量是等价的。我们通常的评论是，它们只是能量，只是以不同的形式。你能直观地理解吗？是的，但需要很长时间。我……通常，我教的是……新入学的核工程师的入门课程。所以，我们把这个方程写出来，然后我们用它来推导它，如何使用它等等，进行多次迭代。然后，通常在期末考试中，我会把所有之前用过的方程都翻过来。我基本上不是在想能量等于质量，而是质量等于能量。我用不同的方式提问。通常，大约一半的学生不理解。需要一段时间才能获得这种直觉。是的。所以，最终，有趣的是，这实际上是所有自由能源的来源。因为我们谈论的能量是动能，如果它可以从质量转化而来。所以，事实证明，即使我们使用 E=mc²，燃烧煤炭、燃烧天然气和燃烧木材实际上仍然是 E=mc²。问题是，你永远不会知道这一点，因为质量的相对变化非常小。顺便说一句，这又回到了聚变，即 E=mc²。那么，这意味着什么？它告诉你，当你改变质量时，在一个特定的反应中释放的能量量必须……因为 c² 是光速的平方，它是一个很大的数字。这是一个非常大的数字，而且在宇宙中到处都是恒定的。这是另一件奇怪的事情。在所有静止参考系中。而且相对论的东西变得更难理解，直到你真正理解它。所以，你来看它，它告诉你，质量的相对变化将告诉你释放的能量的相对量。这就是使聚变……你还问了聚变……这就是使它们如此非凡的原因。因为质量的相对变化非常大，与化学反应相比。事实上，它大约……大约是 1000 万倍。这就是你使用聚变的原因。因为这是自然的基本规律，你无法超越它。所以，无论你做什么，如果你在想……我为什么要关心这个？因为质量就像燃料。所以，这意味着收集制造燃料所需的资源，将其固定在一起，处理它，它可能产生的环境影响。聚变每次反应产生的能量是化学反应的 2000 万倍。这就是为什么我们认为它是最终的……对环境友好的能源，就是因为这个。所以，将质量视为一种能量储存是正确的吗？是的。你提到它对环境友好。所以，核聚变是一种能源。它便宜、清洁、安全。易于获取燃料，供应几乎无限。不产生温室气体。据称产生的放射性废物很少。你能详细说明一下为什么它便宜、清洁和安全吗？我先从最简单的开始，便宜。它还不便宜，因为它还没有实现商业规模。是的，是的。但我们稍后会谈论它。是的，我们稍后会谈论它。因为……这更便宜，或者更技术上准确的说法是，它在经济上很有吸引力，这实际上是目前聚变的主要挑战。但我们稍后可以回到这个问题。那么，你说的其他几个呢？所以，便宜。实际上，当我们谈论便宜时，我们想到的是渐近线。如果我们向前看……几百年。这是因为燃料资源的可用性。你有燃料。我们应该区分这两者。燃料已经很便宜了。基本上是免费的。你是什么意思，基本上免费？所以，如果我们使用聚变……燃料来源来为你的……我们只有聚变发电厂，我们这样做。每人每年的燃料成本是 10 美分。这就像免费一样。好的。这就是为什么在某些方面很难理解聚变，因为人们看到这个，然后说，“哦，如果燃料是免费的，这意味着能源来源是免费的。”因为我们习惯了这样的能源来源。所以，我们……我们花费资源去钻取天然气或石油，或者我们砍伐树木，或者我们寻找煤炭，或者这些东西。所以，聚变。这就是使聚变……而且它也不是像风能和太阳能那样的间歇性可再生能源。所以，这使得它难以理解。所以，就像你说的，燃料是免费的。为什么能源来源不是免费的？这是因为必须应用必要的技术来……基本上重新创造恒星中心发生的条件。事实上，宇宙中只有一个自然发生聚变能源的地方，那就是恒星的中心。所以，这会带来价格，取决于……技术的大小和复杂性。我们需要重新创造这些东西。我们将讨论双重技术的细节，以及哪些部分今天可能昂贵，哪些部分 200 年后可能昂贵。是的，它将是一场革命。我确信。所以，关于清洁。它本质上是……它基本上是将氢转化为……它转化为其……更重的氢形式。地球上最主要的，并转化为氦和其他一些产品。但主要是氦是留下的产品。所以，氦是惰性气体。你知道，事实上，我们的太阳最终会熄灭，因为它会产生太多的氦，它不会……它不会那样做。所以，从这个意义上说，它是清洁的，因为没有……没有直接来自燃料燃烧的碳或污染物排放。安全。我们谈论的是非常高的温度。是的。是的。所以，这也是反直觉的。所以，我告诉你温度，比如 5000 万度，或者实际上倾向于大约 1 亿度，这才是我们真正追求的。那么，1 亿度怎么会安全呢？它是安全的，因为它是……它比地球上的一切都热得多。地球上的一切都在大约 300 开尔文，你知道，大约几十摄氏度。这意味着，为了达到这种温度，你必须完全将其与地球环境隔离。它不能与地球上的任何东西接触。所以，这意味着我们……这是我刚才描述的技术。它基本上是……它将这种燃料……并将其与任何地球条件隔离，所以它不知道它在地球上。它没有接触任何……室温物体，包括容器的壁，甚至容器建筑物的壁，或容器设备，甚至空气，或任何东西。所以，这是……这一部分……使其安全。而且还有另一个方面。但这一基本部分使其如此安全。在……在主流方法中，聚变也很热，但……在……我们看到的发电厂中，粒子非常非常少。而且更正确的方式是说，每单位体积的粒子非常少。所以，在每立方厘米和每立方米等等。所以，我们可以做到这一点。所以，现在我们……虽然我们不认为空气真的有原子在我们周围漂浮，而且有密度。因为如果我挥挥手，我能感觉到空气推着我的脸。这意味着我们处于一种流体或气体中，它在我们周围，每立方米有一定数量的原子。所以，大约是……这实际上是 10 的 25 次方。这是一个……每立方米有 25 个零。所以，我们可以计算出……立方体……大约是这样的。这个桌子的体积。整个体积。好的，非常好。所以，像聚变一样，有几个。所以，像主流的聚变，我们正在麻省理工学院研究的，每单位体积的粒子会比这个少十万倍。所以，这非常有趣，因为它异常热，1 亿度，但它非常稀薄。从工程和安全角度来看，重要的是每单位体积储存的能量。这告诉你关于……场景。而这正是你担心的。因为当这些能量突然释放时，就像……后果会是什么？所以，后果基本上是零。因为这比煮沸水所含的能量还要少。因为低密度。因为低密度。所以，如果你拿水……它的密度大约是这个的 1 亿到 10 亿倍。所以，即使温度低得多，它实际上仍然……它含有更多的能量。所以，因为这个原因……你知道，我解释它的方式之一是，如果你想象一个发电厂，它为剑桥市供电。如果你……你不会直接这样做，但如果你这样做，它实际上会熄灭聚变，因为它会立即变得太冷。所以，这是另一个。另一个是它不会……而且因为它通过保持高温而不是链式反应来工作，所以它不会失控。这是另一部分。所以，顺便说一句，这与裂变非常不同。它不是一个会失控的过程。因为……它基本上是热力学稳定的。热力学稳定是什么意思？这意味着你想在优化温度下运行它。如果它偏离该温度，反应性就会降低。原因在于，很难保持反应性。这基本上是一场很难维持的火。而且它也不会失控。它不会失控。控制它的难度有多大？这取决于概念。但总的来说，这相当容易做到。最容易的是，它在物理上无法失控。因为另一部分是，任何时候都有非常非常少的燃料可供聚变。所以，这意味着它总是内在有限的。所以，即使设备的功耗增加，它也会立即燃烧殆尽。所以，你……只是为了另一个离题的离题。你是麻省理工学院等离子体科学聚变中心的负责人。我们会谈论……也许你可以提到中心历史的一些有趣方面，麻省理工学院的更广泛历史，科学和工程的更广泛历史，人类文明的历史。但也只是关于安全方面的联系。你知道……你如何防止……你正在设计的那些惊人的反应堆，你如何防止它们在过程中摧毁整个人类文明？安全协议是什么？聚变……很有趣，因为它不能直接武器化。我的意思是，你必须非常努力地创造这些条件，才能从聚变中获得能量增益。这意味着……当我们设计这些设备用于能源领域时，它们……你知道，虽然它们会……因为它们产生大量能量，而且里面会有热的东西。这意味着它们具有……工业危险的水平，这与……化学加工厂或任何东西非常相似。任何能源工厂都有这些。但核心技术……不能直接用于……以一种邪恶的方式，因为所释放的能量。它基本上会……如果你尝试这样做，通常它就会停止工作。所以，安全问题与常规事物有关，比如设备故障，设备熔化……所有这些事情。是的。这与聚变本身无关。我的意思是，通常我们担心的是可行性。因为最终，我们建造了相当复杂的物体来实现这些要求。所以，我们非常努力地……不损坏那些组件。但那些是……融合设备内部的东西。而且……你不会考虑……就像你说的，它会摧毁人类文明，因为能量的释放是内在有限的，因为聚变过程。所以，它并不意味着零。所以，你问了另一个特点，它是安全的。所以，它……过程本身是内在安全的。但因为它是一项复杂的技术，你仍然需要考虑安全方面的因素。它会立即产生电离辐射。所以，你必须处理这个问题。这意味着你需要屏蔽它。想想你的牙科 X 光片，或者癌症治疗等等。我们总是屏蔽自己。所以，我们获得了有益的效果，但我们最大限度地减少了有害影响。所以，也有这些方面。是的。所以，我们将回到麻省理工学院的等离子体科学聚变中心。但让我们先停留在……人类文明的毁灭……这让我们进入了核裂变的话题。那是什么？这是……核武器和当前核电站内部的过程。它依赖于相同的基本物理原理，但它是完全相反的。聚变意味着将事物聚集在一起，裂变意味着将事物分开。所以，裂变需要最重的元素，而不是最轻的，最不稳定的，而不是最稳定的。所以，这主要是铀或钚，主要是铀。所以，拿铀。所以，铀-235 是其中一种……这是最重的不稳定元素之一。发生的事情是，裂变是由……其中一个亚原子粒子，中子，它没有电荷，基本上足够接近它，然后……有效地触发了内部的不稳定。什么东西摇摇欲坠，处于不稳定的边缘，基本上将其分裂开。这就是裂变。裂变。所以，当这种情况发生时，因为产物是……大致分裂成两半，但甚至不是那样。实际上更复杂。它分裂成一整套较轻的元素和原子核。当这种情况发生时，静止质量……比原来的要小。所以，它实际上是一样的。所以，又是……这是强核力的重排。但那是能量的来源。所以，最终，就像……这是一张我们向大家展示的著名图表。基本上，它表明，周期表中的每一种元素，构成一切的物质，都有……你问了一个好问题，就像……我们应该把质量视为储存的能量吗？是的。所以，你可以绘制一张图，显示所有稳定元素中储存的相对能量，它们构成了……基本上是这个世界。在这个宇宙中。结果是，这个……在铁处有一个最大稳定性和储存量。所以，它在周期表的中间。因为这是从……你知道，它大致是这样。所以，这意味着，如果……如果你拿比铁重的物质，比如铀，它比那个重两倍以上，然后你把它分裂开。如果你以某种方式，只是神奇地，你只是把它分裂成它的组成部分，然后得到一些更轻的东西。因为移动到更稳定的能量状态，它会释放动能。这就是我们使用的能量。动能意味着物体的运动。所以，它实际上是一种你可以做些什么事情的能量。而聚变则在另一边。因为它也是朝着铁的方向移动，但它必须通过聚变在一起。所以，这导致了一些非常深刻的差异。正如我所说，它们在物理学或科学上有一些接近之处。但它们是字面上的相反。所以，聚变。为什么是这样？它实际上涉及到它的实际应用。那就是裂变可以在室温下发生。这是因为……有这个中子没有电荷。因此，它实际上是室温中子，触发了反应。所以，这意味着……为了建立……正在发生的事情，以及它如何工作，它是通过链式反应。你可以在室温下做到这一点。恩里科·费米在……芝加哥大学校园里做到了。第一次持续的……链式反应是在一个壁球场下面进行的，用大块的石墨。我的意思是，这仍然是……不要误会，这是一项了不起的人类成就。但那就是……然后你想到聚变。我必须建造某种装置，它将达到 1 亿度。哇，这是一个巨大的区别。另一个是关于链式反应。也就是说，裂变是通过……当裂变发生时，它实际上会产生自由中子。自由中子，特别是如果它们减速到室温，可以触发其他裂变反应，如果附近有其他铀或……。所以，这意味着它释放能量的方式是，你以非常小心的方式设置它，使得平均每次发生的反应……恰好释放足够的中子并减速，使它们触发另一个反应。恰好一个。这意味着，因为每次反应释放固定量的能量，你这样做，然后随着时间的推移，它看起来就像恒定的功率输出。这就是我们的裂变发电厂的工作方式。所以，链式反应的控制非常困难，而且非常重要。它非常重要。而且当你故意设计它，使其每次起始反应产生超过一个裂变反应时，它就会指数级增长。这就是……核武器。是的。那么，原子弹是如何工作的？氢弹是如何工作的？为朋友问的。是的，是的。所以，它的核心是……你很快地将足够多的……可以与室温中子发生裂变的材料聚集在一起。并且你足够快地将它们聚集在一起，以至于……这个过程可以基本上在数学上非常快速地增长。所以，这会释放大量的能量。这就是它工作的根本原因。所以，你听说过聚变武器。这是有趣的。它……但它就像……就像聚变能源一样。它的作用是……你正在使用聚变反应，但它只是……它增加了武器的增益，而不是……它不是纯粹的。它的核心仍然是裂变武器。你只是使用聚变反应作为一种……中间催化剂，基本上是为了从中获得更多的能量。但它不能直接用于……作为能源。这是否让你感到恐惧？再次，退后一步，从哲学的角度来看，人类能够利用物理学和工程学制造出如此强大的武器。我不会说恐惧。我的意思是，我们应该……这是……这是人类进步的……每次我们获得……你再次谈论……宇宙改变的那一天。当我们在能量来源方面获得新的进展时，这些都发生了巨大的变化。每次你获得……通常这意味着你获得了更强的能量。是的，那就是。所以，从燃烧木材到使用煤炭，再到使用汽油和石油，最后到使用……这是……它的效力和后果都会随之提升。就像你说的，聚变核聚变将如何改变世界。我认为，除非我们深入思考，否则我们将无法预料到一些我们可以创造的东西。会有很多惊人的东西，然后这些惊人的东西将使更多惊人的东西成为可能，而且，不幸的是，或者……取决于你的看法，更强大的武器。嗯，是的。但你看，聚变打破了这种趋势，方式如下。其中之一……聚变不是基于链式反应。没有链式反应。零。这意味着它在物理上不会失控。