我知道我们不应该因为美国政府科学家在核聚变方面取得重大突破的消息而惊慌失措的所有原因。
当然,他们的数据表明,我们第一次实现了“点火”——一种传播的聚变反应,产生的能量比启动这个过程所需的能量还要多。但这些结果还需要证实,因为这不是第一次错误的数据引起人们对核聚变的错误希望。
假设这些科学家真的达到了点火的目的,即使只有万亿分之一秒,也需要一个由192个激光器组成的阵列,它们的体积如此之大,以至于它们所在的建筑物有10层楼高,三个足球场那么长。激光聚焦在一个由稀有氢同位素组成的微小燃料球上,这种燃料球不容易大量制造。由此产生的反应产生的能量只比吸收的多20%——这个数字甚至没有计算在达到目标之前浪费的能量,也没有计算在建造和运行巨型激光阵列上的大量能源投资。
这与核能的安全(不用担心如何处理乏燃料棒!)和丰富到“便宜到无法计量”的梦想相去甚远。自20世纪50年代以来,科学家们一直在追逐这个梦想,时间太长了,以至于它成了一个尖刻的笑话:“核聚变是未来的能源……而且永远都是。”现在,这句老话依然正确;反应产生的能量要比反应本身产生的能量多上百倍甚至几千倍,才能成为一种经济的能源。实现这一目标的障碍是巨大的,可能是人类有史以来最复杂的工程项目。
遵循梅根·麦卡德尔的观点
所以,现在让任何人穿着浴袍在家里跳舞,高唱“人人拥有清洁绿色能源!”,“但是……不,实际上,不管怎样,我都要跳快乐舞。”科学家们已经从聚变反应中获得了净能量。这可能是十年来最大的新闻。
你可能已经听说了,你实际上是由星尘组成的。你身体里的大部分原子都是在某个古代太阳的核心中锻造出来的,因为较轻的元素融合成较重的元素;你是星火和超新星的替代幸存者。现在你们的物种正在制造恒星——当然是很小的恒星,而且非常短暂,但尽管如此,我们正在慢慢地掌握创造我们世界的过程。这种从产品到生产者的转变将是不可思议的,即使它没有带来像从马力到化石燃料的转变那样深远的能源革命的希望。
我不会试图勾勒出稳定、可靠、无限可再生的清洁能源能在多大程度上改变社会。我无法预测,就像18世纪摆弄莱顿罐的学者无法预测冰淇淋蛋糕和社交媒体上的影响者一样。但他们最终释放出的能量——以及他们在蒸汽机上的同伴——使人类最繁荣的时期成为可能。
自从托马斯·纽科门(Thomas Newcomen)在斯塔福德郡(Staffordshire)的矿井上安装了他的原始蒸汽机以来的三个世纪里,我们从一个普通人仅能维持温饱、半数儿童在成年前死亡的世界,发展到一个大多数儿童都能活到15岁的世界,而且平均而言,他们比中世纪的国王更健康、吃得更好、享受得更奢华、生活得更舒适。显然,从贫穷到富足的旅程是由许多技术突破推动的,但所有这一切——从药物开发到光纤线路到水处理厂——之所以成为可能,只是因为一种新的能源提供了人类或动物肌肉所能承受的许多倍的能量。
正如安德鲁·迈克菲(Andrew McAfee)在他的书《从少到多》(More From Less)中指出的那样,从1800年到1970年,美国的国内生产总值(gdp)和能源消耗几乎同步增长。它们最终脱钩了,部分原因是燃烧碳氢化合物的成本迫使我们寻找节约的方法。但如果我们不需要节约呢?人类能为我们自己和我们的星球做些什么?
用低成本的海水淡化解决我们的用水问题?从空气中去除碳和其他污染物?把整个世界提高到西方的生活水平,甚至更高,而不用担心环境成本?
无论答案是什么,它都意味着更轻松、更美好的生活,人类繁荣的可能性更大。
是的,劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究结果还远远没有达到一个可行的核聚变反应堆。而这个团队的方法,也许不是最终通向融合电力电网的方法之一——如果我们真的能做到的话。
但这就是创新的运作方式。当托马斯·爱迪生(Thomas Edison)带着一个可以工作的灯泡走出实验室时,距离第一次关于电的科学实验已经过去了数百年,而在城市里闪耀着电灯之前,还要再过很多年。
人类的进步是一连串的失败和断断续续的部分成功的故事,几个世纪以来,这些成功加起来就是奇迹。如果利弗莫尔的研究结果成立,人类将朝着利用恒星的力量迈出一大步。无论这段旅程还需要多长时间,我们都可以为它的大胆而惊叹,为我们已经走了多远而惊叹。