插图 苏盼盼

　　无论是钻木取火，还是燃烧煤炭，再到近代的石油、天然气开采和使用，人类对能源的使用都是通过破坏燃料的化学键来获得能量的。例如煤炭里的碳元素经过燃烧后，虽然相当大一部分变成二氧化碳，但之前的碳元素还是碳元素，并没有彻底“变身”。这就好比川剧中的变脸，无论脸谱如何变换，表演的人还是同一个。

　　这种情况一直持续到科学家发现了核能，打开了高效利用物质能源之门。与化学能不同，核能直接“破坏”的是原子核内部构成，从而获得巨大的能量，同时反应之后的元素直接变成了另一种元素，例如氢变成氦。也就是说，同样是变脸，破坏化学键的变脸只是变了一层面具，表演的还是那位川剧演员，而核能则不同了，变的是实打实的脸，就连身体也由川剧演员变成了超人的钢铁之躯，能量翻了上百万倍。

　　核能效率更高的要数核聚变。比如太阳的内部无时无刻不在发生着剧烈的核聚变。核聚变的原理是两个较轻的原子核合成一个较重的原子核，在这个过程中释放大量能量。目前实现核聚变反应的必要条件是将核聚变“燃料”不断加压加热，直至开始反应。虽然看起来很简单，但实际操作起来要困难得多。起初，科学家并没有发现核聚变反应，因为在一般条件下氘核与氚核的混合态不会产生持续的核聚变。原子核由中子、质子组成，这些家伙“和平相处”是靠非常强大的核力在“控制”。如何打破这一平衡呢？只需要将核子之间的距离压缩到小于10飞米（1飞米=10-15米）。

　　科学家想到的第一个办法是氢弹，即利用原子弹核爆产生的数千万摄氏度的高温和上亿个大气压的压强，迫使核聚变的燃料被“点燃”，释放出巨大的能量。但想要控制、使用核聚变这种未来能源，必须对核聚变的过程进行约束，使释放能量的过程不那么剧烈。一般做法是将“点燃”的核聚变燃料封闭在一定的空间内，使用磁约束或者惯性约束方式控制核聚变的整个过程。

　　首先要把核聚变燃料（例如氘和氚的混合物）变成“等离子体”。这需要对燃料进行升温操作，使原子核和电子分开，变成“一锅等离子体汤”。此时仅仅得到的是带正电的原子核，彼此之间始终是排斥的，让它们能相互接近到足以开始聚变是一件极其困难的事情。所以必须继续加热、加压，使原子核剧烈转动，温度升高，密度变大，封闭的时间越长，彼此接近的机会越大，直到开始反应。

　　使用磁约束或者激光点火的方式给这口锅加热的过程，被称为人造太阳，一是因为温度极高，能超过1亿摄氏度，二是一旦成功会带给我们匹敌太阳的巨大能量来源。

　　这条路显然不好走，但我们的研究也在不断向前推进。