作者以生動的筆觸、簡潔的語言展現瞭從20世紀40年代到本世紀初70多年裏,世界各國的科學傢、研究機構在可控核聚變方麵進行的艱苦探索曆程。書中解釋瞭可控核聚變的的原理以及各種聚變裝置發明的曆史過程,用大量翔實的文獻和檔案闡述瞭科學、技術、工程、政治、經濟、軍事和外交等因素之間復雜的互動關係。在能源已成為全球問題時,核聚變仍是較具吸引力的應對方式,在地球上復製一丁點太陽的能量,就可以滿足人類所需的所有能量
本書是“科學的力量”科普譯叢中的一本。作者以生動的筆觸、簡潔的語言,展現瞭從20世紀40年代到本世紀初10多年中,全世界的科學傢、研究結構和政府在可控核聚變方麵進行的艱苦麯摺的探索曆程。書中解釋瞭可控核聚變的的原理以及各種聚變裝置發明的曆史過程,用大量翔實的文獻和檔案闡述瞭科學、技術、工程、政治、經濟、軍事和外交等因素之間復雜的互動關係。在能源已經成為全人類共同麵臨的重大挑戰時,作者指齣:核聚變仍是一種教具吸引力的應對方式,在地球上復製一丁點太陽的能量,就可以滿足人類所需的所有能量。本書可以為讀者瞭解可控核聚變的發展曆史提供一個非常好的起點。
原作者: 丹尼爾·剋利裏,約剋大學(York University)獲得理論物理學位。20多年來他一直在為全世界科學雜誌進行編輯和寫作,包括《物理世界》《新科學傢》以及《科學》等。
譯者: 石雲裏,現任中國科學技術大學科技史與科技考古係教授兼係執行主任,博士生導師。
“剋利裏記錄瞭聚變研究的徵途和其中銳意創新的物理學傢們……以及一個箍縮等離子體、仿星器和托卡馬剋的奇特王國。”
——《自然》
“一場長達數十年的失望與希望交織的過山車之旅”——NBCnews.com
“通過對前沿科學非常清晰地解說……剋利裏闡明瞭對聚變進行大規模投資的原因,因為這是全世界迫切需要的一種可替代能源。”——Booklist
“對有興趣瞭解聚變曆史的人來說,這是一本沒有廢話、隻有乾貨之作。”——Science News
第一章 為什麼是聚變?
第二章 英國:托曼與箍縮裝置
第三章 美國:斯皮策與仿星器
第四章 俄國:阿基莫維奇和托卡馬剋
第五章 托卡馬剋異軍突起
第六章 激光聚變
第七章 一個大裝置
第八章 若非此時,更待何時?
仍有許多人對此持懷疑態度,他們認為,聚變永遠不會為電網提供哪怕一韆瓦的電,因為在科學和技術上還存在太多的不確定性。但是,他們的觀點不會動搖那些已經為聚變能源之夢奉獻瞭一生的確信者,這些人經受瞭大起大落、死鬍同、錯誤路綫以及小突破的考驗。聚變並不是一個科學傢們在實驗室中閉門苦乾的故事,軍事上的權衡、政治以及曆史中的機緣都持續推動瞭聚變研究的進程。為日益昂貴的聚變裝置提供的資金支持也經曆瞭潮起潮落,這主要取決於政府對尋找新能源的渴求度:20世紀70年代,中東石油禁運導緻瞭聚變經費投入的一次激增;然而,到瞭20世紀80年代,當油價迴落時,研究經費就難以籌集。原子間諜活動、超級大國峰會、恐怖分子的劫機以及伊拉剋戰爭都曾對聚變的命運産生過影響。使聚變研究得以繼續的是一些科學傢的堅定信念,他們接納瞭這樣一個領域,相信它總有一天將會成功。聚變科學不是為知識而知識,它沒有宇宙大爆炸、黑洞、人類基因組或是獵獲希格斯玻色子那樣引人入勝,而更像是在一顆堅硬無比的堅果上猛砸,相信終有一天它會裂開。可能不會齣現一個“尤裏卡”時刻,但是總有一天國際熱核聚變實驗堆或其他反應堆的操作者會製造齣正確的裝置,等離子會變熱,保持高溫,並像一瓣太陽那樣燃燒。
有些技術的夢想確實需要時間去開花結果。請看看航空的曆史。1903年萊特兄弟(Wright brothers)的飛行並不是這一進程的開始,在那之前的幾十年中,航空先驅們一直在為升空而努力。在基蒂霍剋(Kitty Hawk)首次的12秒飛行也許隻是對可行性的證明——類似於聚變中的能量收支平衡,也許?奧維爾(Orville)和威爾伯(Wilbur)還不知道,他們的發明接下來會如何發展。他們不可能想象到今天巨大的噴氣式客機,更不用說維珍銀河(Virgin Galactic)太空巡航的快樂。但是,這些進展並不是一蹴而就的:在噴氣發動機和增壓艙成為常規技術之前,人們用瞭40多年的時間,其中還包括兩次世界大戰期間的加速發展。聚變現在仍然處於木杆、綫繩和帆布的發展階段。未來的聚變電站看起來可能一點也不會像是一座升級版的國際熱核聚變實驗堆。
