(阅读提示:答案正文一万多字,请合理安排时间和流量进行阅读)
按照题主和大部分人对核聚变的想象,我们心目中的核聚变应该就是这样一种技术:将一块钱一斤的那啥扔进炉子里,然后一百万千瓦的电就崩出来了。
尽管现实并非如此乐观,但既然我们对未来的期待如此,那么本答案的设定也如此便好。毕竟众多高赞答案已经将冷水泼过了,我就来重新点个火吧。
首先,人类终于拿到了进入了卡尔达舍夫指数的第一级的门票,也就是“行星文明,可以利用所在行星的所有能源,并且有能力建造太空城和巨型建筑。活动范围:所在行星深处,海洋深处,大气上层,太空,周围卫星以及行星。”
而现在2020年,我们人类大约只有0.732级,到达1级至少还需要上百年的时间。不过为了符合题意,咱们就不那么教条了,假设五十年内突然就实现了,核聚变成功商用了,电价一下不要钱了,世界会怎样?简单说就是你不用交电费了,但实际上能源作为人类生活的关键资源,其一丝一毫的变化都会产生范围巨大的广泛影响,各种直接间接的产业链条几乎无穷无尽。所以本答案会从直接影响入手,从能源本身出发,不断发散思路,无限扩大范围,尽量勾勒出一幅完整全面的未来图景出来。
1 大部分节能节约概念将不再提倡,例如下图这样的节能认证标志将失去用武之地。不单是电力,水、燃料、纸巾、食物、甚至房屋都将因极速提高的生产力而失去节约的必要(详细原因见第43条)。
2 社会能源结构将发生巨大变化。石油、煤炭、天然气、页岩气等能源形式将演变为原料型资源,成为制造业的原料而非燃料(与之相关的塑料、化纤、洗洁精、化妆品等产品都会降价)。两桶油之类的企业将被迫转型,但以当时的国家财富来看,这并不会是大问题。反正有的是资源可以调济。更值得关注的方向是中东,届时不免要加剧混乱一阵子,但因为少了霉地这个搅屎棍的缘故,最终将迎来持久的和平。
3 核聚变时代家里的天然气和暖气将成为摆设,转而以电力提供热能。南方的冬天终于可以放心大胆的用十几组上万瓦的电暖器同时给房屋供暖,一天消耗的电量折合现在的电费可以轻松超过大部分人的日薪。当然,核聚变本身产生的巨大热量也可以成为供暖热源,且水质比核裂变产生的冷却水更让人放心(实际上现在核电厂的排水也是安全的)。
4 关于供暖更夸张的做法是让整个城市温暖如春。在路面下埋设电热丝, 遭遇降雪后路面上完全不会有任何积雪(日本有些地方会用热水冲洗道路,但那用的是地热温泉)。东北这样的地方也可以在隆冬时节户外养殖热带鱼类,北方人民可以像日本猕猴一样享受露天泡澡的奢侈,很多南方植物在暖风的吹拂下也可以在北方安全越冬,哈尔滨人终于可以像海南人民一样担心自己会不会被掉落的椰子砸死了。
5 对超导技术的需求变的前所未有的关键和迫切。届时我们至少需要将现有电网的规模扩大百倍以上,家用电线的规格将从现在的4平方跃升至10平方甚至更高,16A插座将取代10A插座成为主流。三相电这样的工业用电亦开始走入普通家庭。可想而知届时电力设备的压力将会多么巨大,中国引以为豪的超特高压输电技术都不一定应付的来。因为电流过大,使用明线的传统电线杆在市区内将受到限制,届时的电线可能需要在类似于地铁隧道那样的地下空间穿行。
6 廉价的电力可以让整个工业体系焕发第二次新生。很多工业设备都是电力的无底洞,有些电老虎单台设备的耗电就能赶得上一座小城市的民用电功率。而这类设备通常都位于现代工业社会生产流程的初段,比如金属冶炼、化工、机械等。因此我们所使用的诸多工业产品的成本都会迎来一次大幅度的跳水,比如建筑、汽车、厨具、电器、纺织等。
7 金属等材料的廉价意味着我们可以更自由的改变这个世界的物理结构——更高更大的建筑,更多更密的桥梁,更深更广的地下空间……而且这类设施的使用强度和年限也可以更低的成本做到更优。而这一切的结果就是我们的城市将获得新的发展维度,上万米的建筑跨度将大量走入现实。高山与海洋这样的地貌都不再是城市建设的障碍。如果必要,把渤海湾变成中国的内湖都指日可待。
8 地下的居住环境将获得更大的改善,风扇可以持续供应新鲜的空气,电灯则可以用更大的功率提供不输于阳光的照度和更有利于健康的波长;封闭的空间隔绝了苍蝇、蟑螂、蚊子、老鼠等小动物的骚扰;廉价的金属构件可以制造出跨度数千米的巨大地下空间;巨大的LED屏幕铺满顶棚模拟出天空的样貌……漫步其中你甚至不会发现自己处于地下,更不会发现地上已是寒风凛冽或酷暑骄阳。这意味着将有更多的人愿意在地下长期定居,城市规模的上限将因此大幅度提高。北京那样大的面积可以居住上百亿人,房价却还会比现在低一半以上。甚至一座城市的核心区域都将从地上搬离,全面转入地下。具体情节可参考吱友 @吴大一 的答案:
9 核聚变时代的城市形态将如同下图:好像一枚被埋在土中的巨蛋,只有一少部分暴露在外。地下城市没有黑夜,是永昼的酒池肉林。因为立体交通的需求,城市顶端并不是尖的,而是较为平滑的圆形。最后,下图这枚巨蛋的直径大约在10公里左右,可以居住超过10亿人口。地下城市本身就能保障大环境的舒适,所以居民住宅几乎无需空调暖气等控温措施,甚至不需要防虫纱窗。
10 廉价的电力会对水资源的利用方式产生本质变革。海水以让人接受的成本转换为淡水被输送到干旱地区。这意味着位于大陆板块中心的荒漠地带也可以变成热带雨林或水乡江南。超级城市们将农业区设置在地下,将农业彻底归入工业的范畴,农民彻底变成一种职业而不是一种身份(而且对学历的要求会很高)。作物被安置在多层货架上,在电灯照耀下不论节气的产出果实。