因为它……实际上，这就是为什么恒星……顺便说一句，我们已经知道了。这就是为什么恒星如此稳定，为什么大多数恒星和太阳如此稳定。是因为它们通过自身的温度和加热来调节。因为发生的事情不是……有一个概率会指数级增长。而是聚变释放的能量……基本上是保持火焰炽热。而这些往往是……当涉及到热力学和这些东西时。有一个原因，例如，保持恒定的温度，就像在烤箱里一样，很容易。聚变也是如此。所以，这实际上是我认为聚变打破了……打破了这种趋势的特征之一。那就是它……它比裂变具有更高的能量强度。在纸面上。但它实际上并没有……失控和……快速释放能量的后果。因为……物理系统就是不想那样做。是的。我们将不得不从别处寻找我们用来打第三次世界大战的武器。公平。那么，什么是等离子体？你可能还没有提到。你提到了离子和电子。那么，什么是等离子体？等离子体在核聚变中扮演什么角色？等离子体是物质的一种相或状态。所以，不幸的是，我们的学校……我不知道为什么。但所有……孩子们都学习三种物质状态。那么，这意味着什么？我们以水为例。所以，如果……如果它很冷，它是冰，处于固态。然后，如果你加热它，温度……通常决定相。虽然不只是温度。所以，你加热它，你得到液体。显然，它的物理性质发生了变化，因为你可以倒它等等。然后，如果你加热它足够多，它就会变成气体。而气体表现不同，因为……密度有一个非常突然的变化。实际上，发生的就是这个。所以，它的密度变化了大约一万倍。从液态到……变成蒸汽。大气压。一切都很好。除了问题是，如果你继续提高温度会发生什么。你不想给孩子们想法，他们会开始实验。他们会开始加热气体。无论如何，开始这样做是好的。所以，你……事实证明，一旦你超过……大约五千到一万摄氏度。然后你就进入了一种新的物质状态。实际上，所有高于这个温度的温度都是如此。所以，这意味着什么？它实际上改变了相。它是一种不同的物质状态。它之所以成为一种不同的物质状态，是因为它足够热，以至于……构成……记住费曼？一切都由这些……单个的东西构成，原子。但原子本身也可以……由原子核构成，包含带正电荷的粒子和中子，然后是电子，它们非常非常轻，质量比原子核小得多，并且围绕着……这就是构成原子的。所以，等离子体就是当你开始足够多地拉走那些电子，使它们脱离离子时发生的情况。所以，构成我们和所有这些水……的几乎所有原子。电子都处于紧密结合的状态。基本上，它们非常稳定。一旦你达到大约五千到一万度，你就会开始拉走电子。这意味着……现在介质的……其组成粒子大部分带有净电荷。那么，为什么这很重要？因为现在，这些粒子可以相互作用。通过它们的电荷。在某种意义上，它们……当它们在原子中时也是如此。但现在它们是自由粒子。这意味着它们开始……它从根本上改变了行为。它不像气体。它不像固体或液体。我的意思是，他……
就像等离子体一样，对吧？那么，为什么我们不谈论这个会令人失望呢？这是因为宇宙的99%处于等离子体状态，它们被称为恒星。事实上，我们自己的太阳，位于太阳的中心，显然是等离子体。但实际上，太阳的表面，大约5500摄氏度，也是等离子体，因为它足够热。事实上，你有时看到的那些来自太阳表面的令人惊叹的卫星照片，那些巨大的手臂状的东西，以及从太阳表面发出的光和太阳耀斑，那些都是等离子体。
那么，这种物质的强制状态与气体有什么不同呢？让我们来看看气体是如何工作的。气体的工作原理可以追溯到费曼的智慧，他说这是最重要的概念。固体、液体和气体的相之所以能工作，是因为原子之间相互作用的性质发生了变化。在气体中，你可以把它们想象成这个房间里的东西，虽然你看不见它们，但分子在飞来飞去，然后它们会以一定的频率相互碰撞。当它们相互碰撞时，它们会交换动量和能量。
所以，事实证明，它们的概率、距离和散射，以及它们所做的，是这些相互作用决定了气体如何表现。那么，你的意思是？嗯，举个例子，如果我取一个想象中的测试粒子，比如我在空气中喷洒一些有特定颜色的东西。事实上，你也可以在液体中做到这一点，比如它会如何逐渐从你身边扩散开来。这从根本上是由这些粒子碰撞的方式决定的，它们的概率、它们的速度以及它们前进的距离等等。
所以，这是爱因斯坦和别人在布朗运动开始时就弄清楚的。所有这些东西，都是在上个世纪初建立起来的。这真是一个伟大的启示，哇，这就是为什么物质会以这种方式表现。哇……嗯……但实际上，在液体和固体中也是如此。真正重要的是你与你最近的邻居如何互动。所以，你考虑一下，气体粒子基本上是在四处游荡，直到它们真的撞到一起，但它们并没有真正交换信息。在液体中也是一样，你们靠得很近，但你们可以四处移动。在固体中，你们真的像被卡在邻居旁边，你们不能移动。
等离子体在某种意义上是奇怪的，因为它们不是那样的。这是因为粒子带有电荷。这意味着它们可以在不真正靠近彼此的情况下相互排斥。这不是一个无限正确的陈述，我们一起去。它有点技术性，但基本上这意味着你可以开始在远处进行互动或信息交换。事实上，这就是等离子体的定义。它们有一个技术名称，叫做库仑碰撞。它只是意味着它是由带电粒子之间推挤的力决定的。
所以，等离子体的定义是：一种介质，其中集体行为主要由这种远距离碰撞主导。所以，你可以想象，这会给你带来一些奇怪的行为。我可以快速谈谈，比如，最违反直觉的一个是，等离子体越热，温度越高，碰撞发生的频率就越低。这就像，什么？这没有意义。当粒子速度更快时，你认为它们会更频繁地碰撞。但因为粒子是通过它们的电场相互作用的，当它们速度更快时，它们在彼此的影响场中的时间就更少，所以从能量和动量交换的角度来看，它们之间的交流就更少。这只是等离子体中一个违反直觉的方面，这可能与核聚变非常相关。
是的，没错。所以，如果我能试着总结一下核聚变反应堆应该做什么。你有几个元素，通常是氘和氚，它们是氢的重形式。你有它们，然后你开始加热它。然后当你开始加热它时，我忘了你说的温度，大约一亿度？不，首先，它会变成……首先它会变成……哦，首先它会变成等离子体。所以它是一种气体，然后在大约一万度时变成等离子体。然后，你有一堆电子和离子在飞来飞去。然后你继续加热它。我猜当你加热它时，离子碰撞的频率越来越低。是的，除了……哦，天哪，那不好玩。所以你必须继续加热它，这样碰撞的概率就会变得相当高。而且，我抱歉打断你，你还必须阻止它们撞到反应堆的壁上。
这正是你问的关于聚变要求的定义。最著名的一个，或者在某种意义上最直观的一个，是温度。原因在于，你可以制造出许多许多没有聚变发生的等离子体。原因在于，平均……我的意思是，你可以制造出大约一万度的等离子体。事实上，如果你过来，顺便说一句，你随时可以来我们的实验室，在PSFC，我可以给你演示一个你可以用肉眼看到的等离子体。它大约一万度，你可以把手放在旁边，所有这些，而且什么都没有，没有任何聚变发生。所以，等离子体的温度大约是一万度，你可以把手伸进去？嗯，你不能把手伸进去，但有一个玻璃管，你可以看到它。是的，是的。你可以把手放在玻璃管上，因为它是……它是紫色的吗？是的，它是紫色的。是的，它确实有点漂亮。
等离子体有时确实相当惊人，它们的美丽。顺便说一句，最令人惊叹的等离子体形式之一是闪电，它是地球上存在的一种瞬时等离子体，但它会立即消失，因为周围的一切都处于室温。所以，这里有不同的要求。制造等离子体大约需要这个，但在一万度，即使在一百万度，聚变反应发生的概率也几乎为零。这是因为，虽然带电粒子可以相互碰撞，但如果你回到这一切的开端，还记得我说过吗？哦，这些带电粒子必须到达像原子核那么小的距离，因为强大的核力。但遗憾的是，当粒子靠得更近时，来自电荷的排斥力，库仑力，会随着距离的平方反比而增加。我不知道。所以，当它们靠得更近时，它们会越来越用力地推开。
然后，这变得有点更奇特了，你可能会喜欢，事实证明，人们理解了这一点。在卢瑟福发现原子核之后，人们就明白了。哦，是的，我当时想，我们将如何……这会如何运作？因为你怎么能让任何东西进入这些距离？它需要非凡的能量。它确实需要。事实上，当你看到这些能量时，它们非常非常高。但事实证明，量子物理学来拯救了我们。因为粒子不仅仅是粒子，它们也是波。这就是量子学的重点，对吧？你可以把它们既看作波，也看作粒子。事实证明，如果它们靠得足够近，粒子就会通过一个叫做量子隧穿效应的能量势垒。这实际上是波的转置，所以它有有限的概率。
顺便说一句，你谈论过，你是否很难概念化这些？这是其中之一。是的，这就像把一个乒乓球扔向一张纸，然后每……你知道，一百个乒乓球就神奇地出现在纸的另一边，而纸似乎没有破裂。我是说，用一个物理类比来说。是的，这种现象对于核聚变的运作至关重要。所有类型的聚变。所以，这就是恒星能够运作的原因。恒星必须更热才能做到。事实上，如果没有这种效应，它们是否会点燃还不清楚。所以，我们来谈谈这个。所以，这就是为什么还有另一个要求。它不是……你必须制造一个等离子体，但你还必须让它非常热，这样反应才有显著的概率真正发生聚变。而且，对于较低的温度，它实际上几乎为零。
所以，有一些很好的方程，是的，可以让你达到五千万度，或者……是的，或者你说的实际上一亿度。所以，这是一个非常简单的方程。它基本上是理想气体定律。所以，最终，你在这个等离子体状态下有一定数量的这些聚变粒子。它们处于等离子体状态，有一定数量的粒子。如果约束是完美的，如果你投入一定量的能量，那么基本上最终它们的温度就会升高，它们就会升高到高温。顺便说一句，这只需要非常非常少的能量。你会说，什么？这就像，我要把东西加热到一亿度，这需要我见过的最大的喷枪。不，原因在于，这回到了能量含量。所以，是的，你必须……你必须让它达到高平均能量，但粒子非常非常少。这是低密度。反应堆中的低密度。所以，你做到这一点的方法主要是，这在所有类型的聚变中都不是完全正确的，但在我们主要研究的磁聚变中，这一切都发生在高度真空的环境中。所以，这就像发生在太空一样。所以，基本上你已经消除了所有其他粒子，只剩下这些特殊的粒子。一次一个……不，实际上更简单。你连接一个气体阀门，然后你以一种受控的方式将气体泄漏进去。是的，是的。
嗯，这很美。气瓶。你怎么让它不撞到墙壁上？所以，现在你触及了其他必要的要求。所以，事实证明，需要的不仅仅是温度。你还必须约束它。那么，这意味着什么？约束它？有两种约束，正如你提到的。你提到了磁约束，还有另一种叫做惯性约束。但总的原则实际上与你使用的技术无关。这是因为，回到要求是高温和热含量。这就像在建造一个火人。这意味着，当你释放能量到这个燃料中，或者加热它时，如果它立即泄漏出去，它就永远无法变热，对吧？你熟悉这一点。就像你有一个东西，你正在试图加热它，但你只是在快速地丢弃热量。这就是为什么我们要给房屋和其他东西保温的原因。就像你不想让进入这个房间的热量立即离开，因为你只会消耗无限的热量来试图保持它热。
所以，最终，这是要求之一。它实际上有一个名字，我们称之为能量约束时间。这意味着，如果你向这个燃料释放一定量的能量，它需要多长时间才能……你看表，需要多长时间才能让能量离开系统？你可以想象，在这个房间里，这些加热器正在向房间里的空气输入能量。你等了一天。但所有的热量都到外面去了。如果我打开窗户……哦，那里，那是能量约束时间。好的。所以，这是同一个概念。所以，这是一个重要的要求。所有聚变都必须有约束。还有一个更晦涩的原因是，人们常常混淆温度和能量。我的意思是，这是字面上的温度。这意味着它是一个系统，其中所有粒子，每个粒子都有高动能，并且实际上处于完全放松的状态，即熵已最大化。它变得有点技术性，但这意味着基本上它是一个热系统。就像这个房间里的空气，就像水，就像这些水都有温度，这意味着这些能量有一个分布，因为粒子碰撞得如此之多。所以，我们区分了拥有高能粒子，就像我们在粒子加速器，比如CERN等地方拥有的那样。它们是高动能的，但不是温度。所以，它实际上不计入约束。
所以，我们来看所有这些。你有温度……然后另一个要求并不令人惊讶的是，燃料的密度必须足够，但又不能太多。是的。所以，最终，它的一个花哨的名字叫做劳森判据，因为它是由英国科学家在1956年或1957年左右制定的。这基本上是认识到，无论采用哪种约束方法，这都是它所需要的。这基本上是功率平衡。它只是说，有一部分热量进来，这来自于聚变反应本身，因为聚变反应加热了燃料，与你损失的速度相比。它基本上由这三个参数总结，它们相当简单。所以，温度。然后我们说一亿度是因为，对于这种氘氚聚变，密度和约束时间的乘积的最小值大约在一亿度。所以，你几乎总是围绕这个最小值来设计你的设备，然后你试图把它很好地约束起来，你试图获得足够的密度。
所以，那个温度听起来很疯狂，对吧？这就是我们在实验室里实际达到的。就像我们MIT的实验，在最佳配置下运行时，温度是一亿度。但实际上，密度和约束时间的乘积并不足够，我们并没有达到高净能量增益的程度，但它正在产生聚变反应。所以，这就是你经历的顺序。制造等离子体，然后让它足够热。当你让它足够热时，聚变反应就开始发生。它们发生得如此之快，以至于它克服了热量泄漏到外部世界的速率。在某个时候，它就像恒星一样，像太阳一样。我们自己的太阳和恒星没有任何东西插进去。它只是通过自己的聚变反应来保持高温。最终，这非常接近聚变发电厂的样子。
它看起来是什么样的？它看起来像……就像你说的，紫色的等离子体吗？你知道的。是的，实际上，它是肉眼看不见的，因为它太热了，以至于它基本上在我们无法探测到的频率范围内发光。它实际上是看不见的。事实上，光线会穿过它。可见光很容易穿过它。所以，如果你看它，你会看到……在我们自己的特定配置中，我们最终制造的是一个甜甜圈形的……它是一个真空容器，以防止空气进入。当你打开等离子体时，它变得如此热，以至于大部分都消失在可见光谱中，你什么也看不见。而且，有非常非常冷的等离子体，温度在1万到10万度之间，它在最外围。所以，非常冷的等离子体可以与……它最终必须与某些东西相互作用，在真空容器的边界。这会在它周围形成一个光晕，它发出美丽的紫色光。基本上，这就是……这就是我们在人类光谱中能感知到的。