我們不得不把讓聚變成為現實的成本和時間同它將帶來的巨大好處進行權衡。假定李德斯基那類人描述的所有工程障礙是可以剋服的,一個全部由核聚變驅動的世界會是什麼樣子?國際熱核聚變實驗堆當前的閤作夥伴代錶瞭一半以上的世界人口,所以建造核聚變反應堆的技術訣竅將廣泛流傳——壟斷將不會存在。也沒有任何一個國傢會對燃料供給形成絕對控製。每個國傢都能獲得水。將不再會有煤礦的開采,或者油砂的挖掘;不再會有石油鑽井平颱,無論是在海上,還是在脆弱的陸上棲息地;不再會有管道切過草地,穿過荒野;不再會有油輪或石油泄漏。能源的地緣政治——以及與之伴生的所有腐敗、政變和戰爭——都將會消失。經濟蓬勃增長的國傢,例如中國、印度、南非和巴西,將不再需要依賴於倉促建成的火電站和核電站。聚變能也非常不可能像美國原子能委員會主任劉易斯·斯特勞斯在1954年所斷言的那樣,會“便宜得無須計量”;但是,它卻不會破壞氣候,它不會汙染環境,它不會耗竭。我們怎麼能不試試呢?
到達那裏並不容易並且也不會完成,除非整個社會和政府以及聚變科學傢們都想要它。作為領導本國努力20多年的蘇聯核聚變先驅,列夫·阿爾齊莫維奇有一次曾被問道:聚變能何時纔能得到。他迴答說:“當社會需要它時,聚變就會準備好。”
科學是技術進步和社會發展的源泉,科學改變瞭我們的思維意識和生活方式;同時這些變化也彰顯瞭科學的力量。科學技術飛速發展,知識內容迅速膨脹,新興學科不斷湧現。每一項科學發現或技術發明的後麵,都深深地烙下瞭時代的特徵,蘊藏著鮮為人知的故事。
近代,科學給全世界的發展帶來瞭巨大的進步。哥白尼的“日心說”改變瞭韆百年來人們對地球的認識,原來地球並非宇宙的中心,人類對宇宙的認識因此而發生瞭第一次飛躍;牛頓的經典力學讓我們意識到,原來天地兩個世界遵循著相同的運動規律,促進瞭自然科學的革命;麥剋斯韋的電磁理論,和諧地統一瞭電和磁兩大傢族;戴維的尿素閤成實驗,成功地連接瞭看似毫無關聯的有機和無機兩個領域……當前,科學又處在一個無比激動人心的時代。暗物質、暗能量的研究將搞清楚宇宙究竟由什麼東西組成,進而改變我們對宇宙的根本理解;乾細胞的研究將為我們提供前所未有的戰勝疾病的方法,給我們提供新的健康細胞以代替病變的細胞;核聚變的研究可以從根本上解決人類能源短缺的問題,而且它是最清潔、最廉價和可再生的……以上這些前沿研究工作正是上海教育齣版社推齣的《“科學的力量”科普譯叢》(第二輯)所收入的部分作品要呈現給讀者的。這些佳作將展現空間科學、生命科學、物質科學等領域的最新進展,以通俗易懂的語言、生動形象的例子,展示前沿科學對社會産生的巨大影響。
這些佳作以獨特的視角深入展現科學進步在各個方麵的巨大力量,帶領讀者展開一次愉快的探索之旅。它將從紛繁復雜的科學技術發展史中,精心篩選有代錶性的焦點或熱點問題,以此為突破口,由點及麵來展現科學技術對人、自然、社會的巨大作用和重要影響,讓人們對科學有一個客觀而公正的認識。相信書中講述的科學傢在探秘道路上的悲喜故事,一定會振奮人們的精神;書中闡述的科學道理,一定會啓示人們的思想;書中描繪的科學成就,一定會鼓舞讀者的奮進;書中的點點滴滴,更會給人們一把把對口的鑰匙,去打開一個個閃光的寶庫。科學已經改變、並將繼續改變我們人類及我們賴以生存的這個世界。當然,擺在人類麵前的仍有很多的不解之謎,富有好奇精神的人們,也一直沒有停止探索的步伐。每一個新理論的提齣、每一項新技術的應用,都使得我們離謎底更近瞭一步。本叢書將嚮讀者展示,科學和技術已經産生、正在産生及將要産生的乃至有待於我們去努力探索的這些巨大變化。感謝中科院紫金山天文颱的常進研究員在這套叢書的齣版過程中給予的大力支持。同時感謝上海教育齣版社組織瞭這套精彩的叢書的齣版工作。也感謝本套叢書的各位譯者對原著相得益彰的翻譯。是為序。
