一瓣太阳：可控核聚变的寻梦之旅 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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作者以生动的笔触、简洁的语言展现了从20世纪40年代到本世纪初70多年里，世界各国的科学家、研究机构在可控核聚变方面进行的艰苦探索历程。书中解释了可控核聚变的的原理以及各种聚变装置发明的历史过程，用大量翔实的文献和档案阐述了科学、技术、工程、政治、经济、军事和外交等因素之间复杂的互动关系。在能源已成为全球问题时，核聚变仍是较具吸引力的应对方式，在地球上复制一丁点太阳的能量，就可以满足人类所需的所有能量

内容简介

本书是“科学的力量”科普译丛中的一本。作者以生动的笔触、简洁的语言，展现了从20世纪40年代到本世纪初10多年中，全世界的科学家、研究结构和政府在可控核聚变方面进行的艰苦曲折的探索历程。书中解释了可控核聚变的的原理以及各种聚变装置发明的历史过程，用大量翔实的文献和档案阐述了科学、技术、工程、政治、经济、军事和外交等因素之间复杂的互动关系。在能源已经成为全人类共同面临的重大挑战时，作者指出：核聚变仍是一种教具吸引力的应对方式，在地球上复制一丁点太阳的能量，就可以满足人类所需的所有能量。本书可以为读者了解可控核聚变的发展历史提供一个非常好的起点。

作者简介

原作者: 丹尼尔·克利里，约克大学（York University）获得理论物理学位。20多年来他一直在为全世界科学杂志进行编辑和写作，包括《物理世界》《新科学家》以及《科学》等。

译者: 石云里，现任中国科学技术大学科技史与科技考古系教授兼系执行主任，博士生导师。

精彩书评

“克利里记录了聚变研究的征途和其中锐意创新的物理学家们……以及一个箍缩等离子体、仿星器和托卡马克的奇特王国。”

——《自然》

“一场长达数十年的失望与希望交织的过山车之旅”——NBCnews.com

“通过对前沿科学非常清晰地解说……克利里阐明了对聚变进行大规模投资的原因，因为这是全世界迫切需要的一种可替代能源。”——Booklist

“对有兴趣了解聚变历史的人来说，这是一本没有废话、只有干货之作。”——Science News

目录

第一章 为什么是聚变？

第二章 英国：托曼与箍缩装置

第三章 美国：斯皮策与仿星器

第四章 俄国：阿基莫维奇和托卡马克

第五章 托卡马克异军突起

第六章 激光聚变

第七章 一个大装置

第八章 若非此时，更待何时？

精彩书摘

仍有许多人对此持怀疑态度，他们认为，聚变永远不会为电网提供哪怕一千瓦的电，因为在科学和技术上还存在太多的不确定性。但是，他们的观点不会动摇那些已经为聚变能源之梦奉献了一生的确信者，这些人经受了大起大落、死胡同、错误路线以及小突破的考验。聚变并不是一个科学家们在实验室中闭门苦干的故事，军事上的权衡、政治以及历史中的机缘都持续推动了聚变研究的进程。为日益昂贵的聚变装置提供的资金支持也经历了潮起潮落，这主要取决于政府对寻找新能源的渴求度：20世纪70年代，中东石油禁运导致了聚变经费投入的一次激增；然而，到了20世纪80年代，当油价回落时，研究经费就难以筹集。原子间谍活动、超级大国峰会、恐怖分子的劫机以及伊拉克战争都曾对聚变的命运产生过影响。使聚变研究得以继续的是一些科学家的坚定信念，他们接纳了这样一个领域，相信它总有一天将会成功。聚变科学不是为知识而知识，它没有宇宙大爆炸、黑洞、人类基因组或是猎获希格斯玻色子那样引人入胜，而更像是在一颗坚硬无比的坚果上猛砸，相信终有一天它会裂开。可能不会出现一个“尤里卡”时刻，但是总有一天国际热核聚变实验堆或其他反应堆的操作者会制造出正确的装置，等离子会变热，保持高温，并像一瓣太阳那样燃烧。

有些技术的梦想确实需要时间去开花结果。请看看航空的历史。1903年莱特兄弟（Wright brothers）的飞行并不是这一进程的开始，在那之前的几十年中，航空先驱们一直在为升空而努力。在基蒂霍克（Kitty Hawk）首次的12秒飞行也许只是对可行性的证明——类似于聚变中的能量收支平衡，也许？奥维尔（Orville）和威尔伯（Wilbur）还不知道，他们的发明接下来会如何发展。他们不可能想象到今天巨大的喷气式客机，更不用说维珍银河（Virgin Galactic）太空巡航的快乐。但是，这些进展并不是一蹴而就的：在喷气发动机和增压舱成为常规技术之前，人们用了40多年的时间，其中还包括两次世界大战期间的加速发展。聚变现在仍然处于木杆、线绳和帆布的发展阶段。未来的聚变电站看起来可能一点也不会像是一座升级版的国际热核聚变实验堆。