我记得在Reddit上一个叫做“淋浴想法”的板块读到过，人们应该去看看。这只是你在淋浴时突然产生的迷人的哲学想法。其中一个想法是，幸运的是，火燃烧时会通过可见光来传达它的热量，否则人类就完蛋了。我不知道这是否有深刻的真理，但无论如何，我在淋浴想法板块找到了它。
实际上，我确实有……这有点跑题了。你说得对。这实际上很有趣，因为你知道，作为一个科学家，你也会考虑进化功能，以及我们是如何……为什么我们会有我们拥有的感官？这是一个有趣的问题，对吧？为什么蜜蜂能看到紫外线而我们不能？然后你会想，嗯，这是自然选择。出于某种原因，这对我们来说并不特别重要，对吧？为什么我们不能看到红外线，而其他东西可以？这就像……因为那些能看到的人……这是一个有趣的问题，对吧？显然，你有一些优势，而那里没有。甚至颜色区分，对吧？某样东西是安全的，不是安全的，不管是什么。
我实际上回到了这一点，因为这是我教我的所有学生的东西，当我教电离辐射和放射安全时。无论你说什么，当人们听到辐射这个词时，都会有一种文化上的担忧。它意味着什么？它字面上的意思就是光。但它是光谱不同部分的光。所以，除了我们在这里能看到的可见光之外，我们还被淹没在几乎全部的电磁光谱中。有可见光，有红外光，有微波在周围，这就是我们的手机工作的方式。你无法……它远远超出了我们的探测能力。但还有更高能量的，与紫外线有关，你如何晒伤。甚至X射线和类似的东西，在小剂量下，不断地……来自这个酒店墙壁的混凝土，X射线不断地照射到我们的身体上。我可以带出来……我们可以去MIT的实验室，带出一个探测器，向你展示每个房间都会有……我们身体周围有……你是指10的28次方个原子吗？是的，10的28次方个原子。它们正在进来，并与那些东西相互作用。特别是那些光子平均能量较高的光子，那些是可能对人类健康产生影响的。
所以，我们……很有趣。人类和所有动物都在地球上进化，我们一直被它包围着。总是有自然辐射源。然而，我们却零能力去探测它。零。而且我们认知能力过滤掉所有这些，并且不会……如果我们能看到所有这些，它就不会真正压倒我们。但我主要观点是，这回到了你关于火和自我保护的事情。如果电离辐射是地球生物健康的关键方面，我们几乎肯定会进化出探测它的方法。而我们没有。是的，我们周围的物理世界。
你让我大开眼界，丹尼斯·怀特博士。好的。所以，你在磁约束方面有经验。你在惯性约束方面也有经验。你大部分工作都在磁约束方面，但让我们……谈谈那个性感的最近的事情，一段时间以来，新闻中出现了一个突破。激光驱动的惯性约束被DOE的国家点火装置在劳伦斯利弗莫尔国家实验室使用。你能解释一下去年12月发生的这个突破吗？
是的，这回到了我之前谈到的关于获得高能量增益的标准。所以，最终，我们追求的是聚变……我们以某种方式组装等离子体燃料，我们提供了一定量的初始能量。想象一下点燃火。你想得到的是，由于聚变正在产生更多的能量，所以你获得了显著的过剩增益。这就像……我们想要一个火柴，一个小火柴点燃一堆火，然后火保持我们的高温。这很像那样。
所以，正如我所说，我们已经制造了许多……我说的“我们”是指聚变界，已经通过各种不同的约束方法……关键部分是，我们以前从未跨越过的门槛是，如果你只考虑等离子体燃料，而不是整个工程系统，只考虑等离子体燃料本身，我们还没有达到……基本上，火柴的大小小于我们从聚变中获得的能量。
有没有一个好词来形容输出大于输入的时候？是的，是的，有。嗯，有几个特殊的定义。其中一个就是，如果你……就像在火里，你点燃一根火柴，然后你把它放在那里，它与你从火中获得的能量相比是微不足道的。我们称之为点火，这很有意义，对吧？就像我们自己的太阳一样。所以，从这个意义上说，那也不是点火。所以，我们称之为科学的……我刚才谈到的那个，就是……在某些情况下，当我获得足够的聚变能量释放，与火柴的大小相比。我们称之为科学的……能量增益。能量增益。是的。
所以，技术术语是Q。大写Q。人们实际上使用Q。我们实际上使用大写Q，或者有时称为Q是……Qp，还是什么的？好的，好的。所以，这意味着什么？它意味着它在等离子体中。我们只考虑能量平衡或来自等离子体本身的增益。我们不考虑周围提供约束等的那些技术。
那么，为什么如此兴奋呢？嗯，原因之一是，这是一个相当……这是一个相当简单的门槛，可以理解你从聚变中获得的能量比从……你知道，从起始火柴中获得的能量要多。你的意思是……实际上是简单的？它是概念上简单的，你跨越了一个……每个人都理解……当你小于一的时候，这比跨越一要有趣得多，因为这是一个非常大的……你开始快速获得。但它确实是一个科学门槛，因为Qp实际上……它表示等离子体中发生的自热的相对量。我的意思是，最终，在这些系统中……你想要的是……保持燃料高温的加热的相对量主要来自聚变反应本身。所以，这就像在想，篝火比用喷灯烤湿木头更有趣，对吧？有很多动力，它更自我演化等等。
而我们作为科学家感到兴奋的是，很明显，在那个实验中，他们确实达到了……聚变反应本身正在改变等离子体的状态。我当时想，哇。我以前在磁约束中也见过，在相对小的程度上。但显然，在这个实验中，它很可能是……主要由自热主导。这是一个非常重要的……这是一个非常有趣的……这使得它成为一种自持的……它更自持，它更……在某种意义上是自我参照的系统。它以某种方式自我演化。再次，不是说它会演化到危险的状态，只是我们想看看当聚变是主要的加热源时会发生什么。
我们将对此进行讨论。所以，还有另一个要素，那就是惯性约束。激光驱动的惯性约束有点……另一个……嗯，所以，大部分核聚变界都专注于磁约束。你能解释一下激光驱动的惯性约束是如何工作的吗？
它说，192束激光对准了一个比硬币还小的氘氚（DT）靶。是的，这就像……实际上，是的，好的。嗯，你知道，这取决于……不是所有的硬币都一样。但这就像从投手丘上投出一个完美的棒球，距离本垒板350英里。这是美国能源部写的。
所以，你能解释一下……激光是什么？实际上发生了什么？
是的，实际上，这通常会引起混乱。所以，在这种形式下……燃料是以离散的……聚变燃料，氘和氚，是以离散的球形形式提供的。更像是一个BB弹。我们称之为BB弹。所以，这是一个小的。你将要燃烧的所有燃料都在那里。它大约是那么大。那么，你怎么……它实际上是……在绝对零度以上20度，因为氘和氚是以液体、固体状态保存的。所以，燃料不是以气体形式注入，而是以固体形式注入。而且，这些是特殊的实验，它们大约每天可以引入一个这样的靶。因为它是非常……它是非常……这是一种令人惊叹的技术。我知道一些在那里工作的人……他们实际上是用BB弹大小的冷冻燃料制成的。它实际上是低温的。而且它们几乎是光滑到原子级别。我的意思是，它们是令人惊叹的技术。
所以，你最终要做的是……想象一下，你有一个球形的燃料组件，就像一个球。激光的目的是什么？激光的目的是提供光学能量到它的最外层。然后会发生什么？能量被吸收，因为它……它处于固态。所以，它被吸收在表面。然后会发生什么？当它被吸收在所谓的烧蚀层中时……那是什么意思？这意味着它会立即从固态变成气态。它就像一个火箭发动机。但你以非常均匀的方式击打它。所以，有像火箭一样的发动机从这个表面喷射出来。想象一下，就像一颗小行星，上面有火箭喷射出来。所有这些……那会做什么？火箭做什么？它实际上是推挤的，根据牛顿定律，对吧？它推挤另一边的东西，反作用力。它把它推进去。所以，它所做的就是……激光实际上不会加热。这就是让人们感到困惑的地方。他们认为激光……哦，我们要把它加热到一亿度。事实上，你想要的是完全相反的。你想要的是……基本上有一个火箭像这样出去。然后会发生什么？这个球体……这发生在一秒钟的十亿分之一秒或更短的时间内。实际上，如此迅速地……那个力……所以，如此迅速地压缩燃料，以至于会发生什么？你正在挤压它。你……你知道，那是什么？CBB？糟了。实际上，我应该从篮球开始。篮球从……就像一个篮球，变成这样。然后在十亿分之一秒内。
当这种情况发生时，我的意思是，你在脑海中放大它。当这种情况发生时，这几乎来自于经典物理学。所以，也有一些量子效应。但基本上，如果你能做到……如此均匀地，并且所谓的绝热地……你实际上并没有加热燃料。会发生什么？你得到绝热压缩，以至于这个东西的中心突然温度飙升，因为它……它实际上发生得如此之快。
为什么它被称为惯性聚变？因为它发生得如此之快，以至于热燃料的惯性……基本上仍然是有限的。所以，在聚变发生之前，它无法……它无法将自己推开。哦，哇。
那么，你怎么做到如此之快？这就是为什么你使用激光，因为你在非常非常短的时间内施加能量，比如不到十亿分之一秒。所以，基本上，那个……然后来自这个的力，来自于激光的能量，基本上是火箭作用，它进行压缩，这是向内的力。是……是增加温度吗？不，指数级。你想保持燃料寒冷。然后……然后只是，理想情况下，压缩它。然后在那个压缩球体的中心，因为你压缩得如此之快，物理定律基本上要求它升高温度。
所以，这种效应就像……如果你知道……绝热冷却，我们相当熟悉。如果你拿一个喷雾罐，按下按钮，当它快速膨胀时，它会变冷。这是我们实际使用的许多冷却技术。嗯，反之亦然。如果你把所有这些粒子都挤压在一起，它们就会变热。这就是发生的事情。然后，你基本上有一个非常寒冷的压缩聚变燃料。在这个中心，它达到了一亿摄氏度。
所以，如果它达到了一亿摄氏度，聚变燃料就开始燃烧。当聚变燃料开始燃烧时，它会加热周围的冷燃料。它基本上传播得如此之快，以至于你理想情况下会做的是……你实际上会燃烧掉颗粒中的大部分燃料。所以，这非常令人兴奋，因为他们所做的就是……很明显，他们传播了这一点。他们得到了这个所谓的“热点”。事实上，这种加热可以传播到燃料中。这就是惯性聚变的科学原理。
所以，反应堆的想法是基于这种惯性……惯性约束。你每秒会有一个新的BB弹……大约每秒十次，或者类似的东西。然后有一些……是的。所以，有一个令人难以置信的装置，你暗示过，它必须创造一个BB弹。所以，你必须非常快速地制造BB弹。有关于此的报道。但是……这意味着什么？你知道，起点是……你能做到吗？所以，这是一个科学成就，主要是因为……其余的只是工程。不，不，其余的都是极其复杂的工程。事实上，仍然有物理障碍需要克服。
所以，这来自哪里？它实际上是因为，如果你想把它变成能源……它的增益大约是1.5。也就是说，聚变能量大约是……激光输入能量的1.5倍。这是一个相当重要的门槛。然而，从我刚才告诉你的科学来看，有两个基本的效率……它们真的来自于物理学。一个是流体动力学效率。我的意思是，它是一个火箭。它有一个基本……固有的效率，大约是10%。所以，这意味着……你对系统做功的能力仅限于此。然后是激光系统本身的效率。如果它们的墙插效率是10%，你就做得非常出色了。事实上，实验中使用的激光的墙插效率大约是1%左右。
所以，当你把所有这些都考虑进去时，一个聚变发电厂的大约……你订购它的地方是增益为100，而不是1.5。所以，你仍然……而且，希望我们能看到实验不断攀升到更高的增益。但整个聚变发电厂是完全不同的事情。所以，它不是每天一个BB弹和一个激光脉冲。它是每秒十次，或者五到十次，就像那样。所以，你正在那里做。然后……然后是其他方面。所以，制造靶材，输送它们，能够反复地让它们燃烧。然后，我们还没有谈论……你如何从中提取聚变能量？这主要是因为这些东西基本上是微型的……内爆正在发生。所以，能量出来到外部的某种介质，你必须弄清楚如何从中提取能量。如何将其转化为电能？
所以，最终，你基本上必须将其转化为热量。所以，大部分……你最终……聚变产生的大部分是……聚变反应产生的非常高能的粒子。所以，你必须以某种方式减慢它们的速度，然后从中产生热量。所以，基本上，将粒子的动能转化为加热外部的某种工程材料。从物理学角度来看，这是一个已解决的问题。但从工程学角度来看，它仍然……它仍然……是的。
物理学。我可以画出……我可以向你展示所有关于它如何减速并转化为热量的方程。然后，这些热量意味着什么。你可以写出……理想的热力循环，比如卡诺循环。所以，物理学……是的，很棒。工程集成是另一回事。
最后一个例子，也许谈谈自然磁约束……但首先我们会谈谈磁约束。但是，让我们先停留在突破上。你知道，有令人兴奋的事情是好的。但在深刻的人类意义上，科学和工程领域没有竞争。嗯，就像你说的，我们首先是……我们是一个整体的人类。你谈论这个，这是一群国家在合作。这真的很令人兴奋。有一个广泛的核聚变界，但也有MIT，有颜色和标志，这很令人兴奋。而且，你……你有朋友和同事在这里，他们非常努力地工作，做了一些令人难以置信的事情。看到别人取得突破，使用不同的技术，这令人兴奋吗？竞争的火焰……是否……所有这些？我的意思是，点火……你知道，我……所以，你知道，为了……挥舞一下旗帜。所以，MIT在这个成就中扮演了核心角色。
有趣的是，我想说它展示了我们两个最好的特质。其中之一是……你怎么知道发生了这种情况？这个测量？一种方法是，如果我告诉你，在DT聚变中，实际产生的产物是氦，我称之为阿尔法，但它是氦……和一个自由中子，对吧？中子包含聚变释放的能量的80%。而且，因为它缺乏电荷，它基本上会逃逸并飞出去。所以，这最终是我们所使用的，大部分聚变能量将是。但是……我的同事，我在等离子体科学聚变中心的科学同事建造了非凡的测量工具，能够看到……不仅是中子的数量，而且它们的确切能量。通过观察那个配置，它揭示了巨大的……我不会……我不会抢他们的风头，因为他们需要发表论文。但它揭示了关于我刚才描述的那个过程的巨大科学信息。
所以，令人兴奋。我的意思是，我……那里有……我的同事在那里工作了30年。为了那一刻，当然你为他们感到兴奋。我的意思是，有……很难向没有经历过的人描述。这几乎就像……成为科学家是会上瘾的，当你处于任何研究的最前沿时。当你看到……真正的发现，而你正在看着它。特别是当你……是你自己做的。然后你说，没有人见过或理解过这个。这很令人兴奋，对吧？所以，即使是间接的，它也令人难以置信地令人兴奋。这不是……我不知道，是竞争还是嫉妒。我可以告诉你，聚变真的很困难。所以，任何能推动进步的事情都是好事。但我们也必须现实地看待它意味着什么……制造一个聚变能源系统。但是，这很有趣。这些仍然是早期步骤。你也许可以说，是早期的飞跃。
