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李东问完这个问题以後,并没有在上面多做停留。
他看着台下那一张张若有所思的脸,笑着说道。
“这个问题,你们不用急着回答我。”
“10年也好,20年也好,什麽时候有了答案,什麽时候再来告诉我。”
台下的学生都点了点头。
最後李东拿起了粉笔,转身在黑板上写下了两个字。
【聚变】
这两个字一写出来,不管是前排的学生也好,还是後排的那些校长、院士,精神都为之一振。
1920年,英国天文学家爱丁顿第一次猜测,太阳之所以能发光,是因为它在把氢气一点一点的聚变成氦。
1939年,汉斯贝特又把太阳内部的聚变反应算了出来。
再後来,苏联人造出了第一台托卡马克,几十个国家又筹钱在法国南部建起了 ITER。
可是这 100多年里,聚变一直被人们叫做永远还差 50年的能源。
直到 2032年 2月 10日,除夕夜的傍晚。
李东在京城昌平,让全球第一座聚变裂变混合示范电站阳燧正式并网,为人类送出了第一度商业聚变电。
从那一天起,人类才算真正走进了聚变的纪元。
所以大家自然都想听一听,这个聚变纪元的开启者是怎麽看聚变的。
特别是坐在前排的那 20个学生。
他们如今都已经进了问津班,那往後肯定是要在聚变上做出一番成就来的。
李东看着他们的表情笑了笑,然後又在黑板上写下了一个百分比。
【0.4%】
“这是氘氚聚变的质量亏损,1克氘燃料烧完以後大概有 4毫克的质量变成能量释放出来。”
“但同样的 1克燃料,裂变能变成的能量只有 1毫克左右。至於烧煤,那甚至连 1/100000000克都做不到。”
“所以等可控核聚变变成了人类主要的能源,那人类才算跨进了一个新的阶段。”
“到了这个阶段,以前很多我们想做却做不成的事,现在终於可以做了。”
“比如把海水变成淡水引进沙漠里去种庄稼。”
李东说到这里,突然戏谑一笑。
“再比如,把电变成液氨,卖到大洋对岸去。”
台下有不少人都笑了。
因为卖电这个事,华夏现在就在做呀。
李东也跟着笑了笑,然後看了一眼窗外。
“说不定再过些年,咱们还能靠着聚变到月球上去,到火星上去,甚至到太阳系的任何一个地方去。”
前排的一个男生听到李东这句话,整个人的眼睛都开始冒光了。
男人的浪漫嘛,不就是星辰大海吗?
不光是他,前排这 20个人一个个都听得热血沸腾的。
甚至有人忍不住举起手来问道。
“李东院士,所以我们以後可以直接将阳燧装到星际飞船上,拿它当做飞船的能源?”
李东摇了摇头。
“阳燧是上不了天的。”
“毕竟它走的还是热机循环,所以本质上还是通过烧水来推动汽轮机发电。”
只要是热机,就有卡诺效应卡着。
阳燧放出来的能量里,真正能变成电的也只有 1/3左右,剩下的 2/3最後都得当成废热排掉。
当它在地面上的时候,这些废热可以用空气和河水来带走。
可到了太空里,既没有空气也没有水,废热只能靠辐射散热器一点一点的把这些废热排掉,而且功率越大,散热器的面积就得越大。
再加上上千吨的包层、屏蔽层和超导磁体,阳燧整套系统比功率实在是太低了,平均到每一公斤上,能拿出来的功率少的可怜。
除非飞船造得极大,才有可能把它装上去。
可飞船越大,推动它需要的能量就越多,要装的阳燧也就越大,最後成了一个死循环。
“所以至少现在来说,阳燧是上不了天的。”
“因此,人类现在想要在太阳系里航行,就得跳过热机这一步,把聚变产物的能量直接变成电能,或者直接干脆变成推力。”
说到这里,李东又笑着补充了一句。
“到那个时候,说不定阳燧就跟今天博物馆里的蒸汽机差不多了。”
听到李东这麽说,前排那些刚才还热血沸腾的学生心里突然怪怪的。
不是,阳燧聚变电站这才并网两年呐,怎麽到了李院士嘴里,听着都快成了夕阳产业了?
