【菜科解读】

人类从非洲大陆崛起，到发展出智慧文明站到食物链的顶端用了数百万年的时间，从地球生物的发展演化历程来看这个时间其实挺短的。

例如6500万年前灭绝的恐龙，它们在地球上发展延续了1.6亿年之久，但是到最后消失灭绝也还是呆头呆脑的样子。

发展到今天地球已经不再是人类唯一的活动家园，上个世纪六十年代末至七十年代初，NASA实现了载人登月任务，一共把12名宇航员送上月球表面，在距离我们38万公里外的月球上留下了足迹。

在未来几年如果实现了载人登陆火星，那时候人类文明的影响范围将更大一步。

而如果说目前距离人类最远的探测器，那就是非旅行者一号莫属了，这是NASA在1977年发射的一颗星际探测器，它的最终目的是要飞出太阳系。

截止到今天，一共有五个探测器飞过了冥王星的轨道，目前正在朝着太阳系外飞去，最晚发射的一个是新视野号探测器，它的探测目标是冥王星，2015年成功飞越冥王星，目前正在柯伊伯带内探索太阳系内的小行星。

而飞的最远的一个是旅行者一号，1977年发射升空，在完成了基本的探测目标1979年飞越木星系、1980年土星系后就向太阳系外飞去了。

起初的设计旅行者一号可以一次性完成对木星、土星、天王星、海王星以及它们卫星的探测，但由于在土卫六上耽搁了更多的时间，导致错过了对天王星和海王星的探测，但幸好它还有一个姊妹探测器旅行者二号，它将完成对天王星和海王星的探测工作。

到今天为止旅行者一号已经发射45年，在太空中飞行了230亿公里，那么它什么时候会飞出太阳系哪？

这就要考虑太阳系的大小了，普通人熟知的太阳系或许就包括八大行星以及太阳的范围，但实际上在冥王星之外还有很多的小天体，它们都围绕太阳公转，因此太阳系的大小也是随着人类认识的加深在变化。

最开始到冥王星、再到柯伊伯带、奥尔特云等等，起初也有观点认为太阳风作用的范围就是太阳系范围。

2012年7月科学家发现旅行者一号检测到的太阳风高能粒子骤然减少，而来银河系起源的粒子增多，那个时候科学家猜测旅行者一号已经飞出太阳系进入星际空间，但实际上旅行者一号只是跨越了日球层顶，旅行者二号在2018年也穿过这个结构。

但旅行者一号并没有飞出太阳系，目前普遍观点认为太阳系的边缘在奥尔特云，它的直径是2-3光年，换一句话说就是太阳系的直径在2-3光年，那么按照目前旅行者一号的平均飞行速度17公里每秒，飞行1光年的距离也就是飞出太阳系至少需要1.7万年。

旅行者一号它目前的速度已经足够让它飞出太阳系，也就是意味着可以摆脱太阳的束缚。

太阳是银河系内一颗普通的恒星，位于银河系的一条旋臂之上，距离银心大约1.6万光年，银河系内的恒星都绕着银河系的中心公转，在银河系中心存在着一个超大质量黑洞，提供了足够的“动力”。

那么旅行者一号未来如果飞出太阳系，它将会和太阳肩并肩，共同绕着银河系的中心运动，俨然一颗恒星。

2025年之后旅行者一号上的所有科学载核将关闭，届时将彻底的和地球之间失去联系，此后它将按照目前的飞行速度以及方位继续向外飞行，太阳已经拉不住它了。

旅行者一号上携带的金属唱片，里边含有大量的人类文明信息，包括地球生物的形态、人类的形态以及太阳系的结构。

未来旅行者一号如果被外星文明所捕获，还能根据它的飞行速度、方位以及它携带的“时间胶囊”，大体上判断出太阳系在宇宙中的方位。

旅行者一号按照目前的方位及速度未来会飞临比邻星，这是距离我们最近的恒星，2017年科学家在它周围发现了比邻星b、2019年发现了比邻星c，在不久前发现了比邻星d，其中比邻星b被认为处在比邻星的宜居带中。

当然作为距离人类最近的恒星，它周围存在的系外行星人类非常期待，但是比邻星作为一颗红矮星，又打破了很多人的幻想，这样的恒星周围的行星很难诞生生命。

旅行者一号它的探索任务其实早都已经结束了，1977年发射升空，在此后的1-2年就完成了对木星和土星的探测，此后它一直都在星际空间中飞行，在它距离地球64亿公里之外，对着太阳系拍摄下了一张全家福，其中地球的形象也带给人类不同的体验。

