第4章 今天物理，明天工程

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这是一个高大敞亮的新车间。初次走进来的人都不由得估算一下跨度有多大，台头张望高高的屋顶，估算一下高度和天车的起重吨位。几台崭新的机器或者大型仪器只占了小小的位置，激烈争论的几位年轻人都穿着整洁的新工作服，他们正在开会。这个团队相信争论的团结模式，不采用一言堂的分裂模式。很有创意。地面新油漆的光彩闪烁，与大垫子相间排开。一切都是新的，一切都预示着正处于工作全面展开前的忙碌而有序的准备阶段。新型星际航行动机关键部件的研和制造都与这个车间有关。以这个车间为中心，有一个建筑群，有办公楼，有静车间，有弱磁车间。有的正在施工，有的已建成投入使用多时了。

这个热星炉中心车间一旦完工，筹建工作即告结束，华胥项目团队马上就成立了。

关于设计和制造的学术讨论会已进行了多次，确定先研制热星炉型的聚变能动机。这个建筑群就是为了制造聚变动机而设计建造的。“燃烧”氢产生炽热的等离子体，排出废料氦。可以利用热能，也可以利用等离子流动电，第三种模式是上边两种方法并用。使用聚变动机的星际飞船可以达到光的1/1o。聚变动机的优点是，比较成熟，燃料在星空易于补充，缺点是飞船航行太慢。但是聚变动机以后是长期有用的，即使将来缩地动机研制成功，缩地飞船上的聚变动机也可以满足飞船上的各种能源需求，为此估计每个飞船上配备至少两台聚变动机是必须的。

真正功率最大的两台热星炉型聚变能动机，一台用作飞船上所有驻地活动的能源，一台作为缩地动机的初始动力。当然了，如果缩地动机的引力热不能够高比例收集利用或者干脆不能利用，聚变动机就必须一直为缩地动机提供动力。然而，如果缩地动机的引力热能够获得高比例的利用，缩地动机产生的动力肯定会远远大于聚变动机。缩地动机的“燃料”可以保证不请自到，因此，一旦“点火”，除过器件损坏或者维修，缩地动机几乎可以视为一台“永动机。”机件永远不坏，煤和水永远保证供应的那种蒸汽机也是这类“永动机。”这是可靠性和长期性意义上的永动机，而不是创生能量意义上的永动机。

按照吴长川他们的设想，聚变动机、缩地动机、引力热电都是项目的关键组成部分。富西安则急于理解后二者的原理，他给吴长川说。“你能不能简单几句话把原理说清？”

“请原谅！我没有能力几句话说清。但是科普流时论的专题技术讨论会要解决这个问题。请你留意。”吴长川说。“有时间你可以先看一些关于流时论的科普资料。还是要劳逸结合。现在有了地球工厂，还将有月球工厂，月地拉格朗日点工厂，日地拉格朗日点工厂。越近成本越低，越远工件越能造得大。这些工作你们都要参与。你们小组现在手头的工作已经压力极大，张良才和你指导的各项工作，不断取得惊人的进展，所有人都羡慕你们，建议你们不要把担子给自己压得太重。”

“我听了你的话，得出了相反的结论。我更要拚命工作。”富西安说。大家都笑了。

“哎呀！你这个鬼东西。”吴长川说。又是笑。

“干科学工作的人，还好意思反科学。”杜月香说。

“吴长川先生，你们小组的成功才是我们项目团队胜利的基础。”张良才说。他望着吴长川竖起大拇指。“至于我们小组的工作，算是制造业中最古老的行业了。你把我们夸奖得人人心花怒放，盛名之下，其实难符。”

“仅仅合金钢圆球这一项基础工作，你们已经付出极大的努力。”吴长川说。“这种直径8的小小圆球看着简单，但每一粒圆球的不圆度都要求限制在（8+o）mm与（8x）mm之内，8的负x次方，这个x等于1o的负9次方。制造行业的工程师和工人看到这个精度要求一定会大伤脑筋。我们是在用钢铁制造的机械零件追逐1o个氢原子排列的长度。在整个球面上，取了上差，就不能再多出一层原子；取了下差，就不能少去一层原子。你们的工作让人望而生畏。”

“人家还在一个原子一个原子地搭建轴承呢！”张良才笑着说。

我们确实不是最先进的，但是批量生产，这个精度我一看就头皮子麻。”富西安说。说完哈哈大笑。富西安和张良才都是机械工程师。富西安年轻活泼，这里洋溢着自豪、乐观的紧张气氛。

“前几天在兰州开会，一位老校友也谈到了机械加工无法被完全替代。”吴长川说，“我们尽量向新的物理原理要精度，但是机械作为工业的骨头，不可能没有。”

“是这样的。历史是我们的老师。”杜月香说。她是电气工程师。“旋转陀螺越转越快。陀螺效应精度却越提高越慢。多亏蚊子提醒，小东西的平衡棒告诉我们，音叉振动会产生陀螺效应，精度马上按量级提高。现在液氦产生的量子液体，实现了流陀螺仪，精度又是大辐度提高，但是不论怎么越来越先进，机械部分总是少不了。这边降低要求了，那边要求却更高了。”

“对，总有一个针尖刺出来让我们的张良才先生朝尖端上攀登。”富西安笑着说。大家都笑。他两虽然有年龄差距，但张良才尽量让年轻人与自己相处得无拘无束，幽默快乐。

“哪一次也少不了你富工程师大人。”张良才说。又是一阵大笑。

“在机械零件上数原子！”吴长川说。“从合金的性能预期开始，冶金、合金织构安排、锻压晶粒与温度对应，热处理控制，冷处理控制，冷加工控制，热冷加工的配合，产品检验，产品疲劳试验，应力力度与疲劳的综合分析，等等、等等。这些既古老，又新颖；既迷人，又令人头疼。”