11 农业的精细化管理将达到前所未有的高度。封闭的种植工厂可以绝对的隔离有害生物,完全不使用农药的地下农田将成为主流和常态。如果说2020年的农田作物就如同住在廉价公寓,那么届时的作物就像住进了有一百个仆人的奢华宫殿,一系列密密麻麻的监测设备将会以叶片为单位全天候照顾作物的起居,反正电力有的是。
12 得益于核聚变导致的农业革命,地球的可承载人口极限将从现在的不到200亿飞升至上万亿。传统农产品的“亩产”概念将被“立方亩”代替,而一个“立方亩”农田的小麦年产量将轻松超过千吨。按照人均消耗百斤来计算,这样一个小楼大小的农田一年可以养活上万人口。也就是说,只需要一座城市大小的“农业生产区”,就可以养活上千亿的人口。
13 电力交通工具的适用范围将会爆发式扩展——电动车充电永久免费,路面平整度极高以至于不需要减震措施,甚至可以采用类似于火车那样的金属车轮,自动驾驶技术基本杜绝了停车等待的顽疾(这里同样可参考大刘的小说《地球大炮》),任何车辆的续航都因此提高一倍以上。即使电池技术停滞不前,其使用成本和收益也会大大优于燃油车。乃至于货运车辆、大型船只、工程机械都将向电动靠拢,从而进一步倒逼电池技术进步。
14 道路建设可以完全忽略地形因素依凭最短路线通行,隔离外在干扰的地下全封闭式道路将取代现有的地上开放式公路。道路内部甚至还可以通过人为抽气制造顺风,骑着自行车也可以轻松保持40km/h以上的速度。普通汽车可以200公里以上的时速通行,自动驾驶车辆的时速则可以超过500公里。届时的道路地图会无限接近航线图,比如这样:
15 全社会的生产流程亦将因廉价能源而改写:能源的廉价意味着以往诸多为了节约电力而设置的生产工艺方式将没有必要,我们可以接受更高的能耗来换取原料和人工上的优化。例如采用低效率的自动化设备来取代人工,尽管效率降低了,但因为电力成本极低,最终效益还是会提升。这意味着廉价能源优势的辐射不仅会局限于高能耗行业,整个工业体系的效益都将会因此而提升。以往清扫街道我们需要使用环卫工,但在核聚变时代,我们可以使用暴力吸尘器将马路上所有重量小于砖头的物体都吸起来。
16 人造设施的巨型化将在地球上登峰造极。当上万米高的巨型建筑对人类来说不再有难度,那么接下来我们就可以试试更刺激的事情,例如:珠穆朗玛峰电梯、太平洋跨海大桥、京沪地铁、爱因斯坦赤道、月球万户城、地球大炮……你可以推着年迈的奶奶坐上炮弹来一次两小时的环球旅行,然后还来得及回家吃午饭。
17 因为大量热能(核聚变反应本身的热量,还有四季如春的城市)在地球上产生,温室效应会进一步变得前所未有的严重。届时全球绿化可能会成为最紧迫的工程,一方面森林是人类最喜欢的地貌,另一方面森林可同时完成固碳、除尘、生态等多个层面的功能。当然除了种树,我们也可以在太阳轨道的适当位置上安置几个和地球同步的“太阳伞”遮蔽部分阳光,降低地球对太阳辐射的吸收。太阳每年投射到地球上的能量相当于130万亿吨标准煤的燃烧,而人类现在每年发电不到5万亿度,燃烧的煤炭只有0.008万亿吨。所以假设我们的用电量再上翻一百倍,也不过相当于燃烧了0.8万亿吨标准煤的热量。太阳帆只需将赤道旱热地区遮住一小条(比如撒哈拉,多数情况下那里阳光都是过剩的,对生态系统是有害的),就足以让温度降低。更何况人类的诸多城市、农田在夏天也是需要遮阳降水的。
18 能源的廉价会导致自动化技术的进一步蓬勃生长,随着人工智能的不断提升,各类全自动工厂的自动化程度亦将一日千里。在某个节点上人类将会发现:能量才是物质世界的终极硬通货,天文数字的能量等同于巨量的物质造物。大部分产业领域中人力资源的比重将会越来越无关紧要,只要有了足够的能量,各类机器人就会慷慨的将各类资源和产品喷薄而出。因此未来的社会形态将从“人剥削人”的资本主义社会进化到“人‘剥削’机器人”的共产主义社会。
19 任何工厂只需要极少数人力便可维持,成本几乎可以忽略不计。自然资源由上游产业提供,因此将所有工厂集成在一起是效益最高的做法。在人类看来,这样的工厂就像一台独立的巨大机器,只需要把一根电线扯进去,就有源源不断的用具食物被运输出来。因此生产型的“工业社会”和消耗型的“人类社会”将被分离的泾渭分明。工业社会如同蔓延的病毒在数千米深的地下疯狂纂取各类矿产和元素,人类社会则在地表附近歌舞升平,同时所有废物垃圾掉入工业社会的巨口中被循环利用。在遥远的未来,地球的所有元素都将被“工业社会”利用管理,直至实现整个地球的机械化。
20 城市尺度的巨大化和立体化也将让交通的面貌不同以往。当一段路开始拥堵不堪,那么就可以极低的成本在上面再摞一层道路,不够还可以再摞10层、100层都没有问题。物资可以用深埋于地下的洲际传送带进行运输,自动驾驶车辆在平整坚固的马路上可以获得充分的安全空间。真空管道超级列车变为现实,从福建大田县到明尼苏达州大马雷镇(没错,这样的小县城也可以通超铁!)只需要不到十个小时的时间,而且舒适度比飞机要好得多——比如在超铁列车里打乒乓球。
21 立体形状的城市完美的解决了高层建筑的交通问题(具体问题请参照下方链接),因为你可以直接把车开到几公里高的楼顶或同样深度的地库,因此电梯的压力便被大大降低了。万一遭遇突发事故,人们也无需像世贸大厦那样跳楼,只需要上下楼梯十几米的距离,就可以找到连接外部的公路进行逃生。当火灾发生,四周楼房随便一个消防栓都可以把水龙扯出窗外来灭火。
22 物资的极大丰富将彻底改变人类持续万年的贫富形态。缺衣少穿将彻底成为历史,无所事事的死肥宅将大行其道。相当数量的人口将如同棚圈里的牲口那样消耗自己的一生而不会对这个社会产生任何贡献,整个社会的价值观将无可挽回的滑向享受主义。因此造成的后果就是“文化产品”相对于丰富的“业余时间”来说显得贫乏,而文化工作者的待遇亦将因此水涨船高。该迹象在今天实际上已经开始冒头,比如大量奶头娱乐。当然相对的,亦将有数量可观的人口会从低层娱乐形式中超脱出来,推动社会整体文化水平的进步。