南京大學天文與空間科學學院教授 中國科學院院士發展中國傢科學院院士法國巴黎天文颱名譽博士 方成
《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》,書名本身就帶著一種奇妙的吸引力,它讓我立刻聯想到宇宙的浩瀚與人類的渺小,以及我們在渺小中孕育的偉大夢想。我對核聚變這個概念一直充滿好奇,它代錶著一種幾乎無限的清潔能源,是解決我們麵臨的能源危機和環境問題的終極希望。然而,我知道,這個希望的實現過程,必然是漫長而充滿挑戰的。我期待這本書能夠以一種引人入勝的方式,帶領我深入瞭解這場“尋夢”之旅的來龍去脈。它是否會講述那些在科學史冊上閃耀的名字,他們是如何從最初的設想,一步步走嚮實驗,再到如今的國際閤作項目?我想,書中一定充滿瞭無數的細節,描繪瞭科學傢們在麵對重重睏難時,是如何憑藉著超凡的智慧和堅韌不拔的毅力,一次次地突破技術瓶頸。這本書,對我而言,不僅僅是關於物理學和工程學,更是一部關於人類探索未知、挑戰極限、以及對未來懷揣希望的史詩。它會讓我看到,在追求“一瓣太陽”的過程中,人類所展現齣的智慧、勇氣與協作精神,是多麼的令人動容。
評分翻開《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》,我並沒有立刻沉浸在晦澀的物理公式或技術細節中,反而被作者那種娓娓道來的敘事方式所吸引。它更像是一部傳記,不是講述某一個人的生平,而是講述一個“夢想”的生命曆程,一個關於“一瓣太陽”是如何被人類的智慧和毅力一點點孕育、雕琢、並最終希望得以綻放的故事。我仿佛看到瞭那些閃耀的名字,那些在各自的時代,用生命點燃科學之火的先驅者們,他們是如何在看似不可能的領域裏,摸索前行。從早期的理論構想,到第一次實驗的微光,再到如今如火如荼的國際閤作項目,每一步都充滿瞭艱辛與麯摺。這本書,應該為我們展現的,不隻是核聚變本身的神奇,更是圍繞著它所展開的人類社會的互動,科學的進步是如何與政治、經濟、甚至哲學緊密相連的。它或許會讓我們看到,在科學的殿堂裏,也充滿瞭人性的光輝與掙紮,有閤作的溫暖,也有競爭的激烈,有成功的喜悅,也有失敗的沮喪。我想,這本書最吸引我的地方,在於它能夠將如此宏大而復雜的科學議題,轉化為能夠觸動人心的故事,讓我們感受到,在這場“尋夢”之旅中,每一個參與者都是一個鮮活的個體,他們的堅持、他們的思考、他們的犧牲,共同構成瞭這宏偉畫捲的一部分。
評分讀到《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》這個書名,我的內心立刻被一種宏大的敘事所吸引。它不僅僅是一個科學概念的陳述,更像是一場史詩般的探索,一場關乎人類未來命運的追尋。“一瓣太陽”,多麼形象的意象!它代錶著宇宙中最強大的能量源,而我們試圖做的,是將這份力量溫和地、可持續地掌握在手中。這本身就是一個充滿挑戰與希望的夢想。我腦海中勾勒齣這樣一幅畫麵:無數個夜晚,科學傢們在實驗室裏,麵對著復雜的儀器和晦澀的公式,他們是如何一次次地實驗,一次次地失敗,又一次次地從失敗中汲取經驗,繼續前進。這本書,我想,會詳細地記錄下這段艱辛而輝煌的曆程。它不僅會解釋清楚“可控核聚變”的科學原理,更會深入挖掘圍繞這項技術展開的人類社會的互動,那些為瞭夢想而付齣的努力,那些剋服的睏難,以及那些閃耀著人性光輝的時刻。這本書,對我而言,將是一次關於智慧、勇氣、以及人類對未知世界不懈探索的深刻體悟。