“我们进入了一个时代，这个时代的特点就是，许许多多的行业都到达了爬针尖阶段。”张良才说。“芯片也在努力攻破纳米关，但是上帝研制的芯片一直就不屑于攻破硅芯片。谁见过硅芯片构成的猴脑或者蚊子脑？我们现在对于芯片的种类还是概念不清。螳螂虾在海水里一击可以打出1ooo多度的高温，这绝对不是我们的大脑事先能够用公式推导出来的。”

“推导不出来是因为想不到，想不到是因为不敢想。”富西安说。“张老师你说的钬（ho）原子磁化。磁化钬原子两极可以记o和1，附在氧化镁表面，用铁原子读取，可以存储，能搞芯片吗？”

“物理学包含了无穷无尽的可能性。”吴长川说。“今天的工程学，就是昨天物理学的副产品。或者干脆说，今天的工程，就是昨天的物理。脚步跟的越近，技术就算是越先进。在个人操作技能与技术进步之间，我们选择技术进步。在精度的缓慢提升与物理效应的应用开之间，我们选择物理效应的应用开。学术交流是必须的，自己有创造才能更好地学习他人。创新是必须的，科学是自由思想的延伸。奔放的自由思想才能延伸出伟大的科学。物理学的展史就是疯狂思想史。工程学也可能需要一点疯狂。大学里的工科院系要设立量子工程学学位，我们工厂里的一个好的工程师，先应该是一个及格的物理学家。远离物理学的素人现在已经不适宜当工程师了。”

“需要是成功之母。”张良才说。“上大学是学习，技术工作也是学习。已经有了很光辉的榜样。按照泡利的说法，费米就是第一个量子工程师。”

“gps技术必须用到广义相对论。激光技术得益于爱因斯坦，纳米技术得益于费曼，cT和核磁共振是物理学和计算机技术在医学诊断技术中的成功合作。这些旧闻永远光彩不减。”富西安说。

“刘应平在他书的第一章开始就写了几行字：对于政府，流时论包含着新的税源，对于人民大众，流时论包含着新的工业机会和商业机会。”吴长川说。

杜月香笑眯眯的，她想，“富西安好认真呀！他在理解吴长川和张良才的说教。有趣！”

“聚变能电就是来自物理学的工程。”张良才说。“如果受控热核聚变进入商业运营，人类的可用能源几乎会取之不尽。如果从碳和水直接开始的人工光合作用进入商业运营，给人类的食品和有机化工原料提供的基础将会保障该二者会有无限的供应。人类最早进行的研究性的受控热核反应所用燃料是氘和氚。氘或从海水中提取重水得到，可以认为地球上的氘取之不尽。氘与氘的聚变有两种模式，作为粗略的平均，把一对氘离子聚变放出的能量看作1，那么，氘与氚两个离子再加上一个锂核完成聚变反应放出的能量大约是5.5，而且反应结果又产生一个氚。但是氚在地球的含量太少了，氚的半衰期只有两年半。而氘与氦3两个离子的聚变产生的能量大约是4.5，然而使用氘与氦3比使用氘与氚有许多优点。污染减少到只有几十分之一，反应堆使用寿命要长出几十倍。虽然地球上几乎不含有天然氦3，武器制造中产生的氦3量也微乎其微，但月球上的氦3量却是巨大的。因为月球没有大气，太阳在4o亿年间辐射的氦3都被钛吸收而成矿保存。估计月球氦3的储量在1oo万吨到5oo万吨之间。以21世纪初年耗能估计，1o吨氦3的能源产出，就足够中国一年的能源之用。与用量相比储量几乎是无限的。考虑在月球上的开采和到地球的运输成本，其回报也是地球煤矿开采收益的大约25o倍。因此，氘与氦3作为聚变能源是最佳方案。现在在月球上的氦3开采和月地运输的科研重点，就是努力降低成本。为此，我们要在月球上建立新的开采基地，同时降低运输成本。供应低价的氦3将是我们项目资金的一项重要来源。”

“聚变能也是缩地宇宙飞船将要使用的能源。”吴长川说。

“人工光合作用也是科学产生的工程。”奚骥骜说。“我们的飞船也必须使用。飞船一旦进入星空，几乎不会再有任何外部资源可以利用，也几乎不会有任何外部援助，飞船必须依靠自己的现有资源在凶险的无尽黑暗中孤独奋战，一切都是匮乏和短缺的，唯有星光的忠实，陪伴着我们意志的永远旺盛不衰，因此，我们必须充分地利用宇宙星光。飞船如此巨大的表面必须是透明的，便于星光透射，聚集后用于人工光合作用。这样的外壳是一个巨大的回转体，人造模仿地球重力是沿外壳的法线指向飞船外边的。因此人的头顶总是指向飞船旋转中心的。人只能在侧向的窗里欣赏外边的星空。透明材料只能作第一层外壳，更坚固的第二层外壳分隔为一个一个仓室，使用气密门窗，第二层外壳外表面可以作为人工光合作用装置的基础。排列在第二层外壳外表面的许多反光镜反射的星光照向第一层外壳的内表面。当然，也可以携带效率高的植物。如果是有根植物，根是沿着外壳法线向外的，我们也可以培育和选择耐寒的球藻类植物。”