23 上学、工作、结婚、育儿这四座大山将不再可怕,即使你并未出人头地,也不会饿毙街头,还会比较轻松的找到跟你同样懒惰的他(她),再生几个没出息却很快乐的孩子。而这样的生活方式完全不会有什么问题。如果你不喜欢学习,那么你就可以像一只猪那样悠闲空虚的过完一生,依然可以幸福美满并被社会接受。纯消耗型人口的存在就是作为优质人口的基数和孕床,故此没有工作的人享受富裕的生活也是合理的。不找工作、不对社会做出贡献没有任何毛病。哪怕一个社会有80%的“失业人口”都在花天酒地,他们也不会消耗这个社会总财富的九牛一毛。
24 当人们的基本生活权益得到了坚实的保障,对个人财富的处置就会更加自由随意。在我国上世纪七八十年代,相当多的人都会用自己一整年的工资购买一件皮衣、一块手表。因为吃饭有食堂,看病有报销,上学还免费。人们在衣食无忧的情形下消费会变得无比激进,没有存款将成为大部分人生活的常态,而存款的功能也将彻底变为“享受分值”,不再具有应急、理财功能。
25 兴趣导向将代替利益导向成为建立人生观的基石。你不需要考虑你需要以何种行业为生,只需要发现自己最喜欢从事何种活动。发明与工艺这类实用爱好当然会更受社会鼓励,但棋牌和腐宅也绝不会被轻视。二十一世纪中叶之前的人类(没错,说的就是你!)基本上只会有极少的个人空间(如下面的链接),但在核聚变时代,绝大部分时间都将属于你个人。
26 没有了生活压力的重担,核聚变时代的教育体系将更加注重人格层面的培养,孩子们在学校有更多的时间来学习获得幸福的方法而不是应试机器。充裕的社会资源让老师不再过分疲惫,一所学校中学生和老师的比例将大于5:1(包括助教和机器人)。得益于机器人助教的数据管理能力,孩子们不再分配为固定的班级,而是按兴趣、进度、个性灵活分配临时的班组进行学习,从而做到前所未有的“因材施教”。
27 教育的范围将不再有年龄限制。走出学校后的成年人依然可以随时脱产回归学校学习自己需要的知识技能。具备能力的人也可以进入学校开设课程成为老师。不止于传统的数理化,包括鱼香肉丝的做法、管风琴的保养、自行车DH这类简单或偏门课程都将进入公共教育体系的业务范围。当然入门课程和新手老师都是廉价甚至免费的,要想在教育行业获得较高的收入依然需要长期的坚持和技能的提升。
28 尽管此时社会的总财富已上翻千万倍,但教育行业所占的比重却会更大——因材施教和全民教育是学校面貌的顶级,更是资源消耗的无底洞。因此学校的规模和集中程度也会疯狂上涨。类似于“常盘台”那样的学园都市将成为现实,当然实际规模还会大得多,一座上百万人口的学园都市也不会稀奇。因负有教学目的,部分超级学园都市将具有最完整的全工业产业链,在保持教学、研究功能的同时具备国家级别的生产力。
29 以学习、研究为目的的学园都市将收拢大批胸怀大志的精英人口,形成与“享受主义社会”截然不同的意识形态,进而形成超脱于平民阶层的新型阶级。但与传统阶级不同,这个阶级是不封闭的,哪怕你需要花费几个月的时间才能学会一条定律,你也可以成为学园的一员,反之则失去资格。然而看似轻松随意的教学环境并不意味着没有竞争,相反,任何主流课程都将有几十万人同台应试,一将功成万骨枯的超级天才将成为毫不夸张的学园传奇。相应的荣誉足可比拟今天的国民偶像。
30 激励每个人有所作为的不再是食欲和物欲,在自己爱好的领域获得特长将会更为重要。折纸、驾驶、滑板、做饭、唱歌、制作、美术、棒球、沙雕等爱好和特长将代替金钱决定你在社会上的地位。相关的社团和比赛成为大部分人必不可少的日常内容。例如你的大姨妈会炫耀她儿子在知乎城二环内获得了永久居留资格(知乎城就是知乎会员们聚集建设的城市,未来就是这么任性!)。
31 人际竞争的必要性将在大量物资井喷的主流社会大大降低。既然大部分生活资源都是廉价甚至免费的,大家为什么要去争个你死我活?人际关系的尔虞我诈必然要牵涉利益,如果利益如同大雨滂沱而下,人们只需张开双臂迎接就好了,完全没有必要将旁人推开。今天部分老年人还在对地上的饮料瓶瓦楞纸恋恋不舍,但在物资相对丰沛年代出生的年轻人们已经将上述物品看作是不值一提的垃圾。到了核聚变时代,那时的人也不会把一台电视、一部手机甚至一辆汽车当回事。相对来说,一首歌曲、一篇文章这类工业社会无法产出的文化产品的价格可能会比一张床还要昂贵。
32 因此那时的普通人要么沉浸在古典文艺的领域中发掘宝藏,要么只能欣赏廉价或免费的自媒体作品。一套事无巨细的媒体筛查系统会记录和分析每个人的欣赏路径,让能持续做出优秀作品的作者脱颖而出。但因为物质的极度廉价,现今文化作品的广告带货功能届时将难以为继,为作品本身价值付钱的概念将变得牢不可破。
33 巨量的人口会让大部分文艺产品的效益水涨船高。文艺产品与工业产品不同,让更多的人看到并不会增加更多的成本,所以在2020这种人口贫瘠的年代和人口爆炸的年代文艺作品的价值是截然不同的。例如在2020年一部电影投资10亿元,即使世界上有十亿人每人花一块钱看了这部电影,最终也不过回本。但如果在一个有1000亿人口的星球上呢?如果一个有1万亿人口的星球上有1000亿人都看了这部电影呢?届时文化产品的利润堪称可怕,类似于《囧妈》网络直播这样的投放形式将成为主流。
