青岚：比比看，大洋两岸谁能先摘取能源“圣杯”-心智观察所

【文/观察者网专栏作者 青岚】

“我们是六十年代的孩子，我们满脑子想着让世界更好，在这个世界留下自己的印记，我们做到了”。

在纪录片《书呆子的胜利》（Triumph of the Nerds）中，电子表格之父丹‧布里克林曾如此总结初代硅谷技术宅的情怀与理想。

作为人类能源技术“圣杯”的核聚变，自然也没有脱离这群立志改变世界又已腰缠万贯的技术宅视野。自打微软联合创始人保罗·艾伦投资Tri Alpha Energy（今天的TAE Technologies）以来，硅谷巨富们的身影在核聚变领域正越来越活跃，以至于不久前发布的一份政策声明里，白宫方面不无得意地将投融资生态列为美国核聚变产业竞争力证明：“美国拥有世界上最具活力的核聚变产业，拥有世界上大多数民营核聚变公司，这些公司获得的股权投资占全球总额的80%左右……将有助于巩固美国在开发这一丰富且改变游戏规则的未来清洁能源产业方面的全球领导地位”。

而在太平洋对岸的上海临港，“技术宅”在核聚变领域也有不小的动静。今年6月18日，初创企业能量奇点成功实现“全球首台全高温超导磁约束聚变装置”等离子体放电，其主要外部投资者，正是以“技术宅拯救世界”为使命的米哈游。

与这种“勃勃生机、万物竞发”的商业动态形成鲜明反差的是，7月3日，国际热核聚变反应堆（ITER）正式确认项目时间表延期，2025年的“第一束等离子体”节点被直接取消，氘-氚等离子体操作将一口气推迟至2039年，与项目早期规划相差近20年之久，项目成本则可能额外增加50亿欧元。而对这个日益显露“白象”气息的项目，公众的热情也已大大消退，或者说，更多的困惑开始涌现。

曾几何时象征着核聚变演进“单行道”的ITER，在当下产业图景中的位置显得模糊不清。

如果说技术宅拯救世界还太遥远，那么在产业化进度和公众关注度上，技术宅俨然正在拯救核聚变。

Scaling Law兴衰

通过各种AI大模型新闻，Scaling Law这个术语许多人恐怕已不再陌生，AI厂商在宣传其技术时，也往往通过强调模型参数量等指标来迎合“越大越好”的共识，而核聚变技术发展史，同样存在着Scaling Law的深刻影响。

时钟回拨到1969年7月21日，尼尔·阿姆斯特朗将足迹留在月球的这一天，人类核聚变研究同样翻开了新的篇章。受邀访苏的卡勒姆研究所专家，当天正式确认了苏联同行在T-3托卡马克装置上实现的空前性能，一场全球性的托卡马克研究热就此兴起。

伴随托卡马克装置遍地开花，这一技术路线的Scaling Law也浮出水面，美国学者罗伯特·戈德斯顿在对大量托卡马克装置参数（如尺寸、磁场强度、加热功率）和生成的等离子体参数（如温度、密度、约束时间）进行分析后，发现了装置尺寸与等离子体品质之间的显著关联性，基于分析得到的经验公式可用于预测新装置性能并指导设计，通往自持反应的工程路径清晰明了，对此的极简概括就是：越大越好。

从戈德斯顿的发现到ITER项目正式签约，核聚变研究界对大装置的信仰牢不可破，然而作为Scaling Law巅峰，承载着“天庭盗火”梦想的ITER，在实施阶段却逐渐失速。

ITER之所以如此步履蹒跚，半因技术，半因管理。

关于其技术挑战，曾经的美国核聚变研究“沙皇”罗伯特·赫希有过一段总结。在赫希看来，“ITER的成功运作将直接导致一种类似配置的商用聚变发电系统，这个假设几乎肯定是不正确的”，主要原因是氘-氚（D-T）聚变反应产生的高能中子持续轰击下，聚变堆内壁材料将很难避免产生损伤，从监管到运营，相较传统裂变堆也难有本质差别，发电经济性成疑。2022年法国核安全局一度因高能中子防护设计的担忧叫停ITER施工，也证实了赫希的担忧并非空穴来风。

正是基于这样的认识，曾热情推动托卡马克大型化路线的赫希坦率承认：“在项目开发的早期，工程和商业可行性必须被整合和平衡，如果几十年前在磁聚变研究中建立了这样的平衡，可以肯定的是，托卡马克方法会向不同的方向引导”。

至于ITER的管理问题，则很大程度上肇始于项目建设地点之争。2005年5月，欧盟方面与日本达成协议，为换取后者退出选址竞争，欧盟不仅承诺了高比例的项目采购和资金补贴，还答应支持日本推荐的ITER总干事人选，并为日本预留相当比例的ITER行政人员编制，其后ITER项目实施阶段最关键的十年里，前后两任总干事均为日本人。