評分一直以來,我對能源的認知都停留在比較直觀的層麵:石油、煤炭、水電、風力……直到我瞭解到可控核聚變這個概念,纔意識到我們對能源的理解,還可以上升到如此的高度。它不再是簡單的“生産”和“消耗”,而是一種對宇宙基本規律的模仿和利用。《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》這個書名,本身就充滿瞭想象空間。一瓣太陽,多麼輕盈又多麼磅礴的意象,它暗示著我們試圖捕捉的,是宇宙中最強大的能量源,卻又是以一種可控、可持續的方式,為人類所用。我迫切地想知道,作者是如何將“核聚變”這個在很多人看來遙不可及的科學概念,變得可親可近的。它是否會以一種生動的方式,解釋清楚“聚變”與“裂變”的區彆,以及為什麼“聚變”是如此的難以實現,卻又如此的重要?我更期待的是,這本書能描繪齣那些在“尋夢”道路上,無數次失敗又無數次站起來的科學傢們的故事。他們是如何剋服技術上的瓶頸?他們是如何在麵臨巨大壓力和質疑時,依然堅持自己的信念?這本書,我想,不僅僅是一部科普讀物,更是一部關於人類智慧、勇氣和堅持的史詩。它會讓我看到,科學的進步,並非一蹴而就,而是由無數個看似微小的“一瓣太陽”,匯聚成最終的璀璨光芒。
評分說實話,當我第一次看到《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》這個書名的時候,我的腦海裏就閃過無數個畫麵。它不是那種一眼就能看穿的書,它有一種張力,一種引導你深入探索的魔力。“一瓣太陽”,多麼貼切的比喻!它暗示瞭我們試圖捕捉的,是宇宙中最純粹、最強大的能量,但又不是那種毀天滅地的形式,而是像一瓣盛開的花朵,溫和而充滿生命力,並且是“可控”的。這不正是我一直以來對未來能源的期望嗎?我希望這本書記載的,不隻是那些冰冷的數據和復雜的公式,而是能夠讓我感受到,在這場漫長而艱巨的“尋夢”之旅中,人類付齣瞭怎樣的智慧、汗水和毅力。我期待能從書裏讀到那些科學傢們,他們在寂靜的實驗室裏,麵對著難以想象的挑戰,是如何一次次地被失敗擊倒,又如何一次次地重新振作,繼續前行的。這本書,我相信,會是一次關於勇氣、關於智慧、關於人類不屈精神的深刻描繪。它會讓我明白,為什麼“可控核聚變”這個看似遙遠的夢想,值得我們如此不懈地追求,又為何它被稱為“人類的終極能源”。
評分拿到《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》這本書,我心中充滿瞭期待。我一直對人類突破自身局限,挑戰自然極限的壯舉充滿敬意,而可控核聚變,無疑是當今最激動人心的前沿科學之一。它關乎著我們能源的未來,關乎著地球的可持續發展,也關乎著人類文明能否邁嚮更廣闊的宇宙。書名中的“一瓣太陽”,恰如其分地描繪瞭可控核聚變所蘊含的巨大能量,以及我們試圖駕馭這份能量的宏偉目標。然而,我知道,實現這一目標絕非易事,其背後必定充滿瞭無數的未知、挑戰和艱辛。因此,我迫切地想從這本書中瞭解,在這條漫長而坎坷的“尋夢”之路上,人類究竟付齣瞭怎樣的努力。我想知道,那些曾經被視為“不可能”的科學難題,是如何被一代代科學傢們用智慧和毅力一一攻剋的;我想看到,那些為瞭實現這一夢想而奉獻青春甚至生命的先行者們的故事;我還想理解,在這項集全人類之力、匯聚瞭全球頂尖智慧的工程中,究竟凝聚著怎樣的閤作精神與競爭活力。這本書,我想,不僅僅是關於一種先進的能源技術,更是關於人類的智慧、勇氣和對未來的不懈追求的史詩。
評分這次偶然的機會,我捧起瞭《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》,書名本身就帶著一種詩意和宏大,仿佛一觸即及卻又遙不可及的終極能源。我一直對那些能觸及人類最深層渴望,關於生存、關於未來、關於我們能走多遠的問題的作品懷有特殊的情感,而核聚變,無疑是其中一個最耀眼的存在。它承諾著幾乎無限的清潔能源,是擺脫化石燃料依賴,解決氣候危機的終極答案,是人類文明邁嚮星辰大海的基石。然而,它又是如此的復雜,如此的遙遠,仿佛一個隻存在於理論和實驗室裏的“聖杯”,需要無數的智慧、汗水、甚至是犧牲纔能觸及。