李东则是没有理会他们,而是转身又在黑板上画了一条比结合能曲线。
横轴是原子核里的核子数,纵轴是每个核子平均分到的结合能。
曲线从氢开始往上爬升,爬到铁的附近到了顶点,然後再慢慢地往下走,一直走到铀。
接下来的一个小时里,李东就围绕着这根曲线,告诉大家为什麽氢核聚变、重核聚变都能放出能量?等离子体又要怎麽约束?又要怎麽加热?能量从原子核里出来以後,要经过几道程序才能变成插座里的电?每过一道程序又要被消耗掉多少能量?
这些东西跟阳燧有关,跟托卡马克有关,可它又不光跟它们有关。
以後聚变的路线是会变的,可这些东西永远不会改变。
等李东讲完的时候,整块黑板都已经快写满了。
只有最开始写下的那一个 0.4%,他一直没有擦掉。
就在李东把粉笔放回粉笔盒的时候,他的手机突然震动了一下。
他拿出手机看了一眼,是青龙学习小组的消息。
李东看了看台下的众人,把手机放回了包里,然後歉意地说道。
“各位同学,今天的课就先到这里了。”
“後面的课程我会请未名研究所各个学部的老师来给大家上,具体的时间学校这边会另行安排。”
说完,他又朝着後几排的校长和院士们点了点头。
“各位,实在不好意思,我有点急事,就先走了。”
说完,他就带着老张走出了教室。
本来後排有不少人,都想等着下课以後跟他聊上两句的。
比如曾荣,他到现在还惦记着那两个旁听生的名额。
还有中科院那几位所长,也想借着这个机会跟李东熟悉熟悉。
可是大家心里也清楚,李东身上绝对是有任务的,所以谁也没有拦着他。
……
燕大东门外,十几辆采访车停在路边。
见李东从校门走了出来,记者们扛着摄影机,就准备围上来。
可他们还没走几步,路边就不知道从哪里冒出来七八个穿着黑色羽绒服的年轻人,不远不近的站成了一排,把他们全都挡在了外面。
李东就这麽直接从人群旁边走了过去,上了老吴的车。
车刚开没多远,李东就打开了青龙学习小组。
群里有一份泡利发来的文件。
《数理部单电子能谱仪总图》
李东看着这份文件有些好奇。
据他所知,泡利那边进青龙学习小组,用的是一台电传打字机。
那这个文件,泡利是怎麽塞进来的?
难道是坐在打字机前面,一个点一个点地敲出来的?
李东想到这个画面,笑着摇了摇头。
而在这份文件的下面,泡利还发了好几条消息。
【泡利:李东教授,图纸我已经替你要来了,剩下的东西你就别再找我要了。】
【我在苏黎世待了这麽多年,从来没有像今天这麽丢人过。】
随後,泡利就开始在群里使劲的抱怨。
说他为了这份图纸,先後给谢勒写了三封信,可谢勒一封都没有回。
所以他只好亲自去了一趟物理研究所。
他就站在那块写着泡利教授止步於此的牌子後面,冲着楼上喊了整整 10分锺。
整个物理研究所的人全都趴在窗边看着他,可谢勒就是不下来。
直到他又喊了20分锺以後,谢勒手底下的一个学生才拿着图纸从楼里跑了出来。
那个学生跑到牌子前,把图纸往地上一放,扭头就跑了回去。
【泡利:李东教授,你见过伯尔尼的熊苑吗?】
【游客们把胡萝卜扔进坑里,熊就得在下面一根一根的捡。】
【而今天,我他妈就是那头熊。】
【我刚把图纸捡起来,楼上就有人开始鼓掌了。】
【谢勒那个混蛋还从窗户里探出头来,让我拿了东西赶紧走。】
【我原本以为当年在汉堡,施特恩不准我进他的实验室,就已经是一个理论物理学家能受到的最大侮辱了。】
奥托·施特恩是德国实验物理学家。
1922年,他和格拉赫让一束银原子穿过一个特意做的很不均匀的磁场,结果原子束在玻璃板上分成了上下两道。
这就是後来写进教科书的施特恩-格拉赫实验。
也是人类第一次亲眼看到了原子世界里的量子化。