所以，让我们谈谈磁约束。它是如何工作的？托卡马克呢？是的，它是如何工作的？
所以，回到那个。所以，为什么惯性约束的工作原理与恒星的工作原理相同。所以，恒星中的约束机制是什么？是引力。因为它是……它是……它是……它的大小相当于太阳的自身惯性，基本上推挤……字面上是引力向中心的力。所以，中心非常非常热，2000万度。而在太阳外面，基本上是零，因为那是太空的真空。它怎么做到的？它是通过……通过……为什么它不会泄漏所有的热量？它不会泄漏热量，因为它被……它无法逃脱，因为它自身的引力。所以，这就是为什么聚变发生在恒星的中心。就像我们认为太阳表面很热，那是恒星最冷的部分。
所以，如果我们的太阳……大约是5500度。顺便说一句，美丽的对称性。所以，我们怎么知道这一切？因为我们当然无法直接看到太阳的内部。通过了解太阳表面的体积和温度，你就确切地知道它输出多少能量。通过这个，你就知道这是来自……太阳中间正在以完全相同的速率发生的聚变反应。
作为一个小的离题，建造一个像太阳一样的惯性约束系统是否可能？建造一个太阳是否可能？当然可能制造一个太阳，甚至有恒星。但在地球上是不可能的，因为简单地说，引力非常弱。所以，需要像恒星一样大的东西才能在中心发生聚变。
我不是在地球上说的。我是说，如果你要建造第二个太阳，你怎么做？你不能。周围没有足够的氢。是的，限制因素是……只是氢。我的意思是，组装它的力量和能量是难以想象的。
好吧，所以，我们将继续。是的，待续。
所以，我们用什么来做呢？所以，在我刚才描述的那个中，就像你说的。所以，你必须用某种更强的力量来取代它。所以，我刚才说的，它比那更强。所以，当我谈到激光聚变时，这是来自……巨大的力量，与引力相比。就像……从火箭作用，把它推到一起。
所以在磁约束中，我们使用另一种自然力，那就是电磁力。它非常……它比引力强很多倍。这里最重要的力是，如果你有一个带电粒子，也就是说，它有一个净电荷的粒子，并且它靠近磁场，那么就会有一个作用在那个粒子上的力。所以，对于那些记录的人来说，这就是洛伦兹力。所以，这就是我们用来取代物理约束的力。
所以，这再次让人困惑。你怎么能把一亿度的东西保持住？在物理容器中是不可能的。这不像……你知道，不像这个塑料瓶装着液体，或者气体室。你所做的是……你将燃料浸入一个磁场中，它基本上在远处施加一个力。这又回到了……为什么等离子体如此奇怪。这里也是一样。如果它浸入这个磁场中，你实际上并没有物理上接触它，但你对它施加了一个力。所以，这就是磁约束的固有特征。
然后，磁约束装置，比如托卡马克，基本上是利用了磁约束的特点。它有几个特点。一个是，磁场的强度越强，力就越大。原因在于，如果你增加磁场的强度，这意味着约束……因为，你对抗它的力更有效。另一个特点是，没有力。所以，对于那些磁场，这些东西是什么？它们也是看不见的。但你知道，如果你想一想永磁体，或者你冰箱上的磁铁，有我们实际上指定为箭头的场线，它们在周围。你有时在学校里会看到，当你有……铁粉放在一个东西上，你看到磁场线的方向。或者当你使用指南针时，对吧？那是在告诉我们……因为我们生活在地球产生的磁场中，它的强度非常低，但它足够强，我们可以看到方向。
所以这就是磁场指向的箭头，它总是指向北方。对我们来说，这种力一个有趣的特点是，沿着磁场方向没有力，只有垂直于磁场方向的力。顺便说一下，这在等离子体物理学的另一个完整学科中是一个大问题，就像我们近地大气层的研究一样，所以对北极光的研究，近地大气层中发生的事情，当太阳耀斑撞击磁场时会发生什么。事实上，还记得我说过聚变是宇宙中生命存在的原因吗？你也可以说磁约束也是如此，因为从银河系和我们自己的恒星发射出来的带电粒子对地球来说会非常非常有害。所以我们有两层保护，一层是大气层本身，另一层是环绕地球的磁场，它基本上捕获了这些带电粒子，所以它们无法逃逸。这都是一样的，都是一样的，都是一样的道理。
你如何制造一个强大的磁场？是的，用一个巨大的磁铁，巨大的磁铁，是的。所以这基本上是真正的工程学，本质上，制造磁铁有两种方法。其中一种是我们熟悉的，比如冰箱磁铁等等，这些是所谓的永磁体。这意味着在这些磁体中，原子以一种特殊的方式排列，产生电子，基本上以一种特殊的方式排列，产生一个由材料决定的永磁场。所以那些，那些有一个根本的限制，就是它们能有多强，而且它们也倾向于有这种像这样的圆形形状，所以我们不使用，我们通常不使用那些。
所以我们使用的是所谓的电磁铁，这是什么呢？就像，嗯，另一种制造磁场的方法，也可以回到你小学物理或科学课上学到的，就是你拿一根钉子，用铜线缠绕它，然后连接到电池上，它就能吸起铁屑。这是最简单的电磁铁。它是什么呢？它是一种电流，以一种模式绕来绕去，而这会通过电磁学定律产生一个穿过它的磁场。所以这就是电，这就是我们如何在这些配置中制造磁场的方法，关键在于它不受材料磁性特性的限制，磁场强度是由这个东西的几何形状和你通过的电流大小决定的，你通过的电流越多，你得到的磁场就越强。
人们可能看到的最接近的例子是我最喜欢的一个小品，实际上是YouTube上的Super Dave Osborne。这可能又是几年前的一个节目，叫做《怪异的Super Dave Osborne》，他是一个伟大的喜剧演员，一个特技演员，他的一个把戏是，他坐进一辆车，然后垃圾场里的一个东西下来，你知道，把车吊起来，然后放进压碎机里。这是他的特技，反正挺搞笑的。嗯，但是那个把他吊起来的东西，它是怎么工作的呢？那实际上不是永磁体，它是一个电磁铁，所以你可以通过开关电源来打开和关闭磁场。这意味着你可以把它吊起来，然后当你关掉它时，磁场就消失了，车就掉了下来。好的，所以它就是这个样子。
谈到巨型磁铁，麻省理工学院和联邦聚变系统（CFS）建造了一个非常大的高温超导电磁铁，其场强达到了20特斯拉，这是地球上迄今为止创造的同类磁场中最强大的。因为我喜欢这种东西，你能告诉我关于这个磁铁的事情吗？是的，当然。哦，这很有趣，是的，有很多东西要分析。所以也许，嗯，我们，我们已经解释了电磁铁，通常你所做的就是你通入电流，并迫使它遵循某种模式，通常是像一个圆形模式，绕来绕去，绕来绕去，它绕的次数越多，电流越大，它绕的次数越多，你制造的磁场就越强，好的。正如我指出的，这在磁约束中非常重要，因为它是那个磁铁产生的力，事实上，从技术上讲，它就像磁场的平方，因为它是一种实际上施加在等离子体上的压力，以使其保持约束。
嗯，只是为了让我们知道，对于磁约束，磁铁的几何形状通常是什么？我们，几何形状，是的。所以几何形状通常是，你想要产生一个磁场，它会自身闭合，而这样做的原因归结于我描述的力的性质，那就是沿着磁场方向没有约束或力。所以这里有一个磁场，事实上，从技术上或图形上讲，它所做的是，当等离子体在这里，这里有等离子体粒子，有一个磁场，它所做的是，由于这个洛伦兹力，它迫使所有这些带电粒子围绕磁场做圆周运动，它们像这样绕着转，但它们沿着磁力线自由流动。所以这就是约束的性质，如果你能让那个圆圈越来越小，它就会离地球温度材料更远，这就是为什么约束会变得更好。但问题是，因为它沿着自由流动，所以我们只有一个长长的直线磁场，好的，它会像真的很快地从两端泄漏出去。所以你消除了两端，所以你基本上把它绕回来。所以这些东西通常看起来像甜甜圈形状，或者更专业地说，是环形形状，但就是甜甜圈形状的，嗯，这些磁场集合自身闭合的东西。而且，由于一些更复杂的原因，基本上它也会扭曲，它也会在这个方向上缓慢地扭曲。所以它就是这个样子，等离子体就是这个样子，因为燃料就是这个样子。
所以这意味着，嗯，电磁铁的配置方式是，它能产生围绕它的所需磁场。所以它们必须精确到什么程度？你可能昨天听了我和一些同事的谈话。所以实际上，这取决于配置，嗯，关于你如何做，等离子体的配置，电磁铁的配置，以及你如何实现这个要求。嗯，它，它相当精确，但不必特别是在像托卡马克这样的东西中。我们所做的是，我们生产平面线圈，这意味着它们是平的，我们这样放置它们。所以如果你想象一个像这样的圆圈，如果你通入电流，它会产生什么？它会产生一个像这样穿过圆圈的磁场。所以如果你像这样排列很多个，这个，这个，这个，这个，网上有图片你可以去看，你不断地把这些排列成一个圆圈，这会迫使磁力线基本上像这样不断地绕着转。所以你倾向于对齐，那个倾向于，嗯，它需要良好的约束或良好的对齐，它不像疯狂的对齐，因为你实际上是在利用情况的对称性来帮助它。
还有另一种这种磁约束的磁场配置，叫做仿星器，这些名字我们是出于历史原因而得的，它不同于托卡马克，它不同于实际上基于相同物理原理的托卡马克，也就是说，最终它产生一个等离子体，在磁场中循环，磁场也自身闭合。但在这种情况下，基本上，约束磁场的整体是由外部三维磁铁产生的，所以它们是扭曲的，嗯，结果证明它们的精度更严格，是的。那么，目前托卡马克在研发方面是否比仿星器更受欢迎呢？托卡马克概念是迄今为止在性能广度和，嗯，以及考虑如何将其应用于聚变能源系统方面最成熟的。
在这段历史中，事实上你问过，如果我们回到柏拉图科学输注中心的历史，聚变的历史是，科学家们在1950年代就开始研究这个了。当时一切都是秘密进行的，你知道，冷战以及所有那些事情。他们意识到，天哪，这真的很难，我们实际上并不知道我们在这里做什么，因为一切都在低温下，他们无法实现约束。这很有趣，然后他们解密了它，这是西方和苏联在冷战期间，甚至在冷战中期，少数几个真正合作的科学领域之一。这确实，而且实际上一直延续到现在，我们可以谈谈现在被捕捉到的那个项目，嗯，但是他们解密它的原因是因为，基本上，你知道，试图在高温等离子体中实现这种约束的一切都搞砸了。然后俄罗斯人，然后苏联人，对吧，带来了这个叫做托卡马克（Tokamak）的装置，这是一个俄语缩写，基本上意思是，嗯，磁线圈排列成甜甜圈的形状，嗯，他们说，天哪，天哪，就像每个人都停滞在区区五十万度，或者五十万度，这在聚变术语中基本上是零，嗯，然后他们来了，他们说，哦，我们实际上已经达到了比其他人高20倍的温度，而且它实际上已经开始产生聚变反应了。每个人都说，哦，你知道，不可能，这只是炒作，这就像不可能，因为我们在这方面失败了，嗯，这是聚变史上一个伟大的故事，那就是，但是这些坚持者说，不，看，你可以从我们的数据中看到，这东西真的很热，而且似乎正在工作。这是，你知道，1960年代末，有一个，嗯，有一个团队来自英国的聚变开发实验室，他们带来了一种非常奇特、令人惊叹的新技术，叫做激光。他们使用这种激光，他们像这样将激光束穿过等离子体，通过观察从等离子体发出的散射光，他们发现，基本上，如果散射光变得更热，它的光谱就会变得更宽，所以你可以，你可以精确地判断它的温度，即使你没有物理接触等离子体，这就像，天哪，你说得对，它确实是，它确实是1000万度。所以这是那种爆炸性的时刻之一，全世界的人都想建造一个托卡马克，因为它显然是，哇，这比我们以前尝试过的所有其他东西都领先太多了。嗯，所以这实际上是麻省理工学院柏拉图科学输注中心故事的一部分，那就是为什么麻省理工学院有一个强大的聚变项目？那是因为我们是弗朗西斯·比特磁体实验室的主办方，它也是国家高场磁体实验室。嗯，你可以看到这从何而来，你知道，我们几乎是在倒叙故事，但是，你知道，托卡马克的出现，以及你能够利用那个实验室开发的技术制造非常强大的磁场这一事实，这正是将等离子体约束物理学和磁体技术结合起来的起源，并以一种我认为是，你知道，非常典型的麻省理工学院成功故事的方式将它们结合起来。我们不只做纯科学或纯技术，我们在这两者之间建立了一个交集，而且麻省理工学院有几位先驱，比如物理系的布鲁诺·科皮教授和电气工程与核工程系的罗恩·帕克教授，就像，甚至这些人的构成，对吧，他们身上都融合了科学和工程，而这实际上就是柏拉图科学输注中心的起源，就是做这些事情。
那么，总之，回到这里，为什么，是的，托卡马克迄今为止在磁约束聚变方面取得了最高成就，就像我谈到的这些条件中最好的量，事实上，它们已经达到了接近QP为一的程度，只是没有完全超过一。那么我们能不能就，嗯，不同国家之间的合作多停留一会儿？嗯，是的，也许从哲学角度来看，即使在冷战时期，除了能源之外，这些巨大的国际项目对我来说还有一些希望，它们是缓解一些地缘政治紧张，甚至国家间军事冲突的真正强大方式。乌克兰和俄罗斯之间正在发生战争，与中国之间的紧张和冲突正在酝酿，世界仍然，嗯，寻求军事冲突，无论是冷战还是热战。你对20世纪的教训以及这些巨型项目在缓解这种紧张方面的能力有什么看法？
所以这是一个很好的问题。正如我所说，有一个原因，因为它太难了，这是他们解密它的原因之一，嗯，实际上他们也开始在某种意义上合作。我认为这确实是，你知道，有功利主义或利他主义的方面。这就像，这是一种可以改变，你知道，人类未来及其性质以及与能源关系的东西，难道这不是我们应该共同努力的东西吗？对吧？而且，而且这在那些方面也得到了体现，特别是任何你可以真正与那些处于社会知识前沿的人进行开放交流的地方，这是一件好事，对吧，能够合作。我，我曾有过，我的意思是，我曾有过一个令人惊叹的职业生涯，我曾与来自世界各地的人合作，就像很难在地图上随便扔飞镖而不击中一个我曾与之合作过的国家的人。这有多么令人惊叹啊！即使只是让少数人弥合文化和社会，嗯，你知道，分歧，也是一件非常重要的事情，即使这只是整体人口中非常微小的一个行动，它也可以作为一个例子被树立起来。