34 除了工业社会的量产物品,那些独特个性的手工作品将成为上层社会追求吹捧的新贵,哪怕“手工耿”这样无厘头发明家制作的“废物”到时都会变成炙手可热的奢侈品。在20世纪之前,一件物品的主要价值必须通过劳动而来,而在核聚变的时代,机器人的劳动是不值钱的。也就是说,一件物品的劳动价值无限贬值后,其附加价值就会显得重要。这里的附加价值就是其所携带的文化、历史、政治价值。哪怕只是简单的手工制品,和漫山遍野的工业制品相比,“手工”本身就是价值。
35 一个强大的“工业社会”会拉平劳动成本的差距。在2020年,一辆廉价A级小轿车和一辆豪华超跑是存在巨大成本鸿沟的。但在工业社会,机器人10小时和100小时的劳动工时不会有本质差别(就如同对现在的人来说1分钱和100分钱也没有本质区别,都是一个掉地上懒得捡的数字),因此从表面看来,社会各个阶层人口所享受的物质生活并不会产生本质差别。现今的既得利益者会人为设置阶级的天花板阻止阶级流动,但在未来,当所有人都无需担心阶层跌落导致的生活危机时,这种天花板的设置就会显得荒唐可笑。
36 人类社会中将第一次出现真正意义上的贵族阶层,即先有能力,再有身份,最后才有财富。当一个社会不再用饥饿和贫穷逼迫人们追求外物,那么人类剩下的劳动动机就只剩下了对自身内在价值的探索。努力实现自身价值的人群将和安于现状享受社会福利的人群愈加泾渭分明,贵贱之分只在于你的意愿和行动,却与你的出身、境遇无关。
37 松弛的社会氛围当然会造成大量的低质量人口,哪怕极其便利的学习条件也无法抵抗人类基因中深藏的懒惰本性(更何况人类的基因是应对原始社会生活方式的,远未赶上文明社会的脚步)。幸运的是极其庞大的人口基数会让核聚变时代的人类仍然拥有足够的可用人才,和现今类似,这一少部分人将拥有整个社会的大部分财富。“人人平等”所指的是永远是价值的平等,人身的平等不可能实现,无论过去、现在、未来都不可能。
38 工作重要性的降低会使人口的迁徙变得更加自由和广泛,能源的富足则让交通工具变的简单和廉价,巨大的城市则降低了住宿的成本。“慢游”世界将变成一种普遍的生活方式,你可以买一辆房车用十几年的时间寻找最适合你的城市。用几周到几个月的时间体察一座城市的方方面面,然后再来决定继续居住多久。因此核聚变时代所有喜欢旅游的人都会至少掌握三四种外语——当你在一个地方定居,即使中老年人也可以在一年内大致听懂一门语言。当然现在,我们也可以尝试一些更高效率的学习方法:
39 地理、语言隔阂的消失将整个地球都扯入了“地球村”的时代,再懒惰死宅的人都有的是机会与不同国家的人打交道。以此带来的冲突固然剧烈,但文化大统一的趋势却不可阻挡。许多美好的传统因此消逝,更多可爱的朋友却纷至沓来。随着世界各国人口的大量通婚,民族的概念将会逐渐消弭,即使是中国这样的非移民国家也很难固守中华民族的生物血统。当然同样让人遗憾的是白种人的金发可能会因此绝迹,因为中国人黑发的基因实在太顽强了。
40 人口的无障碍、大范围迁徙将彻底实践“物以类聚”的社区甚至城市模式。相近价值观的人们将超脱国家民族的束缚聚集在一座城市,让各个城市焕发出不同的特色和生机。尤其对于那些中小城市来说,较少的人口数量将会造就更鲜明的城市风格,例如某座城市里所有人都踩着滑板出行,你在大街上随便揪住一名路人就可以开心的交流Tick-Tacking、Ollie的动作要领。另一座城市里都是喜爱花鸟的的老年人,市长自制的竹条鸟笼是整个城市不衰的传说。
41 绝大部分人都不需要适应这个世界,得益于庞大的人口基数和完善的信息网络,你总能找见与你合拍的朋友和城市,选择与众不同的生活方式。类似于基布兹、天体营那样主张“新活法”的城镇形式将无限扩展现有的社会框架,探索出更适应未来社会形式。在更加遥远的未来,离经叛道的人口将会自由在其它星球组建自己的国家,从心理甚至生理层面丰富人类的存在内涵。
42 老龄化社会将不再是问题。哪怕一个国家的一半人口都是老年人,强大的生产力也会稳妥保障所有人过上富足的生活。富足的物质可以让整个国家不计成本的投入各种无障碍设施(例如在北极点铺盲道),让老年人和残障人口像常人一样在这个世界上自由来往。当然,各类机械骨骼、辅助义肢也可以让老弱群体像正常人一样从事大部分体育活动。但如果我们不刻意追求核聚变时代的到来,那么我们的未来八成会是这个样子:
43 强大的生产力和循环型工业技术让“浪费”这种行为变得自然而然且天经地义。当然这里的浪费并不是指你大批量的故意损毁物资,而是出于自身方便的前提下可以忽略和遗忘你的任意用具。例如吃过饭后将碗筷遗忘,到达目的地后将车辆遗忘,旅游上瘾后将房屋遗忘等等。机器人会替你重新清洁碗筷,回收、修理或报废车辆,收拾和转让房屋等等。实际上在今天,类似的行为已经开始萌芽,比如一次性的饮料瓶、纸巾甚至衣服(而这一切在500年前还都相当昂贵)。所不同的是,核聚变时代有充裕的能量驱动机器人们100%的回收处理并再造所有垃圾,你将你新买的汽车扔掉再换新,不过等于机器人耗费的几小时工时而已。
44 巨量的物资更替让物体的所有权变得模糊,人们将会习惯自由取用世界上的大多数物品,而不在乎自己是不是对其拥有绝对的权力。这就如同你并不会在乎你呼吸的空气被谁呼吸过,更不会去想你呼出的空气会再次被谁吸入。当物资变得像空气一样廉价,其使用方式也会如此一致。幸运的是该做法的萌芽——共享经济也已经破土而出了。
45 在地球人口爆炸式增长的同时,野生动物却有望获得更广泛的生活空间——人类和农田大批向城市和地下集中,大片荒漠被森林和草原取代,地面空间重新让渡给原先的主人。因为人类作为从低等生物进化而来的智慧种族其存在本身就是被割裂的——从心理角度来说大部分人都喜欢丰饶优美的自然环境,但同时,几乎所有人却更适应城市中的现代生活。哪怕地下深处的“工业社会”正对着地球的骨架拳打脚踢,但对于地球表面,绝大多数人类还是希望其保持自然。