泡利在汉堡大学当教师那几年,两个人几乎天天在一起吃午饭,一起聊物理,是出了名的好朋友。
可就是这麽好的朋友,施特恩也从来没让泡利踏进过他的实验室一步。
【泡利:不过现在看来,施恩特已经算得上是一位绅士了。】
【而谢勒这个混蛋,简直就是歧视!】
【是实验物理学家对理论物理学家,赤裸裸的歧视!】
泡利就这麽在群里控诉着世间的不公,而李东已经点开了那份图纸。
这份图纸是手绘的,每一页的右下角都盖着一枚苏黎世联邦理工学院物理研究所的圆章。
第一页画的是单子能谱仪的总装图。
一根长 2米的真空管横在图纸的正中间,管子外面套着液氦杜瓦,一根细长的波导顺着管子的轴线穿了过去,末端还连接着一台电子管放大器。
真空管的外面,从头到尾都缠绕着线圈。
李东只看了一眼,就认出了这一圈线圈的作用。
“这是想用磁场把电子困住,再用天线去听电子的哨声。”
这和他想象中的回旋辐射发射谱仪不谋而合。
只是图纸上的这台设备,每一根线圈的旁边都标着一个单词,超导。
43根超导线圈,看得李东的嘴角直抽抽。
要知道,在他这个宇宙里,真正能绕成线圈的超导线,还是在上个世纪 60年代铌钛合金出来以後才有的。
而泡利则是生活在 20世纪 30年代,现在就已经能够一口气造出 43根超导线圈来了?
而且这些线圈还排得特别的随意。
但其中有 9根主线圈,倒是规规矩矩的等距排开。
可剩下的 34根则是东一根西一根,间距有宽也有窄,电流有大也有小,磁场也跟着一会强一会弱的。
看到这里,李东的眉头一下就皱了起来。
磁场不均,正是他这几天最头痛的事。
可苏黎世的人为什麽要故意这麽做呢?这样也能把电子的能量测准吗?
李东带着这个疑问翻到了下一页。
这一页画的是磁陷的走向剖面图。
一条代表磁场强度的曲线,从左到右起起伏伏的。
而曲线的下面则是画着十几条电子的轨迹。
每一条轨迹的末尾都用小字标着一个频率的读数。
李东就这麽一条一条地看了过去,十几个读数一模一样的。
李东愣了一下,然後猛地一拍大腿。
“原来是等时磁陷啊。”
前面开着车的老吴被他吓了一跳,从後视镜里看了李东一眼,最後也没敢问,这个等时磁陷到底是个啥?
电子在磁陷里是不会老老实实的待在一个地方的,它会顺着磁力线来回的折返,所以它最後发出来的哨声,高音看的其实就是它来回一趟,路上碰到的平均磁场。
而苏黎世这台机器压根就没打算把磁场做均匀。
他要的是让每一个电子碰到的平均磁场都一样。
这就像操场上外道比内道长,所以外道的起跑线就得往前挪。看起来虽然参差不齐的,可每个人跑完一圈的距离都是 400米。
那 34根忽强忽弱的线圈,其实就是一道道错开的起跑线。
电子不管从哪里出生,然後朝着什麽角度飞出去,在磁陷里折返了多少回,它一路上碰到的强磁场和弱磁场加起来,一平均下来都是同一个数。
这样一来,磁陷照样可以中间弱、四周强,把氚原子关在里面,不让它抱成分子,电子的哨声也不会因为走的路不一样就跑了调。
李东前几天怎麽都没办法同时做到的两件事,苏黎世的人就这麽用 34根线圈做到了。
可李东不能照着这台设备造一台啊,因为这台机器的精度不够。
他要造的接收器,磁陷得比这大上百倍,磁场也要更强,读能量的精度还要再往上提 3个数量级。
所以李东得先弄明白,这 34根线圈到底是怎麽排出来的。
他的目光慢慢地落在了这一页最底下的一张表格上。
表格上写着 34根修正线圈的位置和电流,每一个数字都精确到了小数点的後六位。
表格的下面还写着一行小字。
【参数由谢勒教授组计算给出,不得改动。】
“哼,不得改动?”