但有趣的是，如果你看看当时持续至今的合作，它实际上在东西方关系中，或者说苏维埃与西方关系中，扮演了重要角色。那就是，嗯，回到里根和戈尔巴乔夫时代，那本身当然就很有趣，各种变化都在发生，你知道，双方都在，对吧，嗯，但仍然有一种，你知道，削减核武器库存等等的愿望。在这种背景下，有一个，嗯，一个非常相当重要的历史事件，在里根和戈尔巴乔夫的一次峰会上，他们真的，他们没有达到目标，就像他们无法再就条约的某些部分进行谈判，无法再就其细节进行谈判，但他们需要某种象征，几乎是说，但我们仍然会继续努力，你知道，朝着对我们所有人来说都很重要的事情努力，无论他们是否选择一个聚变项目，那是在1980年代中期。实际上，在那之后，他们基本上签署了一项协议，他们将继续合作一个项目，其目的是展示聚变的大量净能量增益的商业可行性，并在这方面共同努力。很快之后，日本也加入了，欧盟也加入了。现在，嗯，那个项目经过了很长一段时间的演变，并产生了一些有趣的政治影响，但最终，韩国、印度和中国也加入了。所以你谈论的是，嗯，现在当然是俄罗斯而不是苏联，占据了主要部分，嗯，实际上，尽管所有这些事情都存在明显的政治，你知道，嗯，动荡，但那个联盟仍然团结在一起，那是一个叫做ITER的项目，目前正在法国南部建设中。
在我们回到巨型磁铁，甚至可能谈论SPARC以及麻省理工学院正在发生的所有惊人事情之前，你能告诉我ITER是什么吗？这个正在法国南部建造的国际核聚变大型项目是什么？所以它的科学目的是值得的，那么它本质上是一个任何聚变装置。你想要看到的是越来越多的相对自热量，这是以前没有见过的，尽管我们已经产生了聚变反应，也看到了少量的自热，但我们从未达到主导地位。这实际上涉及到QP业务，好的。ITER的目标，历史上它有所变化，但很快就变得，你知道，相当快地变成了我们想要达到大量的自热。所以这就是为什么它的主要特点是达到大约10的2QP，通过这个，这是一种研究这种具有更高自决定水平的等离子体的方法。但它还有另一个特点，那就是让我们以，你知道，相关的规模生产聚变能。实际上它们是相互关联的，这实际上是有道理的，如果你仔细想想，因为聚变能本身就是热源，这意味着它们是相互关联的。所以ITER预计将产生大约5亿瓦的聚变能。这是一个相当大的量，就像你，你知道，为城市供电所用的那样。所以这不仅仅是研究，它实际上是真正尝试在这里实现规模化的发展。所以自热和规模，是的。
是的，所以这也意味着，嗯，发展一个能够实际生产电磁铁等技术的工业基础，并且用它来做，它是一个托卡马克，它，它就是其中之一，是的。但非常有趣的是，它也揭示了这方面的局限性。嗯，有趣的是，它显然在纸面上，事实上在实践中也是如此，世界，你知道，以及非常不同的政治体系，你至少认为地缘政治或经济上的竞争对手，或者你想用什么词，都在为一个共同的事业努力，而这个事业我们都认为是有价值的，这非常令人满意。但看到它的局限性也很有趣，那是因为，嗯，你有七个，你知道，厨师在厨房里。所以这意味着什么？就项目的速度以及管理它的能力等方面而言，这一直是一个挑战，嗯，老实说，围绕着这个。我的意思是，从技术上讲，正在发生的事情非常困难，但当你也引入如此多的，我的意思是，这不仅仅是我说的，有美国政府的GAO报告等等，这很难驾驭所有这些，嗯，而这往往会使它，它不是最快的决策过程。你知道，我个人对它的看法是，它很有趣，因为你问我，你提到了磁铁和联邦聚变系统。我职业生涯的大部分时间都在ITER上工作，因为当我在1990年代初进入这个领域时，当我完成博士学位并开始工作时，这是最令人兴奋的事情之一，你无法想象会更兴奋，就像我们要用这个项目改变世界，我们要完成这些事情，我们就像，就像一整代人，以及之后的人，都倾注了他们的想象力和创造力，让这个东西运作起来，非常好。但同时在某个时候，当，你知道，当它又延迟了五年或十年时，你开始问自己，嗯，这是我想做的吗？对吧？我还要等这个吗？所以，我开始和我的学生一起提出问题，我当时想，有没有另一种方法可以达到这个极其有价值的目标，也许，也许那不是，也许那不是那条途径。另一个让我明显感到沮丧的部分是，因为我是聚变的倡导者，你问我，你知道，我当时想，嗯，无论是激光聚变还是惯性聚变，或者磁约束聚变，我只想要聚变能，好的，因为我认为它对世界如此重要，但另一方面，如果真是这样，那为什么我们整个星球上只有一次尝试，那就是ITER？这对我来说毫无意义，对吧？我们应该进行多次尝试，具有不同程度的，无论你想到的技术时间表、科学风险，这些都包含在其中，这将给我们一个更好的机会，真正达到目标。本着这种精神，你正在领导麻省理工学院设计SPARC，一个紧凑型高场DT燃烧托卡马克。
它是如何工作的？它是什么？动机是什么？嗯，设计是什么？它背后的想法是什么？是的，它的核心与ITER的概念完全相同。这基本上是电磁铁的一种配置，它排列成甜甜圈的形状，在其中我们将做与其他所有托卡马克，包括ITER，以及这个托卡马克中发生的事情相同的事情，那就是你通入气体，使其变成等离子体，你加热它，它会达到大约1亿度。SPARC的区别在于我们使用实际的氘氚燃料，并且由于能够获得非常高的磁场，它在一个非常紧凑的空间中，它非常非常小。我说的“小”是指，它的体积比ITER小40倍，但它使用完全相同的物理原理。所以这来自于高磁场。所以最终，这有什么关系呢？它所做的是，它做那些事情，它应该达到产生超过1亿瓦聚变能的程度。但请记住，它小40倍，所以ITER是500兆瓦，从技术上讲，我们的设计大约是150兆瓦，所以尽管小40倍，但只有大约三倍的差异。嗯，在这种状态下，QP大约是10的数量级或类似的东西，这在科学上非常重要，因为这基本上符合ITER的目标，等离子体主要由自身加热主导，这非常非常重要。它这样做大约10秒钟，之所以是10秒钟，是因为就此而言，这基本上允许一切在等离子体平衡中的聚变方面稳定下来，一切都很好地稳定下来。所以，你知道，你已经看到了你期望一个发电厂运行的物理状态，基本上对于磁约束聚变来说，就像，哇，对吧？但它不止于此，它不止于此，那是因为关于谁在建造它，为什么，以及它是如何获得资金的。
所以这条科学途径之所以成为可能，是因为我们获得了下一代磁体技术。所以快速解释一下，为什么我们称它为，你用“超导磁体”这个词来形容它，这意味着什么？超导磁体意味着电磁铁中的材料没有电阻，因此当电流通入其中时，电流会畅通无阻地流动，所以它基本上可以一直绕下去，你知道，从技术上讲是无限期地，这意味着是永恒的，这意味着，嗯，当你给这些大型电磁铁通电时，它们基本上不消耗电能来维持，而如果你在像铜这样的普通导线中这样做，你基本上会制造一个巨大的烤箱，消耗大量的电力并变得很热，这就是问题所在。那就是我本人以及当时我的学生、博士后和麻省理工学院的同事们所实现的重大技术突破，那就是我们看到了这种新型超导材料的出现，它将使我们能够获得更高的磁场，这基本上是下一代技术，嗯，而且它对聚变具有相当大的颠覆性，也就是说，如果我们可以达到制造20特斯拉磁场的程度，我们根据托卡马克的规则知道，这将使我们能够大大缩小这些设备的尺寸，所以它不需要，嗯，尽管这是一个值得的目标，但它不需要七个国家的国际，你知道，条约来建造它，你可以与一家公司和一所大学一起建造它，它是相同的设计，但现在使用超导磁体，是的。事实上，如果你看看它，就像，如果你只是扩大它的尺寸，它们看起来几乎彼此相同，因为它基于，顺便说一句，这实际上是有原因的，那就是它也看起来像我们在麻省理工学院运行了20年的托卡马克的更大版本，我们在那里实际上确立了这些更高磁场的科学优势。所以这就是运行的途径，所以总是说，这意味着什么？背景不同，因为它是由一家从麻省理工学院剥离出来的私营公司主要制造的，因为它的融资方式以及该实体的目的是制造商业聚变发电厂，而不仅仅是进行科学实验。这实际上就是我们为什么有，嗯，这就是我们为什么有合作关系的原因，对吧？麻省理工学院的目的不是直接商业化，但我们非常希望推进这项技术和随之而来的科学，这就是我们共同努力的原因，所以它是麻省理工学院和联邦聚变系统。
那么，关于融资有什么有趣的地方呢？这从科学角度看可能不是一个有趣的话题，但它可能是一个极其有趣的话题。我的意思是，你可以看看SpaceX和NASA之间的测试，例如，是的，很明显，不同的融资机制实际上可以显著加速科学和工程的发展。你提出这一点很好，我们使用了几个历史类比，其中一个就是SpaceX，这是一个恰当的类比，因为太空，你知道，将物体送入轨道，它有一个最小尺寸，以及集成的技术复杂性和预算等等。所以，你知道，当我们谈论创办一个聚变商业化公司时，人们会看着你，就像，这不仍然只是一个科学实验吗？你知道，但我们指出的一点是SpaceX，说，嗯，告诉我，25年前，有多少人会投票认为，你知道，地球上将物体送入轨道的领先实体是一家私营公司？人们会认为你不太对，就像。而SpaceX有趣的地方在于，它证明了这不仅仅是融资，更是组织的宗旨。所以，一个，我并不反对公共财政或类似的东西，但像NASA这样的公共实体的宗旨，你知道，正确地与政治相关，因为成本来自于那里的政治，你知道，嗯，集会，我想最终也来自我们。但它的目的不是制造商业产品，而是基础发现等等，所有这些都非常棒。就像，为什么SpaceX如此成功？因为它的理念是，就像，专注于不断降低成本和提高效率的理念，这是商业方面带来的驱动力，对吧？而这也改变了，嗯，团队中的人，事实上，它渗透到整个过程中，因为目的不是，当你，当你推进事情时，就像我们能够以更低的成本将物体送入轨道，从而推动科学发展，这是一种有趣的协同效应，对吧？而我们认为在聚变中也会发生同样的事情，那就是，这是一种自举效应，实际上，当你开始推动自己思考近期商业化时，它就像让规模更快地掌握在手中，从而让商业化更快地发展起来。顺便说一句，我们在另一个领域也看到了这一点，就像，再次，你必须小心类比，因为它们只能走到这一步，但生物技术是另一个例子。就像你看看人类基因组计划，它有点像，对我来说，就像绘制人类基因组图谱，就像我们能够从聚变中产生净能量一样，它就像你抽屉里的那些东西之一，你会说，这是人类在本世纪取得的重大成就，对吧？人类基因组计划完全由政府资助，需要20到25年，因为我们基本上知道这项技术，我们只是要非常勤奋地继续下去。然后突然之间，颠覆性技术出现了，对吧？你可以进行测序，你知道，鸟枪法测序和计算机，你知道，识别模式，基本上，哦，我可以用一百倍的速度完成这项工作，就像，哇，对吧？所以，所以这真的是，嗯，你知道，对我来说，关于我们为什么开始，为什么推出联邦聚变系统的故事，不仅仅是关于另一个资金来源，这是一个不同的资金来源，因为它来自，它也是一个非常重要的不同目的。但也有一些关于创造文化的机制，所以赋予像一个年轻学生、有抱负的学生巨大的影响力，对核聚变进展产生巨大影响，创造了一种文化，使进展更具侵略性，就像你说的，当七个国家合作时，它会给官僚机构更多的动力来放慢速度，以至于，让我们先进行讨论，当然不要给那些真正推动事物前进的年轻有抱负的思想发言权，是的。而且私营部门有一种奖励、鼓励、激励年轻人的方式，以最美妙的方式对老板说，去你的，是的，就像我们会让它更快，我们会让它更简单，我们会让它更好，我们会让它更便宜，是的。有时这种鲁莽不会奏效，你知道，这也是你承担不同风险状况的一个方面。
但你说得对，你知道，这其中，我的意思是，我们聚变中心自己的发展轨迹很有趣，我们也是被逼到这个地步的，因为我告诉过你，我们在麻省理工学院校园里长期运行着一个托卡马克，取得了像1亿度等离子体这样的世界纪录，所以我当时想，哇，这太棒了。但你知道，有点讽刺的是，我不得不说，当时就像，哦，但这不再是聚变的未来了，就像我们不会再做小项目了，因为它太小了，对吧？所以我们应该需要，我们需要真正转向这些更大的项目，因为那才是聚变的未来。所以它被撤资了，嗯，这基本上让麻省理工学院在聚变生态系统中面临风险，无论是从研究方面，还是从教育方面，这显然也很重要。所以我们，你知道，我们对此进行了反击，我们获得了一线生机，我们能够继续下去。正是在这个时间段内，我们基本上想出了这个主意，就像我们应该这样做。最终，公司高层的所有人，实际上都是当时被卷入其中的学生，他们是博士生。所以你谈论赋能下一代，就像，是的，就是这样，对吧？所以SPARC提供了一线生机，但它远不止于此。它不仅仅是为了生存而生存，对我来说，最终它变成了这样。我记得那个时刻，当你作为一名科学家谈论这些时刻时，我们当时就像，我们非常努力地工作，试图弄清楚这是否真的会奏效，就像，这很复杂，磁铁是否工作？与等离子体的相互作用是否工作？所有这些东西是否工作？这只是一次又一次的努力，我记得那个时刻，因为我当时坐在布鲁克林的办公室里，然后，然后，然后我读到，我不知道是第20张还是第40张幻灯片，就在那一刻，它就像一切都水到渠成，我，我，我甚至无法坐下，因为我当时就像，我妻子问我，你为什么像这样在公寓里走来走去？我就是无法，她，我说，它会成功的，它会成功的，就像，天哪，那个顿悟的时刻真是太棒了，但它也带来了让它成功的责任。
所以你的意思是，那种神奇的顿悟，你可以拥有这种，嗯，这种现代的，嗯，马格南技术，而且你实际上可以，就像，我们为什么需要和ITER合作，我们可以在这里做，是的，是的。但有趣的是，ITER，嗯，我们最初在麻省理工学院有六个人，然后一旦我们通过公司成立获得了一些资金，团队规模稍微扩大了一些，但最终我们有一个相当小的团队，就像一个大约20到25人的团队，在大约两年内设计了SPARC，对吧？这是怎么发生的呢？嗯，我们很聪明，但你也必须承认ITER的功劳，这再次是自举的一个方面，就像我回到人类基因组计划一样，如果没有建立它的基础，现代基因组学就不可能实现。它必须存在，它必须是好奇心驱动的公共项目，ITER也是如此。但因为我们有理解ITER的工具，我们也有理解SPARC的工具，所以我们以一种极其强大的方式利用这些工具来告诉我们将会发生什么。所以这些事情从来都不简单，对吧？就像人们看到这个会说，哦，这意味着我们应该，我们真的应该有一个以公共为基础的聚变项目，还是应该全部交给私营部门？就像，不，不，答案是两者都不是，因为在所有这些复杂的技术中，你必须在所有方面不断推进才能实现它。