46 本答案所定义的“工业社会”远不止在莫霍面以上大展神威的“机械地球”,更包括遍布全球的独立机器人大军。当然这只军队并不会像终结者中的天网那样对人类造反,而是会事无巨细的维护地球的生态环境。例如澳洲的兔子、中国的凤眼莲、美国的鲤鱼、丹麦的生蚝……都将遭受机器人大军的无情屠杀。和以往的人工治理不同,机器人的劳动效率、覆盖范围、坚持时间几乎是没有上限的,即使是蚊子和冠状病毒这样的小微生物,在机器人们勤奋的劳动下也可能步入灭绝。
47 从另一方面来讲,部分濒危动植物也将受到广大机器人事无巨细的保护。也就是说机器人将代替那些缺失的动植物成为生态系统的一部分,并逐渐引导弥合这些缺失的生态位,修复天然的生态循环链条。而这样的一套系统在核聚变以前的人类看来是不可想象的,别说机器人本身需要的钢铁,就连这上千亿机器人需要的电量2020年全世界所有的发电厂都供应不起。
48 除了生态位,机器人们的另一个重要工作是维护人类的城市健康。2020年代的城市维护一般只能停留在简单的卫生清理,针对建筑的微观检测、维护几乎是个空白。但在核聚变时代,每座楼房都会至少拥有几万个蟑螂大小的机器人为之服务。它们会清理垃圾(当然也包括真正的蟑螂),检测修复损伤,甚至逐步替代老化部分。因此一座建筑的寿命将会从现在的几十年延长到数百年甚至无限。随着技术进步,纳米机器人还可以在分子级别对地球的所有细节进行维护,甚至猎杀人体内的单个癌细胞。
49 机器人还将进一步管理整个人类社会,全面计划社会运行的方方面面。即使在核聚变时代,强人工智能的诞生也依旧艰难,所以“天网”那样的造反派并不值得担心。所有人的贡献需求和社会的生产能力将被安排的明明白白,机器人将如同地球村的村长,它认识、了解和熟悉社会中的每一个人,人类的所有的阴谋诡计都将对它失效,任何不公不义的苗头都将会被第一时间熄灭。机器人不具备人类的情感和偏见,只要有足够的计算资源,程序正义将代替不可靠的人工判断成为社会规则的基础骨架。
50 相对于地球这个星球的巨大体量来说,我们通常意义上所指的“地球”只是星球表面那一层脆弱不堪的生态系统。和星球的体量相比,这一层生态系统就如同一层薄薄的丝绸那样不堪一击,我们通常所说的“保护地球”、“热爱地球”等概念也是针对这个薄如蝉翼的生态系统而言的。但在核聚变时代之后,我们将具有真正改变“地球”这个巨大星球的能力。人类将第一次恰如其分的利用和形容自己所在的星球,并真正具有让其繁茂或衰亡的巨大力量。
-----------------------全文完,感谢阅读-----------------------
本人撰写的其它有关未来的答案:
相当一段时间里不会怎么样。
现在就有原料几乎无限的增殖裂变堆,燃料越烧越多,电价怎么样,你家里电随便用了吗?
燃料的成本不算个事,电站高昂的研发和运行维护费用才是大头。
以聚变堆的复杂程度,即使可以商业化,其研发、建造和维护费用也不知道多少年才可以摊平。核聚变已经研制了几十年,以“还有50年”的步伐,总计一百年的研发费用包括数代国家级实验装置,首个商用电站的建造费用,外加氦3的开采费用,外加维护费用, 平摊到一度电的边际盈利上,得多少年才能回本?用户可不会因为你这电是聚变发出来的就会多给你钱,聚变电站要和传统电站竞争的。幻想商业聚变堆一出,立即进入能量共产主义,是缺乏最起码的经济常识。
额……好吧,我们必须注意到,公众眼里对聚变的科幻描述太多,而实际的分析太少了。这里必须先做强调:把聚变吹成无所不能一步登天的技术奇点的联机做梦,以及那些“聚变实现永远还有五十年”的悲观梗的广泛传播,实际上是一体两面的。
无论是人类对非线性系统的理解水平,科研狗们数目有限的头发,还是这些年经济停滞后捉襟见肘的财政支出,都无法让人类迅速点出那种可以使人类直接完成到卡尔达舍夫Ⅰ级文明的阶跃的聚变技术——事实上那是聚变发电这条科技树的终点,而不是我们这一阶段的目标。
所以我会在这里澄清一些基本概念:能被称为“可控聚变”的到底是哪些技术,而它们的分别实现又(大致上)意味着什么。
面向公众的聚变科普里最著名的一本书是《瓶中的太阳》,书里大致介绍了聚变技术研究的历史。但这本书的名字给很多没认真看书的读者(以及只看了一眼书名的营销号小编)造成了误导,让他们误认为我们正在研究的那个“聚变能发电”和太阳核心的聚变反应是一回事。而这是一个让人哭笑不得的误会:太阳核心的聚变反应是质子-质子链与CNO循环,和现阶段核工程中用到的氘氚聚变间的差别仿佛天壤。
实际上被认为有实用前景的聚变反应差不多能有十个,每一个反应对等离子体参数的要求都各不相同。这里我不会事无巨细地把每种聚变反应的基本特性都写出一遍,仅就通常语境下的“聚变”与“可控聚变”做最基础的阐述。
宇宙中的氢元素大部分都是质子,氘和氚的丰度都很低,所以恒星(主序星)中的核反应主要都是质子聚变成氦核的反应,即
不难想象,四个质子同时发生相互作用的概率是非常低的,所以真实的聚变反应中一定存在更复杂的机制。主要的机制被分为两类,即质子-质子链与CNO循环。
但即便存在额外的机制让这个反应的发生率不会低到无法点亮夜空的程度,我们也必须注意,这一系列质子聚变反应的截面相比于核工业中常用的聚变反应小得多。因此这些牵扯到质子的聚变反应通常对温度和密度之一要求较为苛刻。做一个简单的类比,托卡马克中的等离子体密度大约是空气密度的数十万分之一,而太阳核心的密度则大约是水的一百倍!