李东偏不信这个邪,他闭上眼睛,把整份图纸连同那个张参数表一起扔进了思维沙盘里。
沙盘里那台单电子能谱仪很快就被组装了起来,几万个俯仰角各不相同的电子在磁陷里来回的折返,哨声的读数整整齐齐的,全部都在同一个频率上。
随後李东又把第十七根线圈的电流在小数点後第 6位上改了一个数。
下一秒,几万个读数一下子就散开了。
李东不服气,他又重新来了一遍,只是这一次,他没有改动第 17根线圈的读数,而是换成了驱动第 3根线圈的位置。
结果还是一样。
第 29根、第 8根、第 31根……
不管他动哪一根线圈的读数也好,或者位置也好,不管动得有多小,结果都是一样。
“好家夥,还真是一个参数都动不了。”
这 34根线圈,每一根都有位置和电流两个参数,加起来就有 68个数,每一个数都得精确到小数点後六位。
这就有点像一个有 68个旋钮的保险柜了,每一个旋钮上都有上百万个刻度,转错一格门都打不开。
就算李东让思维沙盘一组一组的去试,那估计试到十几年後都试不完。
所以他真正需要的,是谢勒组算出这些数字的那个方法。
想到这里,李东有些心虚地在群里发了一条消息。
【李东教授:泡利阁下,你可否再去丢一次人?】
刚才还在控诉世界不公的泡利,突然发来了一条消息。
【???】
李东连忙解释道。
【泡利阁下,这份图纸上那 34根修正线圈的位置和电流,是谢勒教授组算出来的,可图上只给了结果,没有写算法。】
【而我这边要造的接收器,磁陷的体积要比你们那台设备大上百倍,这些参数没法照搬。】
【所以我得知道这 34组参数到底是怎麽算出来的。】
【泡利:李东教授,一个理论物理学家为朋友丢一次脸,这叫做友谊,丢第二次,那就叫做愚蠢了。】
【况且,你在和我争论的时候,不是一直在说你那里已经发现了中微子了吗?】
【既然你的世界如此先进,那剩下的请你自己去思考。】
【学习不能养成惰性。】
李东看到泡利的消息,嘴角又抽了抽。
没想到泡利还这麽记仇啊!而且这个学习不能养成惰性,怎麽总觉得好眼熟呢?
他曾经是不是对某一个只会薅羊毛的大佬说过这话呀?
就在李东想到这里的时候,泡利又发来了新的消息。
【我这台电传打字机的纸带好像快用完了,这个神奇的空间似乎又要开始不稳定了。】
说完,泡利就再也没有发过消息了。
李东一脸懵逼地看着聊天框。
不是,你纸带都快用完了,那你刚才在群里吐槽谢勒,吐槽这麽半天?
神经病吧?
还有,你是真的空间不稳定呢?还是不想再去丢一次脸啊。
李东无奈地笑了笑。
笑完以後,他也觉得泡利说的没错。
人家都已经把图纸给要来了,他总不能一碰到解决不了的地方,就让泡利再去谢勒的楼下喊一嗓子吧?
剩下的路还得自己来走。
李东又把图纸翻回了第二页,看着那条起起伏伏的磁场曲线,一路都没有再说话。
等到车开进未名研究所的时候,他已经想好要从哪里下手了。
回到办公室以後,李东就从抽屉里拿出了草稿纸。
他先将等时的条件写了下来,随着积分变量一换,一个阿贝尔积分方程就出现在了纸上。
【∫(B? B?)·z′(B)/√(B?? B) dB = 0】
“200年前阿贝尔拿它解等时降落线,没想到现在我拿它来解等时磁陷。”
李东自言自语地说道,但他的笔却没有停。
“原子云是高斯分布,边带一阶一阶的叠加上去……”
【θ(x)=Σ e^(?πn2x)】
“雅可比θ函数吗?”