所以你知道，当人们听到惯性约束和磁约束的突破时，自然会问的问题是，那么我们什么时候才能拥有商业化的，是的，嗯，真正发电的反应堆发电厂呢？你的看法是什么？嗯，展望未来，你认为什么时候能设想一个未来，我们能从核聚变中获得实际的电力，部分由我们驱动，但也由其他地方驱动？所以，你知道，现在与三四年前有什么不同？就像我们大约四年前启动一样，现在有什么不同呢？那就是一个非常新生但看似强大的商业聚变，你知道，事业的出现。所以不仅仅是联邦聚变系统，还有大约20多家，你知道，公司，现在有一个行业了。他们实际上有一个叫做聚变工业协会的组织，如果你的观众想去看看，这描述了不同之处，他们有各种各样的方法，我甚至没有描述所有的方法，我基本上描述了主流方法，嗯，你知道，它们都处于不同程度的技术和科学成熟度，它们之间有非常巨大的不同，你知道，平衡。但他们共同之处在于，因为他们正在从私营部门寻求和获得资金，所以他们的既定目标是让聚变到位，这样既能满足投资者的需求，这很有趣，对吧，在那个时间尺度上，而且，就像，嗯，将会，为什么呢？因为这很容易，将会有一个巨大的推动力，将无碳能源推向市场，而谁能解决这些问题，谁就会在地缘政治和经济上都非常重要。所以这是一种不同的赌注，我想，或者说你对聚变采取的是一种不同的赌博，但它具有如此大的颠覆性，以至于，就像，基本上有一类投资者和团队也准备好去追求它。
那么他们在这方面有什么共同点呢？他们通常共同致力于在一定时间尺度内实现聚变，以便它能对气候变化，应对气候变化产生任何关联。我会说这很难，但它相当容易，因为它是数学。所以你所做的是，你实际上设定一个目标，比如2050年或2060年左右，然后说我希望占据世界电力市场的百分之几，或者类似的东西。我们历史上知道发展和分发这类技术需要什么，因为每种技术都需要一段时间，即所谓的S曲线，基本上所有事物都遵循对数指数型曲线，在对数图上是一条直线。嗯，就像你看看风能、太阳能、裂变能，它们都遵循同样的规律。所以这很容易，你取那条曲线，然后取那个斜率，然后倒推，你会发现如果你不在2030年代早期开始，那么它就不会，你知道，到那时就不会产生显著影响。所以他们都认同这个想法。事实上，现在不仅仅是公司，美国联邦政府去年启动了一个项目，说我们应该争取获得第一个，我说的“开始”是什么意思呢？就是你有一个能够向电网供电的东西，我们称之为试点。如果这能在2030年代早期启动，你知道，那么逐步扩大它的想法，你知道，是有道理的，那是数学，对吧？所以这就是雄心，然后问题是，实际上这有所不同，因为政府项目在这方面有所不同。例如，英国政府的想法是在2040年之前启动第一个。中国可能在2030年代中期，嗯，或者稍晚一点有雄心。而欧洲，嗯，你知道，欧洲大陆，我不太确定具体是哪里，但它会更晚，就像2050年或2060年，因为它主要也与ITER的时间表相关。嗯，聚变公司，这很有道理，就像，当然，他们有最激进的时间表，就像我们也要更快地绘制人类基因组图谱，对吧？所以我们所处的位置很有趣，我认为，你知道，我们还没有完全达到目标，但我的直觉告诉我，我们可能真的会在那个时间表上进行几次尝试。所以这就是我们需要小心的地方，你说商业聚变，你知道，那是什么意思？对我来说，商业聚变意味着你实际上对建造它的成本、运营它的成本以及向电网供电的可靠性有一个已知量，那就是商业聚变。所以事实证明，那不一定就是第一个向电网供电的聚变装置，因为你必须有一个学习曲线才能越来越好，但这可能是我认为最大的障碍是达到第一个。
我所做的工作，嗯，我继续在自动驾驶汽车和半自动驾驶汽车方面做的工作，那里有一个有趣的相似之处，就是很多公司在2020、2021、2022年为自己设定了一个截止日期，但只有一小部分公司真正推动了这一点。谷歌旗下的Waymo，或者说是Alphabet，嗯，正在做，然后还有，嗯，特斯拉在他们的自动驾驶全自动驾驶模式中实现了半自动驾驶。这些是不同的方法，所以特斯拉正在实现更高的规模，但驾驶的质量是半自动的，对吧？我不知道这里是否有隐喻或类比。然后是Waymo，它专注于非常具体的城市，但实现了真正的完全自动驾驶，有实际乘客，但规模要小得多。所以我想知道，就像你说的，是否会有这种类似的非常艰难的推动，绝对是。所以实际上这就是我，这就是为什么我现在对聚变感到鼓舞。所以聚变仍然很难，让我们都清楚，因为我们实现等离子体正确条件的迹象基本上是一个衡量标准，你必须用它来衡量所有这些。我在这方面看到令人鼓舞的是，当你释放这种创造力时，实际上会发生什么，也许我会回到第一性原理。所以聚变也是一个相当奇怪的东西。所以如果你考虑建造一个燃煤点，就像燃烧木材、煤炭和天然气，它们实际上彼此之间没有太大区别，因为它们大致处于相同的物理条件，你得到燃料，然后你点燃它。聚变非常，还记得我告诉过你，有一个温度条件，这有点普遍，但如果你比较磁约束聚变和惯性约束聚变之间的燃料密度，它们相差大约100亿倍。所以这个，燃料密度真的很重要，实际上，这意味着能量约束时间也相差100亿倍，因为它两者的乘积。所以一个非常致密且寿命短，而另一个寿命非常长，而且实际上也很稀疏。所以这意味着，在这些不同的方法中，达到底层物理状态的方式是如此不同，它所暗示的是，这是否意味着最终的商业产品实际上将满足能源系统中不同的需求？所以这有点像你关于，因为任何高科技且在我们经济中非常重要的东西，往往不会只以一种形式出现，就像看看交通运输，我们有踏板车、Vespa摩托车，你知道，嗯，越野卡车、汽车、电动汽车，当然我们有这些，因为它们满足了不同的需求。所以现在我发现有趣的是，我们有聚变，它会是那样的，可能在短期内专注于电力生产的同时，甚至可能存在不同类型的市场，在某些地方比其他地方更有意义。这涉及到权衡，因为我们还没有真正谈论工程，但工程对设备的运行确实很重要。所以，嗯，你知道，我怀疑我们最终会得到几种不同的配置，它们具有不同的特点。
这些是能源市场中的权衡，无论他说的是主要的工程障碍还是普遍存在的障碍。
嗯，第一个就是建造单个装置的成本。聚变本身就很有趣。你谈到了你拥有的不同模型，所以聚变有一个有趣的限制，那就是它非常困难，在某些时候甚至变得在物理上不可能制造出小型发电装置，比如千瓦，一千瓦。你知道，就像个人家庭一样，你知道这大约是千美元，或者你个人使用电力的成本，但一千瓦。
这基本上是不可能的，而且对于一个单独的装置来说也是如此。所以你不会在家里像你的熔炉或电加热器那样拥有一个聚变发电厂。原因在于，聚变依赖于它本身，不仅仅是因为它非常热，而是因为聚变能源是保持它热的加热源。所以，如果你做得太小，它基本上就无法保持热量。
所以有趣的是，这是其中一个困难的部分。这意味着单个装置，你知道，它因概念而异，但去年发布的国家科学院报告将基准设定为大约五千万瓦的电力，这对于一个小型到中型城市来说是相当大的。所以这是一个规模挑战。事实上，这也是英联邦和其他私营部门试图将其推向更小装置的原因之一，因为这降低了成本。
然后，我想，这显然是一个显而易见的挑战，那就是实现聚变状态本身和高增益。我们已经讨论过，什么样的挑战更难，什么样的挑战更难，那就是在等离子体本身中实现正确的温度、密度和能量限制时间。所以，一些正在选择的配置实际上还有很长的路要走。事实上，我见过那些，但他们的考虑是，是的，但我们特定的配置，工程上的简洁性带来了经济优势，即使我们在某种意义上落后了。这很好，当你看到私营部门出现爆炸时，你基本上是在以不同的方式分散风险，这是有道理的。
所有这些都很好。所以我想说的是，下一个需要克服的障碍是发电。所以我们需要看到一个或几个装置，以某种方式利用聚变向电网输送有意义的能量，因为这开始给我们提供真实的答案，关于这将是什么样子，完整的端到端。所以英联邦的目标是，我将评论英联邦，因为我将为此获得一些功劳，英联邦的起源实际上是检查，我们可以看到这项新技术正在出现，这种新的超导材料，我们的思维过程的起源实际上是围绕着设计试点工厂或商业装置，称为 ARC，这是 SPARK 之后的下一步，这就是它的起源。所以所有计划中的其他部分，比如 SPARK 和磁铁，实际上都受到了建造能够向电网输送净电力的东西的完全影响。我们仍然希望它的时间是 2030 年代初。SPARK 是 Takamakan ARC 的设计，是实际的完整事物，它是一个真正向电网输送能量的东西。所以 SPARK 的命名是故意的，它只运行很短的时间，它有一个，它有一个，你知道，它是聚变革命的火花，或者别的什么，我想我们可以这么称呼它。
是的，所以这些是这样做的项目挑战。你知道，你问到 SpaceX，这很有趣。所以即使在过去一年左右的时间里，事实上，在 2022 年 3 月，白宫宣布它将启动一个类似于 SpaceX 的计划，即我们有这些私营部门的参与者，我们应该利用私营部门及其优势，但也有像这样的事情，这将是困难的，而且需要相当多的资金。所以为什么我们不设立一个计划，让我们不真正妨碍私营部门的聚变公司，但我们帮助他们为这些困难的事情融资，这就是 SpaceX 如何通过 COTs 计划取得成功。太棒了，对吧？而且这也在不断发展。所以聚变生态系统几乎无法与五年前相比。
这些公司负责人拥有 Twitter 账户并相当活跃有多重要？你说你不用 Twitter。我不用太多。我的意思是，确实有一些因素，我不认为这应该被忽视，无论你如何看待像蓝色起源的杰夫·贝索斯或埃隆·马斯克或 SpaceX 这样的人物，科学传播是需要的，用一种好的方式来说，来真正教育公众，让每个人都兴奋起来，并出售它的性感。我的意思是，即使是 SpaceX 的视频，也能让每个人都再次对太空旅行感到兴奋。有各种各样的方法可以做到这一点，但一部分，我想大多数公司都做得很好，那就是宣传自己，真正推销自己。是的，好吧，实际上，我觉得这个播客的原因之一，所以，我没有在公司担任官方职务，原因之一也是因为这很有趣，因为当你经营一家公司时，他们推广自己的产品和自己的愿景是完全有道理的，但学者也扮演着非常重要的角色，他们了解正在发生的事情，但又足够超然，不完全只被自己的项目等所驱动。对我来说，这是，我的意思是，我们特别看到了对技术的信任问题，以及老实说，在科学界也是如此。我认为这将是最大的悲剧之一，如果我们经历了这一切，几乎完成了看起来像奇迹的事情，技术和科学方面，那就是建造一个聚变发电厂，然后没有人想使用它，因为他们觉得他们不信任那些这样做的人或技术。所以我们必须远远领先于此，所以我做了很多公开演讲之类的，来接触更广泛的人群。我们不试图隐藏任何东西，你可以来参观我们的实验室，事实上，我也想在虚拟环境中设置这些。你可能想看看我们的等离子体尺寸聚变中心 YouTube 频道，所以我们通过这些会议进行推广，而且我们确实做这些事情非常重要，但也要认识到，设定现实的期望，我们需要做什么。你知道，我们还没有，我们还没有商业聚变装置。你问挑战是什么，我不会深入探讨任何深层技术问题，关于挑战是什么，但它不是技术上实现聚变，而是使其在经济上具有竞争力，并且可行，所以它实际上在私营部门中使用，这是一项非同寻常的任务，这是因为它的新颖性，我们同时试图发展技术并使其在经济上可行，这是两项困难的任务。所以我自己的研究和我的动力现在是，Fantastic Commonwealth Fusion Systems 已经建立起来了，我们有一个商业化部门，它将推动 Takamakan，事实上我刚去过那里，正在与世界各地的其他类型的装置进行讨论或对话，比如恒星式反应堆，它们具有不同的挑战和经济优势。但我们必须知道，我们必须拥有什么，我们必须拥有什么，那就是我们需要新一代的综合科学家、技术人员和工程师，他们了解如何才能实现目标，因为我们现在没有，你知道，多学科的，是的，正是所需要的。我的意思是，你曾说过，聚变是你能想象的最具多学科性的领域。是的。为什么？嗯，因为我们到目前为止的大部分讨论实际上是物理学的讨论。所以，不要忽视物理学是这一切的根源，但我已经触及了等离子体物理学和核物理学，它们基本上是两个有些重叠但独立的学科。然后，当涉及到工程时，几乎是所有东西。所以，为什么是这样？嗯，让我们一起建造一个电磁铁吧。这需要什么？它需要，基本上是电气工程，计算机，所以你了解它是如何组合在一起的，以及发生了什么。计算工程来模拟这个非常复杂的集成事物。材料工程，因为你正在将材料推向极限，相对于应力等等。需要低温工程，这是一个子学科，将事物冷却到极低的温度。可能还有一些化学方面的东西。嗯，实际上，是的，这往往会体现在材料中，而这只是其中一个子组件。几乎所有东西都受到了影响。所以，你也在一个非常集成的环境中，因为最终，所有这些东西，虽然你在物理意义上将它们分开，在工程意义上，它们都必须无缝地协同工作。这是我职业生涯中，我基本上做过原子物理学、光谱学、等离子体物理学、离子蚀刻，这包括材料科学，一种叫做 MHD，甚至磁流体动力学，现在一直到，我甚至不确定我曾有过多少不同的职业。这也是一个吸引年轻科学家的阶段。我的建议是，如果你在聚变中感到无聊，你就是没有注意到，因为总有有趣的事情可以去做。所以这是我们正在做的事情中非常重要的一部分，这在聚变中实际上并不新鲜，事实上，它在我们 MIT 所做的事情的根源中。但是，天哪，商业聚变的可能性如此之近，这是新的。所以我的口号是，你可能在想，为什么我们不做所有这些事情，为什么我们不朝着经济聚变和新材料以及新的热提取方法等方向努力？因为每个人都知道聚变还有 40 年，而现在是 4 年了。正如你所说，有 40 年、30 年的笑话，聚变项目一直以成本超支和延误为特征。你如何避免这种情况？你如何最大限度地减少这种情况发生的几率？你必须建立伟大的团队。这是其中之一。通常，规模越小，我不是这方面的专家，但我见过足够多的集成方程。嗯，有，我见过足够多的团队，我也见过孤立的天才试图独自解决一切的徒劳。不，但拥有 10,000 人的组织也完全不适合创新。所以，我们最初的赞助人之一，一位好朋友，Vinod Khosla，我不知道你是否和他谈过，他是一位风险投资家，他对团队的规模和真正创新的事物有绝妙的想法。是的，而且有一个最佳点，你获得了足够的跨学科和想法，但它不会变得过于官僚化，以至于你无法执行。