所以如果有人试图吹捧“质子聚变发电”的科幻概念,我们可以直接使用简明扼要的回复——在21世纪做这种梦还太早了些。
氘氚聚变点火是现阶段整个磁约束聚变领域的目标,规划中的 ITER 以及 CFETR 装置也都是为了实现商用的氘氚聚变发电而建设的装置。具体反应是
氘氚聚变反应有各种问题:氚很稀有,必须依靠核工业体系制备(事实上在氘氚聚变提供足够平价的大规模中子源之前,氚都会保持十分昂贵的价格);维持氚自持所必须的锂在地球上储量有限;反应产生的快中子极难处理,如果防护不当的话还会把附近的大量装置都活化掉[1]……
但这个反应依然是现阶段被认为最有可能实现聚变发电的聚变反应,原因只有一个:它对等离子体的参数要求在所有反应里最低,因而也最容易实现。这种优势在下图中可以得到很好的体现
注意,图中的反应率系数是对数坐标。这就意味着氘氚反应的反应率比其它几个被认为有被用于聚变发电的潜质的反应高出了一个量级。同时,对其它几个反应来说,哪怕只是达到氘氚聚变反应率的十分之一也需要100keV左右的高温。这两个因素综合起来,便要求其它反应点火时的三重积(温度*密度*能量约束时间)比氘氚反应高出两到三个量级。
而这个条件对现阶段的等离子体物理与磁约束装置来说都是高到没法想象的:如果将等离子体密度提高一个量级,那么在托卡马克中将会连最基础的磁流体稳定性都满足不了,更别提那个迄今为止都被视为难以超越的 Greenwald 密度极限;将等离子体温度提高到 100keV 同样也是几乎不可能完成的任务(以后在燃烧等离子体中或许有可能实现这样的极端参数,不过现在还是别想了);而将能量约束时间提高十倍则意味着等离子体物理领域的根本性飞跃——换句话讲,看起来纯属做梦。
综合上面一堆论述,就不难解释为什么现阶段人类对于到月球挖氦3的兴趣如此之低了:虽然氘-氦3反应看起来很美好,但现阶段的技术完全实现不了这种美好的聚变梦想。
会放出大量快中子的氘氚聚变反应很难说是完全清洁的:它带来的放射性问题会是与碳排放不同的另一种麻烦。为了解决这一问题,人们提出了大量无中子聚变反应用于发电的可能性,其中最有代表性的一个就是氘-氦3聚变,即
氘氚反应中麻烦的高能中子在此处被高能质子所取代(氘-氘的副反应依然会产生一些高能中子,不过比起氘氚反应已经少多了),而这个基本无中子的聚变反应自然也就不会带来太麻烦的放射性问题,是一个相对清洁的反应。
事实上,由于氘-氘副反应的存在,这个反应并不是真正的无中子聚变反应(但它最知名,所以就在这里作为例子列出了)。不过真正意义上的无中子聚变反应也确实被提出过,主要包括下述反应
不过这两个反应也同样有上一部分中提到的问题:对等离子体参数要求太高,想在现阶段实现点火纯属做梦。
在一众相对容易实现的聚变反应中,大部分反应都会对一些较为稀有的原料有硬性要求:比如氚或氦3。事实上无论是用中子-锂反应生成氚还是去月球挖氦3都有着极高的成本和相对严苛的储量限制,使得与这两个同位素相关的聚变反应根本无法满足一个卡尔达舍夫Ⅰ型文明的需求。
如果想要真的做出行星级能源,发电用原料的丰富将会是必要的要求之一,这就使得氘-氘聚变反应从大量备选反应中脱颖而出。与因半衰期过短而不在自然界中存在的氚不同,氘的丰度在自然界中高达 0.015%,可以相对容易的从海水中大量提炼。也即是说,如果日后实现了氘-氘聚变反应的商用运行,那么燃料成本将不会成为一个主要的掣肘,随着等离子体约束技术的进步,我们将会得到一个潜在的行星级能源。
在通常的聚变科普PPT里,引入聚变能的思路一般是这样的:环境压力带来对清洁能源的巨大需求,其中水电已经基本饱和,而和其它那些不怎么靠谱的新能源相比核电要好得多。但核电有安全性与乏燃料处理[2]两个巨大的短板,使其无法作为主要能源推广,所以我们迫切需要一种“清洁的”核电——这就是聚变能在人类能源科技树上所处的位置。
搞聚变的人通常比较实事求是,不会像马斯克那样一直吹“殖民火星”的牛皮。虽然聚变能有不容忽视的成为人类所掌握的第一个行星级能源的潜质,但我们必须正视其间的各种技术困难。哪怕是从远期规划来讲,成为一种可靠的“清洁核电”也才是第一步,至于大规模铺开氘-氘聚变以获得行星级能源,那估计已经是下个世纪的事情了。
技术发展中不存在一步登天的捷径,哪怕划时代的技术出现,其重要影响通常也是在后续几十年内逐步呈现出来,而非在一夜之间带来翻天覆地的变革。在新技术出现的初期,各项工序与上下游产业的不成熟将使得它的成本长期居高不下,甚至需要政策补贴来维持发展。我们无法预期聚变能需要多少时间走过这一阶段,只能在此处简单分析一下在此处限制聚变能进一步发展的各项关键技术。
注意,此处的讨论适用于上一部分中的大部分聚变反应,并非某一反应特有的缺陷,寄希望于用新的聚变反应绕过这些限制并不可行。
聚变装置主体的高成本。在激光约束路径基本被NIF的悲观结果否决的当下,磁约束路径已经基本成为聚变发电的唯一选择,而其中最有希望的三个技术路径是托卡马克、球托克马克与仿星器。其中仿星器因为形状过于扭曲,基本所有线圈与真空室部件都需要单独定做,这进一步意味着极高的造价。托卡马克在此处虽然比仿星器更好,但也优化的有限:即便D形的超导线圈与真空室的生产成本相对更低,但对强磁场(~8T)与巨大的装置体积(~7m)的需求同样会把装置的造价抬升到一个让人皱眉的数字。球托克马克因为装置体积较小在此处拥有很大优势,但也同样无法规避下面提到的两类问题。
中子慢化、屏蔽设施的高成本。除非采取无中子聚变反应,不然任何聚变电站都需要装备非常厚重的中子慢化层(对典型的14MeV高能中子,厚度约1m)。考虑到环形磁约束装置的结构,在装置纵切面上这些中子慢化层就要占去4米的直径。解决这一问题的思路是建设裂变-聚变混合堆,即将现阶段快堆堆芯中的高能中子源替换为一个聚变堆。但如果不采取这种可以大规模有效利用快中子的手段,我们就必须大量建设这些主要成分为金属锂,厚约四米的中子慢化层,其成本之高昂可想而知。