当迁就各方利益的管理架构和浸淫着“读空气”文化的日本管理者相遇，果然产生了奇妙的“化学反应”。松散的开放式科学项目管理风格大行其道，绩效管理与问责压力近乎于无，以至于2010年一次ITER评估会议中，美国代表团团长威廉·布林克曼忍无可忍地表示：“如果我能找到那个提出当前管理架构的人，我会亲手掐死他”。（If I could get my hands on the person who proposed the current management structure, I would strangle him）

无论原因何在，落地进度一拖再拖的ITER，已然错失了全球多边合作的黄金窗口期，波诡云谲的地缘环境大变局里，这艘象征着人类合作精神的航船能否顺利行驶到2039年，需要打上一个大大的问号，去年12月欧洲核子研究中心（CERN）叫停与俄罗斯科研合作，已经释放出一个不详的信号。

更重要的是，ITER所代表的Scaling Law信仰正受到越来越多、越来越大的冲击，当下太平洋两岸的核聚变创业潮，抑或看似突然的美国惯性约束聚变进展，都与托卡马克大型化所代表的思路格格不入，新的核聚变技术潮流中，Scaling Law似乎已不再是必要的路标。

从气球到月球

事实上，早在托卡马克热潮兴起之初，已有学者对资源押注于同一条技术路线表达过忧思。毕生致力于创新聚变概念研究的理查德·波斯特，就曾通过一个“从气球到月球”的寓言，警示了过早选定技术路线的风险：“这是关于一个原始文明决定登月的故事，他们发明了气球，接下来的想法是，他们会制造越来越强大的气球，显然每个气球都比上一个飞得更高，如果保持这种节奏，气球最终会把我们带上月球”。

半个世纪后，波斯特的寓言一语成谶。诚然，托卡马克大装置书写过并在继续刷新着辉煌记录，人类通过其获得的等离子体物理学知识及工程成果，也已极大助力了高端半导体装备、电磁弹射系统、核磁共振（MRI）等创新，但不可否认的是，大装置距离无限能源的“登月”承诺依然遥远。

（源自核聚变研究的医用超导磁体）

随着Scaling Law信仰松动，长期被遮蔽在旗舰项目“树冠”下的其他技术思路，也开始获得更多“阳光雨露”，当下的美国民营核聚变产业，正是观察这一多元化趋势的极佳剖面。

如果将美国能源部聚变示范基金资助企业名单连同“剑走偏锋”（反场位形FRC）的Helion Energy、TAE Technologies，共同视为美国核聚变产业“突击队”，那么通过简要梳理不难发现，托卡马克技术路线已成为其中的少数派，并且其实施方法也明显区别于ITER，而是与上世纪八十年代昙花一现的Inesco公司相呼应，聚焦于紧凑型托卡马克装置的开发。

以目前融资最多、风头最盛的Commonwealth Fusion System（CFS）为例，其技术验证堆SPARC和商用堆ARC，直径分别只有ITER的四分之一和一半大小，但通过新型高温超导磁体的应用，ARC的能量增益因子据称将超越ITER，且大幅轻量化的超导磁体也将显著降低维护难度，提高电站可用性。根据规划进度，SPARC预计将于2025年末完成组装调试，而ARC预计将在2030年代初期实现并网发电。

在技术路线多点开花的同时，对高温等离子体的控制也涌现出重大创新。

长期以来，磁约束等离子体犹如用橡皮筋捆扎果冻，这样的操作往往依赖于实践knowhow而非理论knowwhy，而有限经验或者说“手艺”，相当程度上保存在为大装置服务的精英科学家圈子内，初创企业几乎不可能与之相提并论。

不过2022年2月，谷歌DeepMind团队在《自然》杂志发表了通过深度强化学习（RL）调控托卡马克装置等离子体的成果，就此开辟了一条全新路径，人们突然顿悟，神经网络“黑盒”与瞬息万变的等离子体或许正是天作之合，如一位美国学者所展望的：“很有可能一些涉及大振幅湍流的不透明过程将始终存在，我们可能永远不知道为什么它能像那样工作，也就是说，它可能就像人类对火的使用”。

总体而言，自2021年末CFS拿下18亿美元巨额融资以来，全球核聚变研究与产业化，已经进入到一个更生动又热闹的新阶段，赛马场上不再只有大型托卡马克在孤独奔跑。高温超导磁体、深度学习等软硬件技术支撑下，多元探索正在揭示核聚变研究新的可能性。

当然，回顾这场如火如荼的热潮，人们也不该遗忘保罗·艾伦、比尔·盖茨这些硅谷“老男孩”的贡献，他们的“钞能力”无疑大大加速了人力资源与专有知识的重新配置，否则按照从原子能委员会（AEC）以降的传统，美国聚变研究恐怕还将长期处于学术机构“自娱自乐”的状态。

那就比比看吧

与AI大模型、半导体、商业航天类似，核聚变领域的进展，同样正被美国政坛“强行加戏”，植入地缘格局与大国兴衰的叙事框架，并十分积极地寻求在国际标准、国际规则制定中掌控话语权。

