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——中國虛擬儀器之父應懷樵——用共振實現核聚變之「哥德巴赫猜想」
香港文匯報訊（記者 方金蘭 北京報道）近期，《現代振動與噪聲技術》第十卷上發表了中國虛擬儀器之父、北京東方振動和噪聲技術研究所名譽所長應懷樵教授署名文章《太陽黑子爆發與共振實現核聚變的探討》。日前，他在接受香港文匯報專訪時表示，目前國內外正在研究的人工可控核聚變進展緩慢或許是受制於其研究方向。他認為，實現核聚變的研究應將長期以來模擬太陽核心區的高溫高壓方案轉向模擬太陽表面黑子爆發的方向，而這或將能夠在地球上低溫低壓條件下用粒子共振實現核聚變。
「人造太陽」正由夢想變為現實
在古希臘神話中，普羅米修斯從太陽神阿波羅處盜下的天火，照亮了人類的黑夜。而在現代綠色能源科技中，被譽為「人造太陽」的核聚變又將照亮人類能源的未來之路。
所謂「人造太陽」，即可控核聚變技術，因其產生能量的方式與太陽類似而被稱為「人造太陽」。早在一百多年前，偉大的科學家愛因斯坦便預見了在原子核中蘊藏著巨大的能量。1939年，美國物理學家貝特證實，一個氘原子核和一個氚原子核碰撞，結合成一個氦原子核，並釋放出一個中子和17.6兆電子伏特的能量。正是這個發現揭示了太陽「燃燒」的奧秘。
世界上，氫彈是最早製造出的「人造太陽」。最初，人們認識熱核聚變也是從氫彈爆炸開始的。此後，科學家一直希望發明一種裝置，能有效控制「氫彈爆炸」的過程，讓能量持續穩定的輸出。科學家通過一種名為「全超導托克馬克」的試驗裝置實現了可控聚變反應。自首個托克馬克裝置於1954年在前蘇聯建成至今，全球共建成該類裝置一百餘套。
據了解，目前世界最大的托克馬克裝置「歐洲聯合環」已經獲得了最大的聚變功率輸出，達到16至17兆瓦。但美中不足的是，該聚變反應只能短暫地運行幾秒、十幾秒鐘而已。而這也就意味著雖然核聚變理論上能夠提供源源不斷的清潔能源，但是人們卻始終沒有找到可以實現它的辦法。
從關注太陽核心區到太陽表面黑子利用共振原理或將實現低溫低壓可控核聚變
研究表明，太陽核心區溫度高達1500萬攝氏度，氣壓達到2500多億個大氣壓，在此高溫高壓條件下，氫原子核聚變成氦原子核，並釋放出巨大能量。一直以來，科學家對可控核聚變的研究正是冀望通過在地球上建一個能夠模擬上述太陽核心區的高溫高壓環境來實現。
據了解，應懷樵教授1959年就讀於浙江大學工程物理系理論物理專業，1965年至1980年參加中國西部羅布泊地區的原子彈和氫彈的核爆炸試驗工作，長期以來對核聚變有特殊的興趣和激情。他對可控核聚變的研究，最早始於對太陽黑子爆發及太陽耀斑的關注。作為國際國內振動學科研領域最具權威專家之一，應教授出於其對自然現象的敏銳觀察，近年來開始關注有關於太陽黑子爆發異常現象的新聞報道，並引發了對太陽黑子為什麼會爆發的思考。
在應懷樵教授看來，太陽黑子爆發和耀斑是太陽表面核聚變的集中爆發，其循環周期大約為11.2年。他大膽猜想，太陽黑子爆發恰恰是在4500℃—6000℃、0.01個大氣壓理論上不可能產生核聚變條件下產生的；而其形成原因是氘氚等粒子共振產生與積聚了可以產生核聚變的巨大能量。據了解，利用共振實現核聚變的設想是應教授最早於2000年在中國振動學會溫州會議上提出來的，該理論一經提出便受到時任中國振動學會理事長聞邦椿院士的熱情支持與鼓勵，同時也得到了該學會名譽理事長胡海昌院士的首肯和贊同。
應教授思考：太陽黑子爆發與共振有關係嗎？黑子爆發可以利用嗎？經歷一段時間專研，應教授對上述問題研究的焦點主要集中在三個方面：
第一：黑子爆發在太陽表面。太陽表面溫度4500℃—6000℃，核心區是核聚變區，溫度在1500萬℃左右。而核聚變的溫度通常需要幾千萬甚至上億攝氏度的溫度，至少也要幾百萬近千萬攝氏度。太陽表面黑子溫度卻只有4500℃左右，遠遠不夠核聚變的溫度條件，在表面溫度下是不可能產生核聚變的。
第二：太陽表面壓力是0.01個大氣壓，遠遠達不到核聚變的條件。太陽內部由於壓力非常之大，核心區氣壓約2500億大氣壓，溫度非常之高，達到核聚變的條件，因而實現核聚變是很正常的。而在太陽表面的黑子溫度很低、壓力也不高，遠遠達不到核聚變的條件，那麼為什麼近11年太陽黑子大爆發，實現了實際的大規模核聚變？
第三：太陽核心區核聚變爆發產生的粒子到達表面，據說要100萬年，而為什麼黑子群卻以11.2年為周期大爆發呢？
據此，應懷樵教授分析一定有另外的原因——共振。他猜想，太陽黑子是太陽表面的等離子氣體，溫度較低，為4500℃左右，是一種高速氣體漩渦，像地球上的巨大龍捲風。這種快速氣旋，它的直徑小的達千米級別，大的達10萬千米。約11年一個周期的加速達到光速，黑子相互擾動引發沸騰。其中在眾多黑子相互擾動中產生太赫茲（1THz=1000GHz）頻率範圍內的共振，並引起等離子體自激顫動——共振，最後產生大規模核聚變爆發的可能模式。如果不是高溫高速的碰撞引發共振與顫振，在太陽表面較低溫低壓條件下是不會引發核聚變的。
應懷樵教授由黑子爆發現象猜想：因太陽黑子爆發實現了核聚變的過程，可以認為，較低溫度（4500℃左右）較低壓（0.01個大氣壓）太陽表面附近能實現核聚變。黑子漩渦的「龍捲風」能把太陽內部部分氣體捲上表面，加劇擾動下的共振發生，經過11年左右的培養加強，產生了周期為11年左右的太陽黑子大爆發。
事實上，直至目前國內外正在研究的人工可控核聚變的方案主要是模擬太陽核心區高溫高壓條件來實現。應教授表示，這一思路可能存在誤區，因為在地球上實現太陽核心區的條件難度太大，成本很高。如果轉變思路，採用模擬太陽表面黑子爆發共振實現核聚變的方案即在地球表面低溫低壓條件下實現可控核聚變或許是一條捷徑，屆時能源危機將迎刃而解。
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