可控核聚變若研究成功,除影響能源,對其他技術方面是否有重大影響?例如對納米技術,量子計算,航天等等?

希望能稍微說的詳細些,具體從哪些層面產生影響,會導致怎樣的結果


謝邀。

現在可控核聚變最大的技術難題,就是如何把一個巨大的能量束縛在一個微小的空間內,讓他達到臨界溫度自發產生核聚變。這也是為什麼球狀閃電這麼重要,因為球狀閃電就是一個圓球狀的電漿,蘊含巨大的能量,但是並不會迅速逸散,理想的聚變反應堆就是一個巨大的球狀閃電。這個技術難題一般歸類於Plasma Physics或者Nuclear Engineering,一般的核物理或者粒子物理方向是不研究可控核聚變的。

如果這個技術能夠突破,我感覺對太空梭引擎應該是有幫助的,納米技術方面我覺得沒什麼幫助。至於量子場論,如果能夠人為製造球狀閃電,可能會造成一種比現在的轟擊靶粒子更有意思的加速器,可能能夠還原宇宙大爆炸初期的能量形態,應該還是會有幫助的。


能源就是最大的影響。

石油、燃氣,太陽能,風力,輸電等等能源相關,全都不再需要,不再具有研究價值。

所有車輛不再需要輸入能源,直接一個小型聚變電池,就用到報廢。

凡和能源相關的納米技術研究,全都不再需要。比如太陽能,清潔能源之類的納米技術,現在占納米技術研究的很大一塊,全都會失去價值。核聚變本身就清潔,不再需要這些昂貴的其它清潔能源。

對量子計算,沒有直接的影響。各是各的。

航天,想都想得到。現在航天就是受限於能源。核聚變實現,航天幾乎就不再受能源限制。

人類現在幾乎所有的物質活動,幾乎都是能源需要。除了吃飯相關外,其它的物質活動,幾乎都是和能源相關。

只要實現核聚變,人類文明就跨入一個新紀元,脫胎換骨。好比從農業文明,進入工業文明。必然會進入星際文明。


首先,假設兩個基本公理:

1、人類文明發達程度 和 生產力 是正相關的,生產力 = 生產效率 x 勞動力。

2、生物是低熵體,文明就是熵降的過程,熵降低需要能量。(熵降可以看做能量轉化成"低熵勢能")

由上述兩個公理可以推出:

我們說某個文明生產力高,就是降低熵的能力更強,能夠更多更快的把外界能量轉化成"低熵勢能"。

在遠古時期,勞動力數量是有限的固定的,全文明固定下的能量僅等於所有原始人經過消化道固定下的能量。

後來人類學會使用火,能開始利用其他物質的內能,將之固定位"低熵勢能"

後續文明發展過程大同小異…

上述模型中,生產效率取決於每個勞動力所能掌控的能量。

於是得出

生產力 = 能量 x 勞動力。

解決了這兩個問題,生產力就能提高。

近現代,工業2.0和工業3.0進一步揭示了這種關係,而且打破了勞動力與人口的固定關係,自動化技術使勞動力數量脫離了人口的鉗制,使勞動力可以被製造。

從工業2.0到工業4.0,每一次都是勞動力對人口的進一步擺脫,能量可以轉化為勞動力。可以看做 智能化係數S 的提高

由上述可以得出:

1、

勞動力 = 能量 x 智能化係數 + 人口 x 勞動力比例

在此公式中,傳統勞動力人口較為有限,不能爆炸式增長,可以看做常數,設為M,在未來的某一天,前者足夠大後,這個常數可以忽略。

2、

生產力 = 能量 x 勞動力

= 能量 x(能量 x 智能化係數 + 傳統勞動力常數M)

未來,這個公式會變成:

生產力 = 能量2 · 智能化係數

由此預測,影響未來人類文明的兩個重要科技:

