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[转帖]中国核能与量子色动能大世界(摘要)

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发表于 2010-8-28 12:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
中国核能与量子色动能大世界(摘要)
如果说,大师来自大世界,中国核能与量子色动能也要大世界
张巧玲  吴澧
一、中国核能走进大世界
科学有实验原则,但还有保密原则。保密对应自主。自主就有自主创新。实验原则对应公开,公开就含国际合作。但公开和保密是一对矛盾。怎么办?
众所周知,在具体的核能研究领域,大多数是保密的。2010年7月21日由中核集团中国原子能科学研究院自主研发的中国第一座快中子反应堆,即中国实验快堆,达到首次临界。中国工程院院士杜祥琬接受《科学时报》采访,详解我国核能三部曲的发展路线图时,杜祥琬院士说:自主创新与国际合作不排斥。“快堆实现临界,并不等于我们完全掌握了快堆技术。中国做完了实验快堆,正在与俄罗斯合作开展示范快堆的技术攻关。”杜祥琬透露。20世纪70年代,核电开始在中国起步,最初中国选择的是自行设计、自行建造的模式,走的是完全自主创新的技术路线,并建成了30万千瓦秦山核电站。之后,中国成套购置了法国、加拿大、俄罗斯核电机组,中国的大亚湾核电站就是采用引进技术。2006年,中国又引进了美国和法国的第三代压水堆技术——AP1000技术。“因为它的安全性和效率都更高。我们可以在已引进国外先进技术的基础上进行吸收、消化、再创新。”杜祥琬认为,国际合作与自主创新并不矛盾,从引进消化吸收起步,然后走向自主创新,这条路线更为切合中国的实际。不仅如此,核能发展的第三部曲,也就是发展聚变堆,更需要国际合作,不仅是中国,即使美国和西欧的发达国家也很难以一国之力单独建造一个聚变堆。“可以说中国核能发展的‘三部曲’中都包含有国际合作。”杜祥琬说,不过在开展国际合作的同时,中国同样需要通过不断的技术创新增强国产化能力,这样才不会受制于人。
其次,杜祥琬说,尽管核能在中国已发展了近40年,但截至目前,中国没有一个核废料处理厂。这主要是因为我国目前核电的规模十分有限,核废料的规模不足以支撑起一个产业。目前,我国主要是通过将核废料里的长寿命元素经过嬗变后变成短寿命元素,经过玻璃固化和层层屏蔽后,以深层地质掩埋的方式来处理核废料。这也是目前国际通行的做法。然而,到2050年,我国核电如果达到4亿千瓦的装机容量,将超过现在全世界核电的总量。届时,我国的核电发展将从东南沿海地区延伸到内陆地区,核废料的处理问题也将成为一个重要问题。“发展核电应从前端的核燃料加工、循环利用开始,到后端的核废料处理,建立完整的产业链,否则核电发展很难得到匹配。”杜祥琬指出,现在世界各国都在争取可控核聚变研究的突破,比较乐观的说法是核聚变可以在50年后成为实际能源,这50年要走过实验堆、示范堆、商用堆等几个阶段。即使再保守一点,预计突破可控核聚变技术应该在100年内。
二、量子色动力能的保密与开放大世界
科学有实验原则,还有保密原则。那么纯科学理论保密与开放,经济学意义谁大?旅美学者吴澧先生举的例子,能作对比说明。
吴澧先生说,2010年3月,美国克雷研究院宣布,为解决百年数学难题庞加莱猜想所设的百万美元奖金,将颁给俄罗斯数学奇才佩雷尔曼。这对佩雷尔曼很有经济意义。但这是纯科学理论开放的结果,而不是保密的结果。
据《纽约时报》2010年7月2日报道,佩雷尔曼对俄罗斯记者说:他在美国做博士后时,认识汉密尔顿。汉密尔顿用一种类似于热扩散方程的动力过程,来处理拓朴问题——这是佩雷尔曼当时所不熟悉的。汉密尔顿为他作了耐心的解释,甚至讲述了一些当时尚未发表的研究“机密”。正是纯科学理论的不保密,专长拓朴学的佩雷尔曼,后来通过改进了的汉密尔顿的方法,就此解决了庞加莱猜想。这对汉密尔顿来说,失去了得百万美元奖金的机会。当然汉密尔顿懂得自己的方法,不一定能破解庞加莱猜想;他的公开,推进和提前了其他天才对庞加莱猜想的解决,对佩雷尔曼作出了贡献,也对人类科学作出了贡献。所以佩雷尔曼说:美国数学家汉密尔顿的贡献并不比他少,汉密尔顿不得奖,这不公平,所以他不愿领奖。