这张被称为暗淡蓝点的照片，中间不足一像素点的就是地球，那个有人类文明所有发展历史的地方。

未来旅行者一号越飞越远，2025年之后和地球失去联系，不再会有碰面的机会了！

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。

诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。

二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。

三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。

极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。

螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。

加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。

辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。

聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。

带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；

不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。

副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。

三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。

磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。

包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。

偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。

四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。

EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。

ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。

五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。

能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。

材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。

氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。

六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；

无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。

前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳

目前，全球已有多个科研机构正在加紧实施人造黑洞项目，黑洞吞噬地球，甚至黑洞吞噬太阳的可能性，都可能通过人造黑洞模拟来加以验证。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 据了解，人造黑洞的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉-昂鲁教授提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。

美国加州大学物理学教授史蒂夫-吉汀斯是这方面的专家，他对人造黑洞进行了认真分析，他认为：人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构，真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 粒子加速器，也被称之为大型强子对撞机(LHC)。

位于法国和瑞士交界处的世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)已经开始在一个将近17英里长的圆形隧道里面建造这个被人们称之为世界最大的"黑洞工厂"的装置。

吉汀斯教授在报告中称，欧洲的科学家很快就会利用粒子加速器制造出人造黑洞。

目前欧洲核子研究中心的蒙加诺教授与吉汀斯教授的科研小组进行合作正在建设建设世界上最大的粒子加速器(对撞机)，而这个粒子加速器(大型强子对撞机)是世界上最先进的粒子研究工具，项目耗资80亿美元，历时14年之久，汇集了世界各地最著名的物理学家。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 科学家们将在实验中撞击质子，模拟宇宙大爆炸后一万亿分之一秒内的能量和条件，接着细致分析撞击产生的残骸，用以探求物质本质的线索和自然中新的力量和平衡。

吉汀斯认为，今年夏天如果人类首次制造出人造黑洞，也不会产生什么重大影响。

吉汀斯和蒙加诺两位教授在进行深入研究后得出结论：利用粒子碰撞产生的黑洞是无害的。

因为，所有的黑洞都要释放出宇宙射线，小的黑洞所释放的物质要远远多于其吸收的物质，因此，在它们吸收物质之前自己就早已瞬间蒸发了。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 事实上整个宇宙原本就是一个类似的粒子对撞机器，具有高能量的宇宙射线和粒子会经常碰撞在地球的大气表层、太阳或者是其它的白矮星和中子星的表面，每时每刻都在发生着这样的粒子碰撞。

如果这些粒子碰撞会产生危险的话，天文学家很早就会发现这一现象并对其展开研究。

其实一直以来地球就沐浴在足够可以形成黑洞的宇宙射线和粒子对撞之下，但地球一直也都没有被摧毁。

而且，几乎所有粒子加速器生成的黑洞都必须达到足够的速度才能逃脱地球的重力，即使一年生产出1000万个黑洞，也大约只能捕捉到其中的10个，让它们围绕加速器中心运转。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 而这些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小，假设让它穿过一块相当于地球到月球距离厚度的铁块，它也不会撞倒任何东西。

它们吞噬一个质子也需要大约100小时的时间。

一个这样的黑洞吞噬100个质子大约需要花费一年的时间，因此，要吞噬1毫克地球物质就需要花费比宇宙年龄还要长的时间。

科学家表示，假如大型强子对撞机(LHC)在今年生产出了黑洞，那么它就证明了宇宙确实存在除空间和时间以外的维度。

吉汀斯承认，地球的未来以及人类的生命安全和健康都令每位科学家非常担忧。

特别是关于人造黑洞风险的争论，现在已经是一个非常具有争议的物理话题。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 特别是已经有科学家指出，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球，或者将产生一类名为"奇异微子"(Strangelet)的粒子，将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。

还有很多政治家担心这种人造黑洞的技术被恐怖分子利用，成为继原子弹和氢弹之后人类最具有毁灭性的武器。

但是，吉汀斯肯定的说：现代物理学无法在地球上制造出具有破坏性的黑洞。

"欧洲建立大型强子对撞机(简称LHC)，是为了揭开宇宙大爆炸之谜，而不是制造黑洞毁灭地球。

"