開講啦李建剛演講：人類爲什麼要做人造太陽（177期）

人類爲什麼要做“人造太陽”

演講時間：2016年4月16日

——中國工程院院士李建剛在《開講啦》第177期的勵志演講稿

我們人類的自然能源，大約還能用兩三百年，即使是核能也是數百年的時間。我覺得能源危機帶來一個很大的問題，不光是能源本身，還有霧霾，就是環境的變化，那麼未來一定要有更好的清潔能源。科學家做了大量的研究，一種方法是可再生，就像太陽能、風能，但是它們有一個缺點就是不是你想要多少就能來多少，沒有太陽就沒有太陽能，沒有風就沒有風能，所以人類未來最終的解決途徑就是核聚變，太陽就是一個巨大的聚變體，幾十億年爲人類提供了光、熱。那麼我們怎麼才能實現可控的聚變呢？科學家想了很多種方法，希望在地球上實現“人造太陽”這一夢想。如果這個願望成真，那麼我們從海水裏提取一杯氘，它就可以產出三百公升汽油這麼大的能量。而且聚變非常乾淨，因爲聚變就是把兩個氫核放在一起，當溫度到了上億度以後，它們就會聚合在一起，出來的一個是能量，一個是氦，氦是清潔的。在過去的幾年中，我們就開始了中國“人造太陽”之夢，大家可以看一看，這個堆叫中國工程聚變熱核實驗堆，是我本人設計的。這個裝置的託卡馬克就放在那個主機裏面，在紅色的主機的中間，周邊是發電的功能。這一個裝置代表着中華民族騰飛和人類實現聚變的夢想，像一個展翅的大鵬。這就是一個完整的託卡馬克“人造太陽”裝置，我們做了30年。

爲什麼我去做這件事？我是1982年大學畢業，在大學裏學習很好，高一就上大學，二十歲大學畢業。我有個習慣就是每個禮拜五的下午到圖書館看書，那時候還沒有網絡。有一天我找到了一個小冊子，就講託卡馬克，總共就12頁。我當年在上學的時候，王元院士到我們學校去上課，就說看書要從薄到厚，從厚到薄，這是你們大學裏都要做的一件事情。這個小冊子我看了三遍，從薄到厚，從厚到薄，就是看不懂，不知道什麼是託卡馬克，我就問老師，老師說這是個好東西，有可能在未來的30年左右發電。我就勵志去做這件事情，所以我就考了研究生，考到了我們這個科學島上。那是一個很漂亮的島，在一個人造湖的中間。去學了以後我就發現，非常非常複雜，每天都有新東西，越學越覺得很有味道。我覺得這應該是我做的一件事情，覺得自己很幸運。聚變是人類的夢想，國家的需求和我作爲科學家的興趣，這些有機地結合在了一起。所以這件事情，我一直做了34年，現在還在做。

我相信你們在座的各位可能也不知道什麼是託卡馬克。大家都知道核聚變就是氫彈，實現氫彈也不是非常容易的，它的條件是要實現上億度。我們有什麼辦法能夠盛裝一團上億度的火球呢？如果我們可以用磁場把這一團火球懸浮起來，那麼這時候就有可能繼續給它加熱，蘇聯人把這種方法叫做託卡馬克。大家看過《鋼鐵俠》吧，《鋼鐵俠》裏面就有一個這樣的裝置，中間的這個球不是用有形的東西做的，而是用磁場把它做起來，那些發光的東西就能夠把它懸浮起來。溫度再高，只要通過懸浮，不碰到材料，那麼就不會被燒化。這個時候我們就不斷地再給它加熱，等達到了上億度以後它就產生能量。這就是磁約束，這個磁場，這個環境，就叫託卡馬克。

從1958年以後，全世界都在做託卡馬克。蘇聯人在70年代末做了一個叫T7的半超導託卡馬克，90年代初，他們要做一個更先進的作爲第二代，他們希望把第一代裝置送到其他國家。我們的前所長是霍裕平院士，他一聽到這個消息，立刻就說中國做聚變，不是爲了科學家寫幾個報告，中國做聚變是爲了真正解決我們一百年、兩百年後的能源問題，所以我們一定要做超導。他很快就跟卡達姆柴夫聯繫上了，就是俄羅斯的一個科學院的院士。霍老師就提出來用生活用品、羽絨服、牛仔褲、瓷器，大約四百萬人民幣去跟他換。再加上一起聊天的過程中，喝點伏特加，大家情緒都很高，很快就達成了協議，對方願意把價值1800萬盧布的第一個託卡馬克送給我們中國。

因爲科學無國界，我們想去做這件事情，就一定要站在巨人的肩膀上。大家可以看到這個裝置，在運之前，我們把它所有的部件都拆了下來。爲了做這件事情，我們所長用了我們全所上下兩年的工資，總共有四百萬，我們就勒緊褲腰帶。做聚變這件事，一個人是不行的，一定需要一個團隊。我們這個合肥超環做成了以後拍了一張照片，你們能找到我在哪兒嗎？中間的那個站在猴山上的，唯一穿西服的就是我。我一直說一點，這個團隊要相互支持，相護幫助，最重要的一件事情還要相互欣賞，你看到一個人都不喜歡他，都不欣賞他，在一起合作，這是不可能的事情。

經過三年半的時間，我們終於建成了這麼一個裝置，我們在上面做了很多很多的實驗。應該說比蘇聯科學家做得要好很多。蘇聯科學家當時只是驗證低溫工程跟託卡馬克是能夠用的，所以它只有一秒鐘的時間，大約一千萬度。我們在這個裝置上最高的溫度做到了五千萬度幾秒鐘，然後在一千兩百萬度的情況下，時間達到了最長的四百秒鐘，比法國人做得還好。

但是這還遠遠不夠，我剛纔說要真的實現聚變的話要到上億度，需要更長的時間，必須做新一代的全超導託卡馬克。2006年的時候，我們第一次建成了一個全超導託卡馬克，裏面有很多艱辛，有些關鍵的部件當時是進口俄羅斯的，壞了以後我們自己也不會修，所以要請俄羅斯專家來修。一修的話就有很多困難，我記得有一次，專家來了以後，一下飛機，大約在下午5點半的時候，我們把他接到現場，但是他非常不情願，他說：“我餓了，”我說：“行，我請你吃飯。”請吃飯後他又說：“我要喝伏特加，”“行”，我說。我也不太擅長喝伏特加，就陪他喝了。喝完伏特加以後，他還說不行，他說：“我已經坐了十幾個小時的飛機，很辛苦，我要去睡覺。”然後我們幾百人就眼睜睜地看着他吃飽了又去睡覺，我們就在那等。所以從那時起，我們這些人的心裏就在想關鍵技術部分一定要百分之百國產化，最關鍵的部件我們一定要自己做。