吴澧先生说,要问当代学界,还有谁是只手打天下的英雄,惟佩雷尔曼庶几近之。但是,在国际数学界肯定了他的成就、奖金只发给他一个人的情况下,佩雷尔曼都没有说这是俄罗斯人的自主创新。相反,他慷慨地指出,供他升顶摘星的阶梯,其实是美国人建造的。大师来自大世界。佩雷尔曼是大师。学校培养不出大师,是科学实验原则和保密原则还不和谐,国际化程度还太低未养成五湖四海多元思路、互相激荡的世界大师的气氛。
佩雷尔曼不但拒绝了美国克雷研究院百万美元的奖金。之前他还拒绝了其他奖项和奖金。但佩雷尔曼虽是是著名的少年数学“天才”,却甘当“民科”。他是否解决得了庞加莱猜想难题?可能很多国家的数学家能否读得懂,大概要打个问号。所以2002年11月,在佩雷尔曼把他的证明贴在网上。世界上只有美国两组,中国一组等3组数学家开始验证。但即使我国的那一组,也是在美国五湖四海多元思路、互相激荡的世界大师的气氛下完成的。2006年6月7日教育部门发贺电说:“破解庞加莱猜想不仅对于数学、物理学和工程学具有重要意义,更重要的是极大地增强了中国人民自主创新的信心和决心,也反映了我国高水平大学建设所取得的丰硕成果……”。结果引起国际数学界的不满和批评,中国组被迫拿掉论文标题里的“完整证明”几字,改为对汉密尔顿-佩雷尔曼证明的解说。
编后 公开和保密是一对矛盾,构建同时遵从类似这种矛盾的相对论和量子论两者都是严谨的理论很难,只有被称为相对论性量子场论等少数几个做到了。如量子电动力学对电动力学的扩张,就非常成功。奠定这个基础的是杨振林和米尔斯,他们扩张麦克斯韦电磁场方程的对称性,为杨-米尔斯方程的广义荷。如把球体的朝上或朝下的自旋描述,看成电荷或磁荷的特征。类此为解决正负电子、质子碰撞,产生“软”辐射、“硬”辐射的各类矛盾现象,又把量子电动力学扩张到量子色动力学‘这里扩张的对称性的广义荷,称为“色荷”,类似电荷或磁荷的特征,例如“软”辐射、“硬”辐射产生夸克、反夸克、胶子都带有三种色荷。
量子维度上的运动所带来的变化不是位移,即这里没有距离的概念,而它是的自旋的变化。这种“超速度平移”,将给定内在自旋的粒子变成不同的粒子。但这么多种不同的自旋从哪里来?量子中国始末是以物质无限可分扩张“一尺之棰,日取其半,万世不竭”开始,到庞加莱猜想证明应用结束,半个世纪以来新中国官民结合、军民结合从一开始就一竿子到底揭示了超对称色动之谜。这就是弦论走到了庞加莱猜想,庞加莱猜想正题是球面拓扑,逆题是环面拓扑,正对应弦论的开弦和闭弦的球量子和圈量子两种拓扑结构。而圈量子的自旋对称性是三种自旋,共62类自旋态。在量子维度这被称为量子色动自旋,也叫三旋理论。
核能不管是裂变还是聚变,还属于相对论性量子场论和量子电动力学、电动力学的范畴。它是原子电子能级和核子的跃迁。大型正负电子、质子对撞机,及其“软”辐射、“硬”辐射,是电子、质子内部的粒子能级跃迁。把原子激光理论的有粒子数反转与无粒子数反转,扩张到电子、质子内部,称为“量子色动激光器”、“量子色动化学”、“量子色动几何”、 “真空能”。马成金先生发现以钾、钠元素配置的催化剂土“夸克球”,加水发现了这种可控的“量子色动激光器”。而王洪成先生以不同配置剂量,改造了土“夸克球”,以强化“保密原则”,制造类似的“广告效应”,把它称为“水变油”。何祚庥先生等则坚持“实验原则”,以打王洪成的“行骗”、“伪科学”,再造势了这种社会“广告效应”。许驭先生再坚持“保密原则”,把它称为“氧核冷裂变”,继续扩张“广告效应”。其实“软”辐射、“硬”辐射,产生的各种“色荷云”,解释钾、钠元素配置的催化剂土“夸克球”的超能反应,是属于量子色动力学、相对论性量子色动场论、量子色动宇宙学的范畴,探索的是“量子色动能”,“弱力能源”等问题。而研究操纵加速器和正负电子、质子对撞机等裂变、聚变、衰变现象的科学家群体行为、思想及影响,被称为量子色动社会学。21世纪是量子色动力学大潮运用的去核化、去石油化世纪,中国核能与量子色动会走向、也能走向大世界。
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