所以，聚变的一个挑战是，一切都导致我必须拥有庞大的团队来执行，因为项目的规模。通过技术和融资创新，我们正在推动，使其成为更小、更专注的团队来做这些事情。所以这是加快速度的一种方式。另一种加快速度的方法是模块化问题或解析问题。所以，这是聚变中的另一个困难，你知道，你倾向于把它看作是，哦，它只是关于让等离子体进入这种状态，你知道，你获得了能量增益。不，因为最终，如果你能解析出不同的问题，然后将它们与提取能量和将其转化为电力分开，它们就越分开越好，因为你可以获得并行路径，基本上可以减轻风险。顺便说一句，这在聚变中并不新鲜，这也是我们解决大多数复杂技术挑战的方式。你有没有看过人工智能、强化学习的应用？DeepMind 在使用强化学习来控制核聚变方面有一个很好的论文和很好的努力。你觉得这些计算建模的范畴是有趣的、有希望的方向吗？它们都很有趣。所以，当人们，我可能会退一步，一个自然的问题是，为什么在聚变中会有所不同？聚变有很长的历史，就像我告诉你的，从 20 世纪 60 年代末开始的故事，现在有什么不同？所以，我认为从技术角度来看，有两个巨大的不同。一个，我会保守一点，那就是这种新超导材料的出现，因为我们最成熟的关于如何建造聚变发电厂的方法是磁聚变。而且，由于你能够获得改变经济方程的数量级的东西，这真是太棒了。而且那也不是很久以前的事了，直到 2021 年 9 月，我们才真正演示了改变前景的技术。另一个是计算，而且是在整个范围内。不仅仅是在聚变装置的控制中，实际上我们也在磁铁设计中使用机器学习等工具。这是一个极其复杂的设计空间，所以你使用这些工具。等离子体本身的模拟实际上，我们比以前有了完全不同的地方，因为这些东西。所以，这些是我看到的两个主要驱动因素，实际上，它们很有趣，这两件事都与你之前问到的问题相吻合，如何避免延误等等？嗯，这是通过拥有能够执行这些任务的小型团队来实现的。但现在你可以做到这一点，因为新的磁铁使装置更小，计算意味着你的效率在探索优化空间方面要好得多。它们就像相互关联的。再加上模块化，就像你说的。所以一切都协同工作，使小型团队更有效率，移动更快。而且，实际上，这是通过学习经验。我的意思是，你知道，我最引以为豪的是，实际上，关于如何使用高温超导磁铁的想法的起源，来自于我在 MIT 的设计课。在设计课上，我一直坚持的一个特点是，我实际上和学生一起学习了这一点，我们不能有这么多耦合的、集成的、困难的技术开发，我们必须以某种方式将它们分开。所以我们努力工作，事实上，在我看来，ARC 设计的最大优势，以及 Commonwealth Fusion Systems 的理念，就是解析问题，我们如何并行解决这些问题？是的，所以这确实涉及到，我们谈论哲学，这是一种设计哲学，你如何解决这些问题？你知道，你就这样做了。而且，正如你在线下提到的，有一股力量，你知道，作为一门课程的一部分，设计核聚变。很难想象比 15 名 MIT 博士生一起努力解决问题更强大的力量。我一直，事实上，我们最近刚刚教授了最新一期，我教它，我的意思是，我指导它，最新一期，他们实际上设计了，基于国家科学院的报告，他们设计了试点工厂，它与我们以前所做的有相似之处。但我一直想突破极限，而他们所处的，是他们的创造力和他们带来的能量，这让我继续下去，我不会很快退休，当我看到这种奉献精神时，这很棒。
几乎不是为了过度使用，或者转述某句话，那就是玛格丽特·米德的名言，永远不要怀疑一群有奉献精神的人会改变世界，事实上，这正是唯一改变过世界的事情。我的意思是，这对个人来说是如此强大和鼓舞人心。找到合适的团队，成为其中的一员，然后你自己的热情、你的努力就能带来巨大的改变，巨大的影响。我必须问你，这完全是另一个话题，我敢肯定，但目前的核能，使用裂变，极其安全，尽管公众的看法是这样。实际上是最安全的。所以这是另一个话题，但几乎就像一个人类官僚物理工程问题，你从那些确实发生过灾难性事件的核电站中吸取了什么教训，切尔诺贝利和三里岛。切尔诺贝利，三里岛，它并没有真正发生灾难，因为没有任何东西逃逸出来。但切尔诺贝利和福岛确实对附近的人口产生了明显的影响。你从中吸取了什么教训，可以带到现在的聚变中？我知道你可以说你不会有同样的问题，但也有可能同样的人也说过他们不会有同样的问题。是的，我们人类，人类因素，我们还没有怎么谈论过，但它仍然存在。
明确地说，聚变具有内在的安全性，它不会失控。这是运行复杂装置的物理和工程基础，任何产生大量能量并加热事物的装置都具有内在安全性。而且，由于我们实际上会产生高能粒子，这并不意味着没有辐射，更准确地说，在聚变中是电离辐射，只是数量级完全不同。所以，聚变中的教训是什么？嗯，其中一个就是确保你关注技术对环境和社会整体足迹的方面。作为技术人员，我们往往不关注这些，尤其是在发展的早期阶段，我们只想让它起作用。但如果我们只提供一个起作用的东西，但实际上不能满足社会对安全和处置的要求，那么我们将不得不处置聚变材料，这只是，但关于它看起来是什么样的，有技术问题。所以，这看起来会是需要你埋在地里 100 年还是 5 年的东西吗？而这些的后果既有经济上的，也有社会接受度等等。但不要埋葬这些，把它们提出来，与人们谈论它们，让人们意识到你实际上，我这样看，你通过使其更具社会接受度，也使其在经济上更具吸引力。然后认识到，我认为有一些有趣的界限。所以，说到界限，成功的聚变装置，我敢肯定，将要求你不需要为住在场地边界的任何人制定疏散计划。这对于我们从聚变工程角度建造的东西有影响，但对于聚变装置的选址有重大影响。所以，在很多方面，它变得更像是，你知道，我们有围栏，你知道，工业热源等东西，是有原因的，为了个人安全。它看起来更像那样，不是完全那么简单，但它应该看起来是这样。事实上，我们现在在 MIT 有研究项目，旨在推动技术使其看起来更像这样。我认为这些是关键。最后，正如我所说，所以切尔诺贝利在聚变系统中实际上是不可能的，从物理学角度来看，你无法像切尔诺贝利那样失控，那基本上是人为错误，你知道，让反应堆失控。聚变中的人为错误仍然可能发生，是的。但在这个问题上，如果发生人为错误，它就会停止，就结束了。所有这些，这是我们作为技术人员和这项技术的开发者，不忽视这一维度的要求。事实上，设计方面，这就是为什么我个人越来越投入到这个领域，因为这将是，我实际上真的认为它是聚变经济可行性的一部分，因为它清楚地区分了我们，也为我们想要聚变成为什么设定了目标。即，在纸面上，聚变可以提供我们所有的能源，所有的能源。这意味着我希望它像，像真正对环境无害，但这需要工程上的独创性。
让我问你一些非常规的问题。当然。首先，我们谈论了太多，你知道，[笑声] 简单、实际的日常生活中的事情。不，它正在彻底改变人类文明的整个能源基础设施。是的，但是，冷聚变，这个想法，这个梦想，这个有趣的物理目标似乎是不可能的，但也许它是可能的。你认为它是可能的吗？你认为在遥远的未来，有可能在低温下实现聚变吗？这非常非常非常不可能，这源于，这将需要我们对物理学的理解发生根本性的转变，就像我们现在所知道的那样。我们对核反应如何发生有很多了解。但顺便说一句，有趣的是，它们实际上有一个不同的名字，它们称之为 LENR，低能核反应。但我们确实有低能核反应。我们知道这些，因为它们尤其来自弱相互作用，弱核力，所以，在这个阶段，你知道，作为一个科学家，你总是保持开放的态度，但你也要求证据，而这就是问题所在。它几乎需要理论物理学方面的突破，所以一些更深层次的关于量子力学的理解，一些奇怪的，是的，而人们已经研究过这个问题了，但即使是像量子隧穿这样的东西也有其极限。所以，确实有人真心想看到它实现，但你知道，这有点像非同寻常。我的意思是，我们知道聚变发生在这些高能量下，我们非常准确地知道这一点，我可以给你看一张图，显示当你能量降低时，它基本上变得无法测量。所以，如果你走这条另一条路，意味着有一个非常不同的物理机制在起作用。所以，我能说的就是，我实际上偶尔会关注一下那里发生了什么。而且，作为科学家，我们应该始终保持开放的态度。但是在这个问题上，就像，但请给我一些我可以测量并且可重复的东西，然后，然后它将需要更多的非凡努力，到目前为止，在我看来，它还没有达到那个门槛。所以我甚至比提到或在这个问题中更倾向于考虑那些声称实现了冷聚变的人。我更倾向于考虑那些研究黑洞的人，他们基本上试图理解，你知道，理论物理学家正在进行长期的研究，试图调查，好吧，奇点处发生了什么？这些在宇宙中奇怪的投影是什么？这些奇怪的，该死的东西，而且不知何故，他们偶然发现了什么奇怪的东西。然后，突然之间，到处都是奇怪的东西。是的，不知何故，这种奇怪的东西将在大约一百年的时间尺度上打开。它只是似乎核聚变和黑洞以及所有这些都太近了，以至于你会发现一些有趣的东西。让我给你讲个故事。是的，好的。这是一个真实的故事。在 19 世纪末，世界上有一些非常聪明的科学家，你谈论詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，你谈论开尔文勋爵，你谈论劳伦斯，他们以其他人命名，还有法拉第。他们发现了电磁学。天哪，他们弄清楚了所有这些事情，但仍然有一些奇怪的事情发生，他们无法完全弄清楚。就像，我们身上到底发生了什么？但我们在物理课上一直教这个。那么，发生了什么？嗯，基本上，我们正处于发现的尽头，因为我们弄清楚了一切是如何运作的，因为我们有牛顿力学，我们有麦克斯韦方程，它们基本上描述了物质如何被推动以及电磁学如何运作。天哪，多么了不起的成就。有一些令人烦恼的事情，比如，某些种类的岩石，不知何故，如果你把一张感光板放在它周围，它就会被烧毁，或者它会留下一个图像。嗯，这块岩石的电磁学在哪里？这块岩石没有电磁特性。哦，是的，还有另一件事，如果我拿这个关于热物体如何释放辐射的精彩经典推导，一切看起来都很棒，完美匹配。哦，直到我达到高频光，然后整个事情就崩溃了。事实上，它给出了一个完全荒谬的物理解释。它告诉你，每个物体都应该产生无限的热量。顺便说一句，这里是太阳，我们可以看看太阳，我们可以弄清楚它是由氢组成的。开尔文勋爵实际上做了一个非常著名的计算，他基本上是热力学创始人之一。所以你看看氢，氢有一定的能量含量，你知道，氢的潜热。我们知道太阳的质量，因为我们知道它的尺寸。他无可辩驳地证明，太阳只能产生净能量大约两三千年。所以，所有关于深度的胡言乱语，因为显然太阳只能持续两三千年。如果你想到船长，这基本上是氢的化学能含量。而在一代人的时间里，一个坐在瑞士邮局的人，你知道，爱因斯坦当然，他弄清楚了所有这些看似无关的事情，就像，砰，就是这样。这就是让他感兴趣的东西，但这是量子物理学，这解释了另一个灾难。然后，另一个人，我的英雄，欧内斯特·卢瑟福，一位实验物理学家，做了一个最非凡的实验，那就是，好吧，他们有那些奇怪的岩石，它们会发射出粒子。事实上，他们称它们为阿尔法粒子，阿尔法是字母表中的第一个字母，因为这是他们发现的第一个东西。它们在做什么？所以他们把这些阿尔法粒子，我顺便说一句，我把这个展示给我的所有学生，因为这是关于如何成为一个好科学家的示范。所以他把这些阿尔法粒子，他是一位受过经典训练的物理学家，他了解动量散射等一切。他把这些阿尔法粒子，显然是某种能量，但他们无法完全弄清楚是什么。所以，让我们试着弄清楚，我们将用它来探测物质的本质。所以他把这些阿尔法粒子和非常非常薄的金箔。所以，他想看到的是，当它们穿过时，它们会如何散射，根据经典的库仑碰撞，根据经典力学，这将揭示物质电荷分布的本质，因为他们不知道，这些东西是从哪里来的，即使他们解决了电磁学问题，他们也不知道，是什么构成了电荷。非常有趣，继续。所以，他设置了什么？所以，事实证明，在这些实验中，他所做的是，因为这些所谓的阿尔法粒子，现在我们知道它们是其他东西，当它们穿过时，它们会偏转。它们偏转多少取决于它们看到的电场强度。所以他放了探测器，因为如果你放一块玻璃在前面，会发生什么？当阿尔法粒子撞击它时，它会发出一点点光，就像这样，它会发光一点点，一点点蓝色的闪光。所以他会训练他的学生，或者他的助手，无论当时他们是什么，你必须训练自己，因为你必须在黑暗中待上几个小时才能让眼睛适应。然后他们会开始实验，他们会坐在那里，数着这些东西，他们可以看到这个模式正在形成，这揭示了正在发生的事情。但实验还有另一个部分，那就是，就像，这是阿尔法粒子，这是源头，它们朝这个方向前进。他们可以告诉它们只朝一个方向前进，基本上是朝这个方向前进。你把所有这些都放在这里，因为你想看看它们如何偏转和弯曲。但你在实验中设置了一个对照。你基本上把玻璃板放在这里，因为显然一切都应该偏转，但没有东西应该反弹。这是一个对照实验。但他们看到了什么？他们看到了东西反弹。天哪，这不符合任何模型，任何想法，对吧？但卢瑟福拒绝忽视一个清晰的，他们验证了它。他坐下来，根据经典物理学，他做出了最非凡的发现，那就是原子核。这是一个非常非常奇怪的发现。我这么说是因为，从这个发现中，他可以推断出，为了让这些粒子反弹并击中这块板，它们撞击了某种比它们重的东西，而基本上，金箔中质量的 99.999% 存在于一个体积约为万亿分之一的物体中，那就是原子核。直到，你谈论，这有多么揭示性，就像这完全改变了你对宇宙的看法，因为原子核是一个非常违反直觉的、非直观的东西。就像，为什么所有的质量都集中在一个几乎为零的东西上？基本上，这是物质是空的，它全是空间。而这改变了一切。它改变了一切，直到你有了它，你知道，你有了蒸汽机，你有了电报线，你有了所有这些东西。但这个认识，打开了所有这些，激光，所有你认为的现代世界，我们使用的东西，它就建立起来了。所以，我想指出的是，已经有一个故事，有时科学的边缘有一些令人烦恼的事情，你知道，我们似乎拍拍自己的背，认为我们已经控制了一切。当然，顺便说一句，这也是恒星能量来源的起源。想想看，那是 1908 年。又过了 20 多年，人们才把这一点与恒星的能量来源联系起来，那就是原子核的重排，而不是原子。