1、可控核聚變

2、人工智慧

這兩個方向如果能有突破,生產力就會爆炸式增長,也就是文明的發達程度也會爆炸式前進。屆時整個世界的生產生活方式都會發生巨大變化。


我比較贊同 @芙蘭朵露 的說法:「現在可控核聚變最大的技術難題,就是如何把一個巨大的能量束縛在一個微小的空間內,讓他達到臨界溫度自發產生核聚變。」

其實我覺得不是可控核聚變帶來什麼技術變革,而是技術變革,帶來可控核聚變。(至於社會變革,我不會分析)

我想到的是,當我們有技術可以束縛核聚變巨大的能量時,當然也可以把這種技術應用到粒子加速器上,這樣子,粒子對撞機的能級可以更接近普朗克能級,也許可以發現超對稱粒子?或者發現別的一些現象,實驗有了突破,理論自然就能跟上,大統一理論就不再是猜測了。

類似的,還可以用到武器上,這個其實是最可能先用上的。


如果能源的成本為零,那所有現在所謂的稀有元素都會不值錢,因為可以人工合成。所以物質世界必然極大改觀。

更進一步,當能源不值錢了,一起東西的真正成本就剩下人的時間了,就是人工費。那麼這樣馬克思的勞動價值理論就真正成立了。。。也就是說,社會結構,制度文化層面也會有革命性的變化,消滅資本家在此一舉。。。

那麼未來稀缺的會是什麼呢?


聚變堆很難造,氘儲量無窮,可鋰儲量有限,聚變電站意義在於可持續性一次能源,而非廉價。


人類一直使用的能源都依賴於地球,或者是它的產出,或者是它的位置(太陽能)。在可預見的未來,可控核聚變是人類擺脫地球乃至太陽系依賴唯一的可行之道,我認為賦予它怎樣高的地位都不為過。

至於影響,那肯定是全面的,就像電曾經引發的巨變那樣。


很多回答太想當然了,對你的生活影響不大,對全人類而言,能源危機將不復存在,深空探索成本會變低,但也不會白菜價,僅此而已。

輸電要錢嗎?當下一度電的上網價是2毛多,但是零售價在6毛1,三檔1塊,工業和商業用電更貴。

電站建設和維護要錢嗎?當下除了煤電外,水電,風電,光伏,核電的材料獲取價格幾乎為零,但是呢,發電成本有些未必比煤電要低,有些低不了多少,因為涉及電站的建設費用攤薄和維保費用。

至於人工合成元素更離譜了,即便在能源免費的前提下,如果無法建成恆星級別的反應堆,合成元素就是空談。


謝邀,其他答主說的都很好。

我想從「微觀角度」的改變說一下。也就是有了核聚變以後,得到的能量如何化整為散,進而運用到生活上,對我們最熟悉的生活造成改變,主要集中在化學化工這一塊。

先留個坑,這周末更。


跟學校研究磁約束核聚變的老師聊過這些問題

結論是就現狀來看,短期(幾十年內)不會有太大的影響

對可控核聚變能源的需求並不十分強烈,化石能源雖然說著污染高,不可再生,但實在是架不住便宜

化石能源實在是太過便宜導致對新能源的需求其實並沒有紙面上說得那麼高

對相關的研究投入也有限

ITER項目也是一直因為經費問題不停延期,說到底還是需求沒那麼強烈

以當前的技術造出來的可控核聚變能量輸入輸出比值才勉強超過1而已,實現是可以實現,但根本沒有商業化和實用化價值

接下來就是看怎麼樣去一步一步解決技術問題,提高能量輸入輸出比值,降低建設成本

成本要降低到能與現有的其他能源有個比較的程度

(不然幾千億投進去建一個聚變發電站發的電還不如傳統裂變站多)

然後才會慢慢走進應用和生活

不會有什麼一個問題一下解決了,突然就翻天覆地了

這個變化必將是一個長期而緩慢的過程


其實邀請我,是你的錯。胡亂說一下。

可控核聚變說白了就是人造小太陽??。

可控核聚變一旦成熟,人類取得能源就發生質的跨越。宇宙能量轉化更多是進行核聚變,年輕的恆星無一不進行著核聚變。而且在銀河系尺度來說恆星就是可控的核聚變,恆星的核聚變就被約束在一定範圍內,有一定的時空尺度。

其實人類何必要自己去造小太陽呢?現成的一個可控核聚變裝置上蒼已造好,就是真正的太陽。關鍵是怎麼利用太陽能量的問題?