去年末白宫发布的聚变能源发展国际伙伴愿景中，明确提出了五个总体目标，包括“采取适当的技术保护和激励措施，防止掠夺性经济行为；与主要伙伴国家和国际组织交流经验，在技术和政策问题上达成共同立场，支持聚变监管和出口管制框架的协调”，其指向性不言自明。

其实早在2018年，美国能源部就发布了所谓的《中美民用核能合作政策框架》，明确非轻水堆路线的先进反应堆技术一律执行推定拒绝审批原则，直接导致比尔·盖茨担任董事长的TerraPower公司与中方合资项目告吹，原定在华建造的新型行波堆胎死腹中。

面对极具侵略性的“竞争”动作，把我们自己的核聚变事业发展好，无疑是最掷地有声的回应。

美国宣传机器马力全开的鼓吹，的确向全球公众渲染出一种该国核聚变研究占尽先机的印象，以至于一些惯于“独立思考”的国内文人，已经输出了连篇累牍的意林式反思。然而讽刺的是，华盛顿智囊圈新秀巴亚克塔里（Ylli Bajraktari）却反而大声疾呼：中国在核聚变生态系统的投资、组织和建设方面都已超过了美国。

近年来，除了继续聚焦大型托卡马克装置研究的西物院和等离子体所这两大科研重镇，中国核聚变产学研用生态，同样已经涌现出多元技术与产业化路径的探索，

就在2023年底，中核集团牵头，由25家重量级机构组成的可控核聚变创新联合体已正式宣布成立，并举行了中国聚变能源有限公司（筹）揭牌仪式，一支以产业化为明确目标的“国家队”已经整装待发。

对于这样的大手笔，巴亚克塔里的艳羡之情溢于言表，直言“它将把中国的努力统一为一个整体，并将负责扩大规模和部署的国有企业和公用事业公司整合在一起。在美国，这种国家主导的努力是不存在的”。

当然，在这位智囊看来，美国的长处在于市场经济，“与中国不同，美国还拥有一个充满活力的商业生态系统，已经筹集了数十亿美元的资金”。

巴亚克塔里的自信，可能是一种巨大的误解，正如本文开头所提到的，商业公司在中国核聚变生态圈同样活跃。

与美国同行相比，以“四朵金花”（新奥科技、能量奇点、星环聚能、聚变新能）为代表的中国核聚变商业公司，拿到的股权投资总量并不“寒酸”，仅以肩负紧凑型聚变能实验装置（BEST，又名夸父启明）建设任务的聚变新能为例，6月底该公司刚刚进行工商信息变更，显示已完成了超过10亿美元规模的新一轮融资，累积融资额更是已经和美国龙头企业CFS基本持平。

而在资源运用上，不同于各自为战指望“换道超车”的美国初创企业，中国公司显示出对紧凑托卡马克的高度聚焦，其中重要技术路线—球形托卡马克之父彭元凯（Martin Peng），甚至就在新奥能源担任着首席科学家，资金、人才集中以及传统托卡马克技术的成果迁移，使这种“聚焦”模式成功几率，明显高于看似噱头辈出的美国核聚变商业圈。

更重要的是，核聚变试验装置作为高度复杂的机电系统，其创新效率依赖于广泛的工业配套能力，就拿美国目前风头最盛的两家企业CFS和Helion来说，前者“征服”投资人所依靠的法宝—稀土钡铜氧（REBCO）高温超导带材，就依赖于全球超导强磁体产业链供应，根据媒体报道，其主要供应商之一的上海超导科技股份有限公司，目前已为全球三个电压等级最高的超导限流器、全球首台兆瓦级感应加热装置、全球磁场最高的全超导稳态强磁体（32.3T）以及全球首条35kV公里级高温超导电缆等重大工程提供原材料。

至于剑走偏锋的Helion，其工程活动长期集中于美国本土西北角的华盛顿州，原因也非常简单，因为只有当地依托波音公司而得以保留下来的航空航天供应链，才能够支撑Helion公司的装置研发与快速工程落地。

从这样的视野审视，中国核聚变商业公司的优势一目了然，门类齐全、水平也与日俱增的中国工业体系，就是我们攻坚克难的最大后盾，例如依托我国稀土磁材领域产业基础，米哈游所投资的能量奇点公司，目前正投入研发其下一代强磁场高温超导托卡马克装置—洪荒170，该装置计划于2027年完成建设，其配套新一代高温超导磁体磁场强度高达25T，足以超越CFS目前水准，预计今年底就将完成制造和测试。

有心栽花花不成，无心插柳柳成荫，几年来核聚变研究领域的变化，或许恰印证了这句古老箴言，随着以企业为主体的创新生态日趋活跃，核聚变走向实用化，应该不需要再等待另一个30年或者50年了，至于大洋两岸的“技术宅”们谁能率先摘取无尽能源“圣杯”？

这么酷的事情，就比比看吧。

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