我们不得不把让聚变成为现实的成本和时间同它将带来的巨大好处进行权衡。假定李德斯基那类人描述的所有工程障碍是可以克服的，一个全部由核聚变驱动的世界会是什么样子？国际热核聚变实验堆当前的合作伙伴代表了一半以上的世界人口，所以建造核聚变反应堆的技术诀窍将广泛流传——垄断将不会存在。也没有任何一个国家会对燃料供给形成绝对控制。每个国家都能获得水。将不再会有煤矿的开采，或者油砂的挖掘；不再会有石油钻井平台，无论是在海上，还是在脆弱的陆上栖息地；不再会有管道切过草地，穿过荒野；不再会有油轮或石油泄漏。能源的地缘政治——以及与之伴生的所有腐败、政变和战争——都将会消失。经济蓬勃增长的国家，例如中国、印度、南非和巴西，将不再需要依赖于仓促建成的火电站和核电站。聚变能也非常不可能像美国原子能委员会主任刘易斯·斯特劳斯在1954年所断言的那样，会“便宜得无须计量”；但是，它却不会破坏气候，它不会污染环境，它不会耗竭。我们怎么能不试试呢？

到达那里并不容易并且也不会完成，除非整个社会和政府以及聚变科学家们都想要它。作为领导本国努力20多年的苏联核聚变先驱，列夫·阿尔齐莫维奇有一次曾被问道：聚变能何时才能得到。他回答说：“当社会需要它时，聚变就会准备好。”

前言/序言

科学是技术进步和社会发展的源泉，科学改变了我们的思维意识和生活方式；同时这些变化也彰显了科学的力量。科学技术飞速发展，知识内容迅速膨胀，新兴学科不断涌现。每一项科学发现或技术发明的后面，都深深地烙下了时代的特征，蕴藏着鲜为人知的故事。

近代，科学给全世界的发展带来了巨大的进步。哥白尼的“日心说”改变了千百年来人们对地球的认识，原来地球并非宇宙的中心，人类对宇宙的认识因此而发生了第一次飞跃；牛顿的经典力学让我们意识到，原来天地两个世界遵循着相同的运动规律，促进了自然科学的革命；麦克斯韦的电磁理论，和谐地统一了电和磁两大家族；戴维的尿素合成实验，成功地连接了看似毫无关联的有机和无机两个领域……当前，科学又处在一个无比激动人心的时代。暗物质、暗能量的研究将搞清楚宇宙究竟由什么东西组成，进而改变我们对宇宙的根本理解；干细胞的研究将为我们提供前所未有的战胜疾病的方法，给我们提供新的健康细胞以代替病变的细胞；核聚变的研究可以从根本上解决人类能源短缺的问题，而且它是最清洁、最廉价和可再生的……以上这些前沿研究工作正是上海教育出版社推出的《“科学的力量”科普译丛》（第二辑）所收入的部分作品要呈现给读者的。这些佳作将展现空间科学、生命科学、物质科学等领域的最新进展，以通俗易懂的语言、生动形象的例子，展示前沿科学对社会产生的巨大影响。

这些佳作以独特的视角深入展现科学进步在各个方面的巨大力量，带领读者展开一次愉快的探索之旅。它将从纷繁复杂的科学技术发展史中，精心筛选有代表性的焦点或热点问题，以此为突破口，由点及面来展现科学技术对人、自然、社会的巨大作用和重要影响，让人们对科学有一个客观而公正的认识。相信书中讲述的科学家在探秘道路上的悲喜故事，一定会振奋人们的精神；书中阐述的科学道理，一定会启示人们的思想；书中描绘的科学成就，一定会鼓舞读者的奋进；书中的点点滴滴，更会给人们一把把对口的钥匙，去打开一个个闪光的宝库。科学已经改变、并将继续改变我们人类及我们赖以生存的这个世界。当然，摆在人类面前的仍有很多的不解之谜，富有好奇精神的人们，也一直没有停止探索的步伐。每一个新理论的提出、每一项新技术的应用，都使得我们离谜底更近了一步。本丛书将向读者展示，科学和技术已经产生、正在产生及将要产生的乃至有待于我们去努力探索的这些巨大变化。感谢中科院紫金山天文台的常进研究员在这套丛书的出版过程中给予的大力支持。同时感谢上海教育出版社组织了这套精彩的丛书的出版工作。也感谢本套丛书的各位译者对原著相得益彰的翻译。是为序。

南京大学天文与空间科学学院教授 中国科学院院士发展中国家科学院院士法国巴黎天文台名誉博士 方成