“难怪谢勒组的线圈是 34根。”
“他们是把这串求和叠加到了第 34节。”
不过这还不够。
李东现在要的是一直叠加到无穷。
“那就用泊松求和再做一次梅林变换……”
【∫?^∞?[θ(x)? 1]·x^(s/2? 1) dx =π^(?s/2)·Γ(s/2)·Σ1/n?】
写到这里的时候,李东突然停下了笔。
他这一路推导下来,总感觉越推导越熟悉。
可他现在要算线圈的电流,所以也没多想,接着沿着对称线s = 1/2 + iκ,把这个函数反着往回求。
李东把这个函数记作Λ(s)。
现在线圈的电流能不能求出来,就全看Λ(1/2 + iκ)的零点了。
只要有一个零点的κ带上了虚部,那对应的一项就会顺着磁陷指数增长,线圈的电流最後就会发散到无穷。
李东在草稿纸上写下了一个结论。
【Λ(1/2 + iκ)= 0?κ∈?】
【所有让它等於 0的κ,都必须是实数。】
李东看着这个结论,脸色越来越古怪。
……
晚上 7点多的时候,研究所的食堂工作人员把晚饭送到了李东的办公室里。
一份西红柿炒蛋,一份青椒肉丝,还有一碗大米饭。
而李东则是一点都没察觉到有人进来过,他还看着纸上的结论发呆。
所有的根都必须是实数。
这句话是不是有点太熟悉了?
1859年的时候,黎曼在《论小於给定数值的素数个数》里。
就写下了一个几乎一模一样的函数,然後留下了一句话。
【很有可能所有的根都是实数。】
桌上的饭菜早就凉透了,而李东一口都没有动。
也不知道过了多久,李东试着把式子里的1/2 + iκ换成了 s,然後又把π和伽马函数那两项拿掉。
一个新的式子就这麽出现在了草稿纸上。
【ζ(s)= 0,0 < Re(s)< 1? Re(s)= 1/2】
李东看着这个式子,整个人都无语了。
因为这个式子在数学圈里,没有人不知道。
而在圈外,他也有一个众所周知的名字——Riemann Hypothesis。
翻译成中文就是黎曼猜想。
“所以想把谢勒组那套参数的算法反推出来,就得先把黎曼猜想给证了?”
李东想到这里,突然觉得这一幕好熟悉啊。
上一回替克拉拉补鹊桥的时候,是不是也是这样的呀?
补着补着,就被逼着去做哥德巴赫问题的例外集估计了。
这回也差不多,只不过上一回要的只是一个估计,这一回要的却是完完整整的黎曼猜想。
“难怪谢勒组织做到了 34个线圈。”
“他们大概也只能算到这一步了。”
李东想到这里,突然笑了。
终於还是到了这一天。
当年他替黎曼分担了临终前的那一份算力,黎曼也因此被他拉进了群里。
可黎曼的那份手稿,他到现在都没有啃完。
而且李东现在也发现了,那本手稿里的东西,不管是从宽度来说,还是从深度来说,都远远的超过了他这个世界的黎曼猜想本身。
就算他真的把黎曼猜想给证了出来,那本手稿恐怕也还是啃不完。
李东随手把那份已经凉了的番茄炒蛋拉到了面前,扒了两大口,然後又重新拿起了笔。
“那就来吧。”
“我倒要看看,把黎曼猜想证出来以後,黎曼会不会在群里给我发个红包?”
……
2月底,安徽,淮南。
淮南这座城市因煤而生。
可这一年多来,淮河边上的几座电厂,已经一座接一座地停了工。
其中一座电厂的围墙上还挂着一块崭新的牌子。
【国家第三批阳燧聚变电站淮南项目。】
厂区里原来的锅炉房已经拆掉了,腾出来的地方修了一座没有窗户的圆形大厅。
大厅旁边那几座冷却塔和汽轮机房都还留着,从外面看过去,跟一座正在改造的阳燧电站没有什麽两样。
至於大厅里面到底装的是什麽,整个厂区知道的人一只手都数得过来。
此时,薛其坤正站在主控室的屏幕前,看着一组馈电支路的时序记录。
几百路脉冲里,有 3路比别的晚到了 40多皮秒。
40多皮秒,光来跑也只能跑一厘米多一点。
可金乌的反应腔只有拇指大小,几百路脉冲必须同时抵达,压缩才能对称。
差了这 1厘米,前面的调试就全都白做了。
现场的调试组已经在这上面卡了 3天了,传输的线长度量了一遍又一遍,但是却没有发现一点问题。
薛其坤看着那三条曲线,突然问道。
“这 3路的绝缘垫片跟其他的是同一批货吗?”