辅助设施的高成本。为维持高参数等离子体的存在,需要大量辅助加热以及电流驱动设施,其中包括各类高功率微波源与中性束装置,其中任何一个都是非常昂贵的。
当然,这些上游产业不成熟带了的高发电成本并非无法克服。随着技术发展,我们完全可以预期超导线圈、高功率微波源、中性束装置等聚变堆必须设备的价格会逐渐降低,直到聚变能可以依靠自身的经济竞争力成为主流的发电方式,而后因为没有环境压力而被大规模铺开。
到那时,我们才会开始考虑,聚变能从一个“主流的清洁能源”到人类所掌握的第一个行星级能源之间的距离——它虽然漫长,但并非不可跨越。
氘-氚聚变将会是人类在商业使用聚变能上走出的第一步。如果 ITER 与 CFETR 的结果符合预期,那么 DEMO 一级的商用示范堆将会在 2050 年左右逐步落成。若其间发生了一些其它方向的重要进步,ARC[3] 或 ST135[4] 等级的商用反应堆也同样可能取代成本过高的 DEMO 反应堆得到商用推广。
但如同上一部分所说,这些最初期的聚变装置将有着极高的发电成本,只能靠着财政补贴勉强维持收支平衡,直到将上游产业养出可观的规模效应。以现阶段核电项目的造价估计,国际市场上主流的核电项目的综合比投资集中在 2000美元~5000美元/kW 的量级。也就是说一个 DEMO 级的 300MW[5] 反应堆若想获得与现阶段核电接近的竞争力,其综合造价应在 60亿~150亿美元之间。考虑到 ITER 那 200 亿欧元以上的天价,不得不说这是个非常困难的任务。
在初期的经济困难被克服之后,氘-氚聚变堆便可以被作为一种比裂变堆更清洁的核电得到推广。此后它将会面临的主要困难包括
氚的短缺。半衰期只有12年的氚无法自然存在,必须通过中子-锂反应人工制备,这一过程在聚变工程中被称为“氚再生”。两个主要的氚再生反应是
因为中子的捕获中必定有损耗,所以必须引入大量类似第一个反应的增殖反应,才能保证获得足量的氚供聚变堆后续使用。而非常不幸的是,所有这类反应的截面都小得感人,使得设计中氚的再生率往往只能略微超过100%——这还是不考虑回收过程中的损耗时得出的估算值,而如果进一步考虑到氚气回收的困难程度,这个数字只会更加不乐观。
对氘-氚聚变来说,氚燃料的获取问题是一个无法解决的怪圈:作为聚变发电所必须的燃料,氚的大量制取几乎只能依靠聚变堆,而聚变堆的氚再生率又只能在1附近,稍微出一点问题就会跌破1,使得必须引入其它氚源补充……除非日后发现什么新的极其高效的氚再生反应,不然这一问题便毫无得到彻底解决的希望。
放射性损伤问题。除去锂包层中的氚气以外,快中子还会不可避免地破坏并部分活化真空室(所幸快中子的核融合散射截面一般较小,不会大规模地在不锈钢真空室壁中产生放射性)。这会使得整个氘-氚聚变核岛中都充满放射性,而一些关键部件如超导线圈,微波源等对强放射性环境的耐受能力是缺乏检验的,可能会造成非常麻烦的维护问题。
在这两问题中,后一个问题可以被无人操作技术的发展与关键部件的鲁棒性提升所逐步解决,但前一个问题是核物理层面上的硬伤,会使得氚燃料长期处于短缺状态,直到人类获得足以解决这一问题的高通量中子源为止。
在那之前,氘-氚聚变都不大可能成为足以支持太阳系开发的行星级能源,哪怕日后真的建成了用氘-氚聚变堆供电的太空城,它的氚燃料也必须节省着用才行——不然一次氚回收失败造成的燃料损失可能就会使得整个太空城在获得来自地球的氚补充之前一直严重缺电。
在氘-氚聚变技术成熟之后,我们的约束技术或许会在大量工程实践中缓慢进步到足以实现氘-氦3聚变点火的程度。这意味着比氘-氚点火高十倍的等离子体温度与密度,远远超过现有托卡马克装置能达到的理论极限。如果等离子体理论不能实现一些本质性的飞跃,那么引进一些新的磁约束模式将不得不被提上日程。总而言之,让我们假设人类终于在某种神奇的磁约束装置上实现了氘-氦3聚变发电的商业化,那么他们将会发现聚变能的利用空间被大规模拓展了。
首先,燃料短缺问题终于有了被解决的可能。从月壤中提取氦3最初不见得比那一套复杂的氚再生工序便宜多少[6],但这至少告别了那个令人抓狂的怪圈。如果当时的人类已经建立起了完善的太空工业体系,那么稳定、易储存的氦3将会成为方便携带的核燃料,使得偏远地区的太空城不必时时担忧一次氚回收失败使自己陷入无电可用的窘境,与氘-氚聚变相比是一次意义重大的飞跃。
至于中子问题,氘-氦3聚变并没有提供一个令人足够满意的解决方案。氘-氘副反应在氘-氦3聚变堆中同样会大量发生,过程中产生的快中子数量虽然没有氘-氚聚变那么夸张,但同样也会是一个不能忽视的数字。
不过如果人类的整体技术水平已经进步到了足以稳定维持氘-氦3点火的程度,那么在一个气密空间中运行一套远程操作的无人磁约束装置或许已经不是什么太麻烦的问题了。
事实上相比于以氘-氦3聚变作为过渡,我认为以这两个反应直接建设第二代聚变堆相比之下要更实际一些。这两个反应的参数要求虽然也比氘-氚反应高出两到三个量级,但与氘-氦3反应相比提高的有限,一套能实现氘-氦3反应的约束装置在经历一些升级之后很可能可以直接实现氘-氘点火。
氘-氘反应仍然是一个会产生大量快中子的聚变反应,这意味着装置的建设与维护成本会保持在高位。但摆脱了氚再生需求的氘-氘聚变堆与氘-氚聚变堆不同,可以直接实现对快中子的妥善利用——别忘了,快中子源本身也是一项颇为珍贵的资源——它带来的收益可以相对容易地对冲掉快中子造成的设施建设与维护成本。与此同时,氘的易获取易存储的特性就会使得这一聚变能源相比于其它能源占据决定性优势——此时人类才真正迎来可以大量使用低价电力时代。
而后的展开就和人类获得其它任何行星级能源后的展开一样了,行星级的能源总量会使得大量此前无法想象的工程成为可能。至于热量分配这种长期被认为会成为重要掣肘的问题则看起来根本不怎么重要:要不我们把沙漠直接融成反射镜试试?