人類世界當今的可感知物質,就算元素周期表每個元素,無一不是由氫元素聚變而來。你的身體的每一元素都是宇宙某恆星核聚變合成出來的,你的左手骨骼中的鈣元素和右手骨骼中的鈣元素可能來自不同的恆星。

可控核聚變一旦掌握,元素合成就成為可能,儘管人類現在在乎的是能量的取得。也許地球什麼貴重就核聚變出什麼,取得能源的同時,得到稀有元素,到時候稀土不稀有,貴金屬不貴。

從量子等級的很多現象看,能量、信息無處不在,而且可以隨意轉換!能量傳輸、轉化在量子等級也許就那麼簡單,只是規律還未被人類掌握而已。也許毛澤東所預言的物質無限可分是對的。

世界本質就是能量。

可控核聚變與量子力學或者量子計算機估計關聯不強。

可控核聚變對航天未來100年可能有用。

可控核聚變對納米技術可能牽強。納米技術會在可控核聚變成熟前就很強大。可控核聚變因為發展到高級階段可以合成任何元素,只是順便產生一種納米材料新型製造方法而已。到時候的超級3D印表機就以氫氣為原材料列印出超級鈦合金構件,順便給你的飛船提供超級能量。

人類掌握了可控核聚變會最終發展為人類掌握了宇宙能量的本質。雖然這可能要上萬年。掌握了能量的本質,任何微觀或者宏觀的電磁力均掌握了,這才是真正的超人,你可以穿牆過壁,過鋼鐵如在水中。最終你可以改變物質的形態。到時候,納米算什麼,臘模立馬變成貴金屬首飾。點石成金不再是傳說。

最本質上來說,世界就是電磁的世界,電磁讓世界上的物質有形狀和邊界,有決定了有無,而每一有形的、無形的「物」只是一種電磁力,這種電磁力的重組,需要吸收能量和釋放能量。由氫元素到氦元素,再到更高原子量的元素就是核聚變,電磁場改變而已。電磁改變物質,物質產生能量,能量產生電磁……人總是在折騰,但這折騰的意義何在?

再說,太陽這樣的恆星,有可能只是高等級宇宙生命的可控核聚變而已。地球只是這些高等級生命的可控核聚變裝置的附帶產生的一個東東,人類不過寄生在上面細菌。哪天,宇宙高級生命要停止這個可控核聚變裝置,人類生存環境立馬變化,人類就消失了。

如果以恆星為原型生產可控核聚變裝置,也許縮小版的太陽系就是可控核聚變裝置,只是這個裝置怎麼點燃?怎麼供料?怎麼控制?……輻射能量溢出是否滿足人類的需求?無用輻射怎麼用磁場約束回去?老子說:「道法自然」,人類研究透徹了宇宙,造那麼一個可控核聚變裝置就是自然而然的了。

也許,正確的道路應該是,製造一種儲能物質或者裝置,靠近或者逼近太陽,儲存太陽的能量,帶回地球,要用時拿出那麼一點點,就持續供給一個大城市10年的能量。有這種物質嗎?如果沒有,何不試試反物質,據說反物質變成物質,釋放巨大的能量。帶些物質帶到太陽附近,利用太陽的巨大能量生產幾百克或者上千克反物質,帶回地球能量不就有了。到時課題(問題)變為反物質的生產、儲存與可控反物質可控能量的釋放利用。

有些亂說,像科幻。


謝邀。可控核聚變如果能實現,不僅僅會對各種技術方面產生巨大影響,對人類的文明本身,包括政治、經濟也都會產生巨大的影響,這相當於人類從農業文明跨入到工業文明這樣級別甚至更高的質變。


