2022年12月13日,美国能源部在一份声明中宣布:12 月 5 日,位于美国加州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)首次在使用激光的聚变实验中短暂地实现了净能量增益--在激光向目标输送2.05 兆焦耳的能量后,该实验产生了3.15 兆焦耳的能量输出,短暂地实现了所谓的聚变点火。来源EETOP
去年十二月,媒体上出现美国核融合研究突破的消息,引起了一些注意。对于核融合研究有所认识的人就会知道,这个消息不值得过分关注,英国有名的新闻杂志《经济学人》多年前做核融合研究的报导,开头用了两句话,「科学研究的正字标记,是实验的可以重复;核融合研究的正字标记,是一再重复的头版消息。」说得很好,也很内行。
面对日益增长的人口,日益匮乏的资源,核融合的成功,无疑是人类最值得寄望的能源新前景,但是由上世纪五十年代以降,利用核融合科技而产生的「氢弹」,早已试爆成功,利用受控制核融合技术发电的研究,却总是「只闻楼梯响,未见人下来」,原因无他,要核融合反应拘束在反应器中,使其受控的持续反应,并将释放出的热能转化为电能,其中困难是出乎想象的。
对社会大众而言,上世纪物理科学最重大的影响不是相对论或量子力学,是一九三八年在德国发现的原子核分裂反应,在对核分裂成就的世俗认定,其中贡献最大的犹太裔德国女物理学家麦特勒(Lise Meitner)却遭到忽视,让爱因斯坦大为不满。核分裂反应对人类文明带来巨大影响,除发展出有巨大毁灭力量的原子弹,更因大科学家费米(Enrico Fermi)领导发展出受控核分裂反应堆,进而有了核能发电。费米领导受控核分裂反应堆,起初的连锁反应不能持久,是吴健雄提供战前在柏克莱做的一项保密实验结果而解决,直到今天,吴健雄的这项贡献还用于核能电厂的反应器中。
费米领导完成人类头一个核反应堆有十三个成员,其中只有一位女物理学家倪欧娜(Leona Marshall),倪欧娜的科学贡献与吴健雄相去甚远,有个故事可为注脚。费米一次说起,「女性物理学家有两种,其中一些是女性,其他是物理学家。」在场的倪欧娜马上问,「我是什么?」费米说,「你很好。」
一九四五年由欧本海默 ( Robert Oppenheimer)领导的「曼哈顿计划」成功发展出原子弹后,被称为「超级炸弹」的「氢弹」已在进行,七年后「氢弹」的试爆成功,一般认为泰勒(Edward Teller)贡献很大,因此有人称他是美国的「氢弹之父」。其实就某种意义上来说,「氢弹」可以说是一个过时的名词,因为目前拥核国家的核子武器,是利用内部先引爆一个原子弹的热能震波,再产生一个核融合反应爆炸的武器。
上世纪二战之后,利用可控制核融合发电的研究便在大力进展,由于要把温度高达一亿℃的高温高压电浆,拘束在一个反应器中,并且持续产生核融合反应的难度太高,因此在核融合研究圈中流行着一句话说,核融合的成功是「十年到四十年」,这种说法几十年前如此,目前依然如此。核融合反应研究的耗资庞大,成功却是渺渺无期,因此时不时的就会出现所谓「反应输出能量超过输入能量」的「所谓」「大突破」消息,为的无非是争取未来一期的研究经费。
目前各国投入核融合发电研究的主流技术方向,利用的是由俄国科学家发展出来的「托克马克」反应器,简单说,就是利用高强磁场,把高温高压的电浆,拘束在有如甜甜圈的反应器内腔之中,使其发生核融合反应。过去半个多世纪,美、俄、中、日本以及欧洲联合等国都有自己的「托克马克」反应器,一九八五年我曾经在伦敦附近,参访过「欧洲联合核融合反应器」(JET),丁肇中还介绍我访问了当时的主任。目前由欧盟、印度、日本、中国、俄国、韩国和美国共同出资,在法国南部设立了一个ITER核融合计划,预计二〇三五年可以将电浆注入热核反应器中。
去年底宣称达成能量输出突破的美国加州劳伦斯利渥莫实验室,其实是一个以核子武器效能研究为目标的国防研究机构,其中巨大的雷射设施,目的也是为了确保美国庞大核子武器的效能,创立这个实验室的重要催生者,就是泰勒。
爱德华·泰勒(Edward Teller,原匈牙利名为Teller Ede,1908年1月15日-2003年9月9日),男,是美国著名理论物理学家,生于匈牙利,曾长期任教于加利福尼亚大学伯克利分校、芝加哥大学等高校。1952年,他与欧内斯特·劳伦斯共同创建了美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室,1959年又主持建立了伯克利空间科学实验室。爱德华·泰勒被誉为“氢弹之父”,但他本人对此称号并不在意,而除氢弹之外,他对物理学多个领域也都有相当的贡献。来源百度百科
我同泰勒较密切的接触,始于一九八八年在意大利西西里岛上艾瑞切小镇一个修道院改成的科学中心,泰勒受邀参加暑期的限制核武会议。一九九一年苏联解体后,泰勒再参与了会议,会议间我曾问他,冷战结束了,是否仍支持他向里根总统提议的「星战」计划。泰勒虽然签名支持废止核武追求和平的「艾瑞切宣言」,但不改他强硬右翼立场,当时他说,「冷战并未结束,他们还在造炸弹。」
一九九八到一九九九年,为写杨振宁传的访谈研究,我在美国停留一年,那年因美国指控早年由台赴美的物理学家李文和,是窃取核武机密的间谍,引起轩然大波,年岁很大的泰勒出来表示意见。泰勒是杨振宁芝加哥大学博士论文指导老师,两人交谊甚笃,因此同他联络,后在史丹佛大学附近泰勒家中有一次长谈。
二〇〇四年泰勒去世一年后,我在《联合报》副刊发表〈泰勒最后的呼唤〉长文,谈那回我们的长谈,也谈到泰勒传奇的一生。泰勒终生不二的右翼立场,以及一九五四年麦卡锡主导的国会听证会上,他受邀回答对于欧本海默的坦直看法,后来被美国自由派科学界的偏颇攻击,一直耿耿于怀。二〇〇一年他发表厚达六百多页的回忆录,其中用了整个一章十五页来说明那个听证会的详情,在听证会以及与我的长谈中,泰勒都用「白痴」来形容他面对复杂政治的愚鲁。
泰勒从来不喜欢「氢弹之父」的称号,在与我的长谈中,谈到一般认为与他一起解决氢弹爆炸计算难题的乌楞(Stan Ulam),说乌楞是一个「冒牌货」,让后来看到我文章的杨振宁都大吃一惊。
泰勒无疑是一个传奇又有悲剧性的人物。我很同意杨振宁所说,泰勒是一个中国人认为「讲义气」的人,一九九九年的那一次长谈,他也给我如此的印象。
作者:江才健,台湾著名资深科学文化工作者,曾为《中国时报》科学主笔,《知识通讯评论》发行人兼总编辑,现为台湾大学新闻研究所兼任副教授。
来源:《科学手记》2023年2月