质子-硼聚变所要求的参数比氘-氘聚变略高,不过这是个货真价实的无中子反应,意味着我们终于摆脱了麻烦的快中子问题。如果应用场景是一些无法妥善处理快中子的地方,比如太空站或者远航探测器,质子-硼聚变堆会成为比氘-氘聚变堆更为优先的选择。
如果让我写出一个对聚变能发展的远期规划,那么我会给出这样一幅图景:
(全文完,感谢阅读)
想了解“永远的五十年”这个梗的来历请移步这个回答
想跳过成本分析直接快进到联机做梦请移步这个回答
一个非常严肃的角度,就是太空中散热效率非常差。因为地面上常用的风冷水冷没有介质了,只能使用非常笨重的热辐射。这在很多航天器上都有体现,空间站最显眼的,除了太阳能片,就是散热片了。
目前地球的能源输入,除了非常非常少的地热外,基本上都是太阳能。太阳光照射地球,地球依靠大气层折射了一大部分,少数进入地球,同时大气层向外热辐射输出一部分。几十亿年的动态平衡,地球才适合生物生存。然而人类活动才增加一点温室气体,大家都觉得末日要来了。
如果没有给地球高效降温技术,核聚变一旦可控使用,就是在地球内部增加一个巨大热源,那么减排多少二氧化碳都是假的,大气层最基本的保温作用足以毁灭生物圈。
进入鼠托邦时代,理论上可控核聚变能提供低价无限的能源,即进入无限食物有限空间的著名实验,结果老鼠短期内无限繁殖,因为地盘(活动空间)相互残杀导致全体灭亡的结果。
人类虽然不会导致灭亡的结局,不过过程中的某些现象还是挺意味深长的:
1、人口大爆炸后的性别混乱。
当老鼠数量达到较高值时,交配行为失去了繁殖的意义(孩子太多不用生了),于是公鼠们出现了男男的同性行为。
似乎可以推导出:只要衣食无忧人口多,那么同性恋就会自然而然的产生并流行。
看看现在的人类世界,同性恋群体爆发于发达国家,鼓吹“同性恋是基因决定论”,现在世界人口仅70亿,发达国家人口不到10亿,就有了同性恋维权,那么,
如果世界人口150亿,全部不愁吃穿呢?你猜猜同性恋会有多少人口?
2、新两极阶级诞生。
鼠数达到峰值,为了活动空间公鼠间开始相互残杀,而后母鼠也加入战斗,母鼠变得激烈好斗,像公鼠一样。(类似人类社会女权主义的崛起)
孔武有力者能拥有自己的小地盘,时时刻刻面对挑战者。
失败者则聚集到特定角落,变成肥宅,拒绝任何社交包括交配,白天不动,晚上吃完东西接着回去不动。
人类的新世界,高阶层的人可能是财富和权力的支配者,他们在基因技术和生物科技迅猛的发展下成为新人类,他们更健康更聪明更长寿,如果普通人能活100岁,他们可能能活200~300年。
新人类和旧人类的出现,有可能使人类的社会结构会像蚂蚁和蜜蜂一种,新人类负责研究高端科技和技术(蜂王蚁后),旧人类负责配套产业维持生态成为工具人(工蜂工蚁)。
当然,双方不一定是对立的,强大的福利就会让普通人接受并被洗脑,现在欧洲,高福利面临崩溃的原因是没有无限能源支撑,如果有无限能源,精英+政治双重洗脑,普通人就会活得开开心心的。
3、最后的精致鼠时代
两极分化之后的新一代老鼠,因为缺乏父母的管教,它们没有社会秩序、社会角色的概念,它们既不参与社交也不交配繁殖,每天就吃饭,把自己梳洗的漂漂亮亮的(雌雄莫辨),睡觉,它们是最漂亮的一代,当最后一只母鼠死后,这个鼠托邦宣告灭亡。
这个漂亮的一代,公鼠和母鼠的形象没有明显的特征,两者趋向于中性风,男性阴柔化女性刚强,雌雄莫辨,和目前主流科幻电影的调调有点像:就是人类的长相会越来越精致,不需要交配繁殖后,性别特征就退化了。
最后人类不会像鼠托邦一样灭亡,但可控核聚变让人不需要为温饱努力之后,那时的人类真的会面临一个终极问题:
混吃混喝睡觉等死的人生有什么意义?
前几天正好回答了这么一个问题,
个人其实是持悲观态度,即问题的前半段就不可能实现。
按照实现的套路来,想到了几点:
1,从目前的碳排放限制升级到水蒸气排放限制;
2,全球治理系统的革新,能实现核聚变的商用,在材料,机器加工和处理,航空航天方面肯定要有碾压式的能力,再加上能源加持,直接摊牌lie;
3,化石类燃料的快速和严格的限制,保证生态的稳定;
4,配给制能源管理,想不受限的用电力,那是在梦乡;
5,房价会降;因为有钱人都是去太空城玩耍了;
6,月球地下基地开建;
太多的就不写了。
谢邀…
其实这种问题太过于计较人家媒体“怎么说”,意义并不是特别大。
尤其对于韩国吧,它们本身就是真正把爱国主义做到了极致,稍微有个风吹草动能当场跑日本大使馆剁手指那种。
让人家媒体吹吹牛,无可厚非,不吹才奇怪。
只是呢,人家说也就罢了,我们又不需要相信对不对。
一款产品好不好,看的当然不是媒体如何吹嘘,而是有严格的检测标准,市场监管等。
如果你产品确实好,那大家买就是。但如果不好,对不起请不要出现在市面上,希望有关部门尽快予以治理。
这年头最愚蠢的,就是因为对一个品牌或者一个外国品牌有好感,就用饭圈脑去看待。
遗憾的是,这种情况还真不少,哎…