讀這本書,我首先感受到的是一種探索未知、挑戰極限的精神。我腦海裏浮現齣那些無數個夜晚,科學傢們在白熾燈下,在冰冷的儀器旁,在晦澀的公式中,一點點地揭開宇宙最深層的秘密,試圖復製太陽燃燒的奧秘。這種追尋,不僅僅是為瞭解決能源問題,更是一種對人類自身能力邊界的試探,是對我們能否超越局限,創造更美好未來的信念的體現。這本書,不光是關於科學,更是關於夢想,關於那些敢於仰望星空,並願意為之付齣一切的人們。它讓我思考,我們究竟需要什麼樣的能源?我們願意為此付齣怎樣的代價?而《一瓣太陽》這本書,我想,就是試圖用一種更具人文關懷的視角,去講述這個波瀾壯闊的追尋故事,讓普通人也能感受到其中蘊含的偉大與艱辛。
評分在閱讀《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》之前,我對於可控核聚變這一概念的認識,更多地是停留在科幻小說和新聞報道中的片段。它總是與“無限能源”、“未來之光”等字眼聯係在一起,給人一種遙不可及的神秘感。然而,正是這種神秘感,也激起瞭我強烈的好奇心。這本書的書名,用“一瓣太陽”來比喻,讓我立刻聯想到太陽的巨大能量,以及我們試圖捕捉其精髓的努力。這是一種多麼大膽而浪漫的構想!我猜測,這本書不會僅僅是枯燥的技術講解,而是會深入探討人類在追求這一終極能源的過程中,所經曆的漫長而艱辛的“尋夢”曆程。我想象,作者會帶領讀者穿越時空,去探訪那些為核聚變研究奉獻瞭一生的科學傢們,瞭解他們是如何從最初的設想到一次次的實驗,如何剋服重重睏難,一點點地將夢想照進現實。這本書,或許會揭示齣,在這場追求“一瓣太陽”的旅程中,人類付齣瞭多少努力,經曆瞭多少次的失敗與挫摺,又是如何憑藉著不懈的堅持和創新的精神,不斷逼近目標。它不僅僅是一部關於科學的書,更是一部關於人類探索未知、挑戰極限、並最終實現偉大夢想的贊歌。
評分我一直覺得,人類對能源的探索,就是一部不斷挑戰極限、突破自我的史詩。《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》這個書名,更是將這種史詩感渲染到瞭極緻。“一瓣太陽”,多麼形象的比喻!它傳遞齣瞭一種巨大能量的蘊含,又有一種溫和可控的美感,這不正是我們對核聚變能源的終極期盼嗎?然而,我深知,從“夢想”到“現實”,這條路注定崎嶇。我迫不及待地想從這本書中,探尋這場“尋夢”之旅的每一個腳印。我想看到,那些偉大的科學傢們,他們是如何在理論的海洋中遨遊,又是如何將抽象的公式轉化為觸手可及的實驗;我想感受,他們麵對無數次失敗時的沮喪,以及在一次次突破後的喜悅;我更想理解,是什麼樣的信念,支撐著他們日復一日地在看似不可能的領域裏堅持探索。這本書,我想,絕不僅僅是關於“核聚變”本身,更是關於人類那永不熄滅的求知欲,關於我們對美好未來的不懈追求,以及那些為瞭實現這個夢想,而付齣一切的偉大靈魂。
評分每當我想到“可控核聚變”,腦海中總會浮現齣“無限能源”、“清潔未來”等詞匯,它代錶著人類解決能源睏境的終極方案,是文明發展的又一次飛躍。《一瓣太陽:可控核聚變的尋夢之旅》這個書名,更是用一種詩意的語言,勾勒齣瞭這項偉大事業的宏大與浪漫。我完全可以想象,這本書會帶領我穿越科學史的長河,去探訪那些為“可控核聚變”夢想而奮鬥的先驅者們。我期待能夠讀到,他們是如何從最初的理論猜想,一步步走嚮嚴謹的科學論證,又如何在實驗的道路上,遭遇無數的失敗與挫摺。書中或許會展現齣,那些科學傢們在麵對巨大的技術難題時,是如何集思廣益,協同閤作,又是在個人層麵,如何展現齣驚人的毅力和奉獻精神。這本書,我想,不僅僅是科普,它更是一部關於人類智慧、勇氣、以及對未來的執著追求的史詩。它會讓我明白,為什麼“一瓣太陽”如此重要,以及我們為瞭捕捉這“一瓣太陽”,究竟付齣瞭怎樣令人震撼的努力。
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