这就是为什么开尔文是错的，他只是，他使用了错误的假设。所以，快进到今天，这有什么意义呢？嗯，有几件事，比如，它们就在那里，在物理学中。我将指出其中一个非常有趣的事情。我们不知道宇宙中 90% 的质量是由什么组成的。所以，你知道，暗物质的搜索。它是什么？我们还没有发现它。宇宙中 90% 的质量是无法探测的。然后，你知道，暗能量。而且，黑洞也是进入这个领域的窗口。然后，黑洞，有时黑洞比这些东西更容易理解。所以，这一切告诉我们的是，我们不应该对我们认为自己什么都懂的想法感到傲慢。而且，你知道，谁知道下一个重大的智力洞察将是什么，关于宇宙如何运作。而且，事实上，我认为卢瑟福是那个被归功于至少那句话的人，物理学是唯一的真正科学，其他都是集邮。所以，他是我心中的英雄，但我稍微不同意。嗯，不，集邮也很重要，但你知道，你必须对科学进步的各个阶段的学科保持谦虚。物理学在 20 世纪取得了巨大的进步，但其他学科开始介入是可能的。但卢瑟福无法想象绘制人类基因组，因为我们甚至不知道 DNA，或者计算机，或者计算机。你可能没有深入思考计算。就像，这是一个疯狂的问题。如果人类的下一个伟大启示不是由人类大脑做出的呢？这似乎越来越有可能。然后你开始问关于科学的目的的深刻问题。例如，如果人工智能系统比人类设计出更好的核聚变反应堆，但我们不太理解它是如何工作的，而人工智能也无法，我们知道它有效，我们可以非常彻底地测试它，但我们不确晓确切的控制机制是什么，也许是化学，物理学，人工智能无法完全解释它，它对我们的意识来说是不可穿透的，基本上是试图将所有东西都整合在一起。然后，然后，好吧，现在我们生活在这样一个世界里，许多最大的发现都是由人工智能系统做出的。就像我们没有变得更大一样。我再说一遍，这是另一个观点，就像我教母出生时，这一切都不在我们面前。我们生活在一个惊人的时代。就像我的祖父用马耕地，我却能设计聚变反应堆。这是一个非常了不起的时代。但仍然有很多人。所以，我们会看看的。我们会看看的。我们会看看的。这是否在 100 年左右的时间里。也许会。我认为我们相当有韧性。是的，不，这是生活中的一个教训。它会找到出路的。
让我问你一个更大的问题。如果那些还不够大的话，让我们看看几百年，也许几千年。有一种叫做卡尔达肖夫等级的东西，它是一种衡量文明技术进步水平的方法，基于它能够使用的能量量。所以，一型文明，也许鉴于你所有的工作，这不再是一个有意义的尺度，但它非常关注聚变的自然来源，那就是我们，太阳。一型文明能够利用，收集地球上所有的能量。然后，二型文明能够利用太阳发出的全部能量，也许通过建造某种东西。那么，我们什么时候才能达到一型文明的地位？达到我们目前可能还有几个数量级的水平。总的来说，你是否会考虑这些事情？因为能源如此基础，不仅对地球上的生命，而且对生命向宇宙的扩张。哦，是的。所以，一个有趣的，在周末，我坐下来计算了一下，星际旅行意味着什么，拥有 DT 聚变。事实上，我设计课的一个内容是，如何使用一种特殊的聚变装置配置，不仅用于前往火星，而且用于殖民火星。因为你会谈论能源使用是文明的核心。所以，如果你想去火星，不是去参观，而是真正地留下人们，让事情发生。这些巨大的能量。那会是什么样子？它实际上也改变了你对如何做这件事的思考方式。哦，是的，我们确实做了所有这些有趣的事情，而且实际上相当现实。
所以，你认为将是核聚变驱动火星上的文明吗？嗯，我们考虑的是一种，所以，事实证明，有钍，这是一种重元素，所以它是一种所谓的肥沃元素。我们对火星的地质了解仍然很少，从深层意义上来说。而且我们知道，在地表上有很多这种东西。所以，我们考虑的一件事是，会发生什么，它基本上是一种聚变装置的组合，它实际上从钍中制造燃料。但潜在的能源是聚变本身。所以，这是试图巧妙地解决这些问题的一个例子。或者，你知道，这也意味着星际旅行，就像，哦，是的，这几乎是不可能的，从能量平衡的角度来看。这只是因为，你知道，你需要携带燃料才能到达那里。所以，你最终得到的是，去这些地方需要多长时间？而这就像令人震惊的，很长的时间。所以，我倾向于相信，宇宙中分散着外星文明。但我可能完全与它们隔绝。所以，你认为我们没有，这个星系里没有吗？所以，我想，我也有一个问题，你认为它们拥有核聚变吗？我的意思是，所有的物理学都一样吗？是的，所有的物理学都一样。是的。所以，这是费米悖论，大家都在哪里？嗯，有一些，你知道，最可怕的一个，我将指出，你知道，有数千万种物种在地球上。只有一种达到了复杂的工具使用阶段，我们可以开始利用自然的力量为我们所用。这是否意味着，基本上，几乎可以肯定有生命或 DNA 等价物或任何东西在某个地方。我的意思是，你只需要汤，你需要能量，你就会得到有机物和氨基酸的等价物。但你知道，地球上大多数生命仍然是惊人的，但仍然不那么有趣。我们是历史的意外吗？这是一个非常有趣的问题。它们非常罕见，非常罕见。然后，当然，还有另一部分，也是另一个可怕的部分，那就是，如果你看看费米悖论，我们达到了这一点。人类已经存在了多久？智人已经存在了，你知道，10 万年，20 万年。我们在这个时间线上对宇宙产生影响的能力，通过发出无线电波或以显著的方式改变自然，只有大约 100 年。而我们是，这是一个好问题。所以，它是否意味着，通过我们能够达到那种操纵自然并发现裂变或其他，或燃烧化石燃料的能力，这是否意味着你注定要失败？因为，根据定义，任何能够改变环境的物种，都会把自己推向极限。这是我能想象到的最令人沮丧的情景之一。所以，基本上，我们永远不会在时间上对齐，因为你有一个很小的文明窗口可能会发生，而你永远看不到它，因为你永远看不到它们，它们就像萤火虫一样散布在银河系周围，你永远看不到它们。然后它爆炸，自我毁灭，因为它的潜力。当我们说自我毁灭时，我们所要做的就是，基本上，如果我们人类都还在地球上生活，而我们所要做的就是回到 1800 年的技术水平。然后我们就对宇宙隐形了。所以，这是。
当我听到这一部分时，我想我也想谈谈这个，因为它实际上是来自科学的观点，关于它的意义，但对我来说，它也是另一个引人注目的驱动力，告诉我们为什么我们应该非常努力地不搞砸，就像我们处于一个独特的发现和创造它的能力的位置，而我只是不想放弃我们能够度过难关的想法。是的，我倾向于看到某种博弈论的力量，就像与“相互毁灭”一样，最终在每个人类身上，都有一种生存的欲望，以及一种合作的意愿，为了生存而互相同情，我认为，我的意思是，也许不是在人类身上，但我可以想象几乎无限数量的物种，其中这种欲望会压倒任何可以摧毁或重塑物种的技术进步。所以，我认为如果人类失败了，我希望他们不要失败，我看到了很多证据表明他们不会失败，但似乎总会有人幸存下来，然后你就会开始问为什么我们还没有见面，也许只是因为空间太大了，哦，空间，我以对数来衡量，我甚至无法想象，你知道，空间，这是非凡的，对吧？是的，它非常非常大。是的，我的意思是，地球上有很多地方，我最近第一次去了巴黎，是的，还有很多其他我没去过的地方，还有很多其他地方。嗯，我喜欢，你知道，有趣的是，我们对外星生命着迷，我们实际上已经在地球上拥有了外星生命，就像你想到围绕深海热泉形成的生物一样。我最喜欢的书之一是斯蒂芬·杰伊·古尔德的，如果你从未读过那本书，它会让你大开眼界，它讲的是生命的寒武纪大爆发，就像哦，你看着这些东西，就像我们作为一个物种存在的几率，就像当时的基因多样性更大，你知道，这大约是五亿年前或者什么的。这是一个改变思维的旅程，思考我们在宇宙中的位置。我必须说，再加上思想本身，是的，就是那种外星的，但几乎，嗯，几乎是我们自己的一个谜，我们仍然不理解它，帮助我们探索世界的机制本身仍然是一个谜。是的，所以理解这一点也将解锁，嗯，很有可能解锁我们理解世界的能力，也许还能制造出帮助我们娱乐世界的机器，制造工具，我的意思是，它已经做到了，我的意思是，我们理解世界的能力简直是荒谬的，几乎是，呃，[笑声]。那么，你会给年轻人或所有年龄段的人什么建议呢？那些在这个世界上迷失方向，寻找一份他们可以引以为豪的职业，或者希望过上他们可以引以为豪的生活的人呢？是的，我首先要说的是，不要放弃。我看到了这其中的许多方面，你知道，年轻一代似乎有一种绝望感，就像你知道，这几乎就像蒙提·派森的短剧，“我还没死呢”，对吧？我的意思是，是的，就像我们，我们还没到那里，我们，我们正处于一个你知道，你知道，你知道，不要说世界末日还有300天什么的，这不行。而我们的意思是，我们有一个健全的社会，已经想出了如何做一些惊人的事情，我们将继续做惊人的事情，但这不应该让我们对我们的未来以及他们的孩子的未来感到自满。而最终，我的意思是，这是一个令人震惊的遗产，想到我们所建立的一切，主要是通过使用碳燃料，就像人们几乎倾向于认为这是我们所做的邪恶之事。我认为这是我们所做的惊人之事，但我们亏欠自己，以及我们所建立的这个东西。让我谈谈世界末日，这是胡说八道。它实际上是这种生活方式和如此规模的文明的终结，以及执行我们今天谈论的这些事情的能力。我们是极其幸运的，我们正处于一个与我们历史上人类所经历的大部分痛苦相比，几乎是难以想象的境地。所以，不要放弃，好吗？但也要卷起袖子，让我们开始解决我们面前的重大问题，并找到真正的解决方案。你知道，我，我中的大多数都与我们如何使用能源有关，但这不仅仅是这样，它涉及到所有方面，比如，分布式能源如何将数十亿人，特别是西方国家以外的人们，从贫困中解脱出来，你知道吗？对我来说，这似乎是一个相当引人注目的，你知道，道德目标，对我们所有人，特别是对即将到来的这一代。然后是另一部分，那就是我们面前有可行的解决方案。以你热爱的方式运用你的才能，并且能够产生影响，而这只有通过乐观、希望和辛勤工作才有可能实现。是的，一个简单的问题，当然比核聚变容易，生命的意义是什么？我们为什么在这里？42，是42吗？不，不，我们已经讨论过物理学的优美之处，几乎有一种渴望问“为什么”的问题，为什么这些参数会有这些值。是的，这非常诱人。是的，这是一个有趣的深渊，作为一名科学家，因为我们是人们难以理解科学家对自己做什么的一部分，而伟大的科学家做的事情是非常违反直觉或非人类的。我们所做的是训练自己去怀疑自己，就像地狱一样，这就是一个伟大的科学家，我们怀疑我们看到的一切，我们怀疑我们所想的一切，因为我们试图，我们基本上试图关闭人类自然拥有的信念阀门。所以，当涉及到这些事情时，我可以发表我自己的评论，就像我个人看到这些关于生命比例的事情，我发表了一个评论，我说，嗯，你知道，我大脑的一部分只是说，是的，是的，因为我们是唯一有趣的多重宇宙，因为根据定义，它必须看起来像这样，你知道。但我必须说，在过去十年里，我也有过其他时候，发生了一些非常奇怪的巧合，就像你看着它，然后说，那真的是巧合吗？有什么东西在推动我们走向这些事情，而这是一种自然的人类本能，因为你知道，自人类诞生以来，我们一直将，你知道，你知道，人类的动机和需求归因于这些有点，你知道，经验观察，在某种意义上，在我们理解真正的解释之前，故事，神话，作为，作为我们尚未理解事物的良好近似。绝对是，从这个意义上说，你说的科学怀疑的对立面是，是相信这些故事。从科学的角度来看，它们几乎是愚蠢的，但即使是感觉，似乎爱是人类状况的一个基本组成部分，而那是什么鬼东西？作为一名物理学家，我去，你知道，这是一个可重复的现象，是由于一系列突触以特定的模式放电，所有这些，是的，你知道，这有点像，好吧，伙计，多么，你知道，多么令人沮丧，从这个角度来看，你可以有一个进化生物学的解释，但仍然有一种魔力。我的意思是，我看到科学家，我的一些同事也这样做，就像，灵性与科学相比是什么，等等。我自己的感觉是，你知道，作为一个科学家，因为我有幸能够理解我的前辈所做的事情，我也能够发现事物。作为一个科学家，我看到了这一点，你只是，只是，只是在我们的对话范围内，以一种奇怪的方式，这就是我的，这是我看到宇宙和自然时产生的敬畏之情，如果你不敬畏宇宙和自然，你就没有注意到。我的意思是，我个人的感觉是，如果我去珊瑚礁浮潜，我感受到的敬畏感比我在教堂里感受到的还要多。你注意到那里有一种魔力，整个事情的运作方式有一种魔力，它超出了你的想象，对我来说，这就是，然后我们有不同的词，我们称之为整体的或精神的，它们是如何联系在一起的。事实上，你问到的一个有趣的事情是，我认为最疯狂的事情之一是，我们的社会是如何运作的，就像，哦，看看，是的，就像，因为没有办法，你只想想美国，有3.3亿人像一台发动机一样运转，朝着实现所有这些目标前进，但真的没有人负责，真的没有。是的，这到底是怎么发生的？这有点像，这些，这些是数学和组织方面自动产生的，我认为，因为它们，它们有点，它们令人敬畏，而且会有不同的想法出现，我们分享它们，然后有，有团队的人分享不同的想法，这些想法相互竞争，就像想法本身就是这些不同的生物一样，最终，我们建造桥梁和核反应堆，并做这些事情。嗯，我必须顺便提一下我的女儿，她对此很感兴趣，她是一名应用数学专业的学生，她数学非常棒，假期里她给我看，她在做研究，基本上是关于思想和精神是如何在社会中传播的。是的，她正在建立一个应用数学模型，解释，她给我看模拟，她说，哦，看，看这个，我说，哦，哦，这就像政党是如何演变的，对吧？是的，即使这是一个相当，你知道，所谓的“简单”数学模型，它实际上并不是，就像，哇，也许她有机会在数学上推导出生命的意义的答案。好了，也许确实是42。嗯，丹尼斯，非常感谢你创造工具，创造系统，探索这个想法，这是人类最令人惊叹、最神奇的想法之一，那就是核聚变。我的意思是，这太有趣了。我的一个终生目标是让它变得，就像，它不是魔法，就像，它无聊透透了，这意味着我们到处都在使用它，对吧？是的，是的，而魔法则建立在它之上。是的，感谢你所做的一切，感谢你和我交谈，这是巨大的荣幸，这是一次迷人而惊人的谈话，谢谢，感谢收听丹尼斯·怀特的谈话，请查看描述中的赞助商以支持此播客，现在让我用阿尔伯特·爱因斯坦的话来结束，有两种生活方式，一种是好像什么都不是奇迹，另一种是好像一切都是奇迹。感谢您的收听，希望下次再见。