可控聚變這個大方向下還包括很多分支的研究話題,像磁約束聚變,慣性約束聚變,磁慣性約束聚變,激光碟機動約束聚變,粒子束驅動約束聚變以及其他的一些技術門類。

其中的激光快點火和激光等離子體相互作用的研究可以帶動激光等離子體武器的研發,粒子加速器中的激光尾場加速技術,超短激光脈衝的製備技術和激光技術的大部分方向。

對於粒子束等離子體相互作用的研究,可以帶動天體物理的發展,從而提高人類對太陽活動的認知,航空航天中宇宙輻射對人體的影響,以及重離子醫療技術的發展,粒子束驅動的等離子體加速。

在材料方面,可控聚變還可以帶動新型的核材料的發展。

可控聚變是一個內容比較豐富的領域,它的很多研究是跟其他領域相通的,聚變科學的很多研究產物可以帶動相關學科的發展,跨越物理系,材料學,力學。對可控聚變的研究開始於上世紀中後期,其成果影響國防,能源,醫療技術等方面。


山西煤商表示強烈譴責

鍋爐供暖場表示強烈譴責

中東各國表示強烈譴責

以色列滴水農業宣布破產

直接改為噴水農業

某些佔領油田的恐怖組織將發達國家的核聚變堆宣布為「撒旦」,必須炸毀

有色金屬冶煉廠表示歡迎

鋼鐵冶煉廠開始研究電解冶鋼

gtx1080用戶表示歡迎

超頻玩家為自己的u裝好了空調

後來發現還是液氮又便宜又好用

核聚變所伴隨的絕對不止無限能源,還有許多無解的技術。已經不是科幻小說里的會成為現實了,輕小說的都說不定。


點燃神火


謝邀。當一件事物從不可控變為可控的時候,其在專業領域的利用率會產生翻天覆地的變化。有高贊答主舉例了球狀閃電的例子,而當特斯拉研究交流電項目的時候,還是愛迪生直流電的時代。到今日,交流電的應用和意義,以及對人類社會的改變,我已不必盡數。

有幾點重要的意義是一定的:

1、核能源的更為廣泛化的利用。核聚變可控之後,對日常能源將開始具備可替代性的進一步研究。不要這兩者毫無關聯,蒸汽機發明的時候,也是一堆廢鐵,直到出現了瓦特的改良機。所以一旦可控性達成,改進和遞進式利用研究,將會在十年之內有大規模的發展。人類就是這樣的生物,一旦給出一個可行性的方向,這個方向將會被研究到極致。人類缺乏的不是研究力,而是發現。

2、航天能源的更新。航天上最被人們好奇的問題,其實就是是否可以達到空間摺疊,也就是所謂的蟲洞能否在航天上被證實。而目前只有可控核聚變之後,才能將這個理論的變得可實現的範疇當中。就像原子彈不發明,誰也不知道愛因斯坦的公式到底能牛逼到什麼地步。

3、量子計算。建立的前提的理論物理的認識,當下理論物理的尚有太多瓶頸和畫餅層面,具體意義還不好說。

總而言之,我的觀點,跟高贊答主不同,我不認為這是一個雞肋的方向。可控核聚變對人類未來而言的意義,可能將超越對人工智慧的研究。與其研究一個來替代或進化人類本身的系統,不如思考延續人類如何在這個星球上能夠可持續發展更長的時間。


低成本的可控聚變成功,可以影響到絕大部分領悟,這是文明的飛躍


指的是大型實用類可控核聚變嘛?

emmmm……

想像力匱乏,畢竟等到那時候我都不一定活著了,那麼久遠的事實在是難以想像。就好像上個世紀三十年代的人實在是想不出2017年是什麼樣子的。

大概就是能源交通的大變革吧!

最後瀉藥了~


可控核聚變是要遠離市區發電。

那麼問題來了,輸電技術哪家強?!


大力出奇蹟,什麼都有可能


推薦閱讀:

中國真的在納米技術和納米材料領域領先任何國家,甚至美國嗎?
作為一個普通人,做出納米級結構(納米機器人)需要怎樣一個過程?
為什麼納米技術研究的基本都是碳元素?
石墨烯量子點與碳量子點能等同么?有什麼區別?
為什麼現在買東西很容易見到"納米材料"的宣傳。?

TAG:物理學 | 量子物理 | 納米技術 | 核聚變 | 粒子物理學 |