人类驯服可控核聚变还有多少路程？
2021年，Sam Altman以个人名义向美国核聚变初创公司Helion Energy注资3.75亿美金，这是他迄今最大一笔个人下注。Helion豪言称，将在2028年前建成全球首座50兆瓦聚变电厂。
马斯克持不同看法。他曾说：“我们的头顶一直就有一个取之不尽、用之不竭的核聚变反应堆——太阳”。他相信太阳能才是人类能源问题的根本路径。
不过，在很多人眼中，可控核聚变仍然是“能源界的圣杯”。随着今天我们向AGI迈进，能源将是文明演进的最大瓶颈——毕竟，AGI或许不惧怕人类，但一定害怕断电。
2025年4月，我访谈了中国可控核聚变创业公司、能量奇点创始人兼CEO杨钊。相比AI，可控核聚变是一条更漫长、更人迹罕至的创业之路。
它几乎是面对人类有史以来最复杂的物理难题之一，站在科技与人类文明的边界上，做技术摸索。
作为中国可控核聚变事业的参与者，他也相对清晰地计算出了，人类驯服可控核聚变还需要多少资金要消耗？还有多少路程要走？我们也探讨了，在更远处的未来，当能源成为无限，我们的世界、我们的文明又将怎样？
1 “托卡马克核心想法是，磁场长得像一个甜甜圈”
张小珺：我们先从一些比较高频出现且很重要的词汇开始聊起，给大家做一个重点的科普扫盲。
什么是核裂变，什么是核聚变，区别是什么？
杨钊：他们都属于核能。核能基本想法是通过核反应，使反应产物的总质量小于反应的原料总质量，这样，质量差距最终带来的，根据爱因斯坦能量方程，变成能量释放出来。
只不过裂变和聚变区别在于：裂变使用的是较重原子核，通过原子核分裂成几个较轻原子核，这个反应过程使最终产物的反应总质量低于原来较重的原子核的过程。
裂变使用的原料放射性比较强，且原子序数比较大的元素；而聚变相反，使用单个质量较轻的原子核，一般两个左右，让它们相互碰撞，融合成一个质量较重的原子核，但最终反应产物总质量比反应前的几个原子核总质量加起来要小。这个过程也是把质量变成能量的过程。
裂变是原子弹原理，而聚变对应的是氢弹原理。
张小珺：接下来解释两个词，一个是“托卡马克”，一个是“高温超导托卡马克”。
杨钊：托卡马克是属于实现可控核聚变技术路线中的一种。
实现可控核聚变大体分三个路线：大家最常见的一个可控核聚变，是太阳、恒星，恒星靠重力将大量原子聚集，使密度足够高，最终产生了聚变反应，它不停在释放能量。
地球上没办法产生这么大重力，这条路线肯定走不通。人类使用了两种方法：一个叫磁约束，一个叫惯性约束。在这个分支内，托卡马克是属于磁约束的这么一个大的范畴。
磁约束的核心想法是通过产生一个特定位形磁场，将反应温度非常高的等离子体约束在磁场中，不要让它跟其他固体设备产生直接接触。
但是磁场到底长成什么样，这是在磁约束下面的不同分支的区别了。
现在研究最为广泛，从拿到的实验结果上来说，参数最高，并且已经达到可以作为接近能量盈亏平衡的技术路线，是托卡马克。最开始苏联提出来的一套技术路线。
托卡马克核心想法是，磁场长得像一个甜甜圈，这个甜甜圈因为是一个圆环，封闭的，所以用这样的磁场位形去将高温等离子体约束在甜甜圈内。我们通过提高等离子体温度，并且有磁场不断去约束这个等离子体，让整个高温等离子体，在我设计的甜甜圈范围内发生这种碰撞，产生聚变，释放能量。
当然了，它除了有一个环向甜甜圈方向的磁场之外，还有一个环向电流，这是非常关键的组成部分。具备有这种环向磁场，且有环向电流的二维轴对称的磁场位形，我们把它命名为“托卡马克”。
张小珺：高温超导托卡马克？
杨钊：刚刚说了托卡马克需要很强磁场，这个磁场用来约束等离子体，怎么去产生这样一个磁场，做法就是我们通过造一个磁体，这个磁体里通过很大电流，产生磁场。用来做磁体的材料是什么样子，这就又出现了几代托卡马克了。
磁体是对于托卡马克或者对于磁约束来说，最关键的一个系统部件，它的核心材料变化会影响到整个装置其他所有子系统的设计和它的对接。
托卡马克大概经历了三个阶段：
最早，大家只是为了做一个实验看看性能，绝大部分早期托卡马克都是用铜做的磁体。铜作为一个常规导体，它会在运行过程中，因为你通了很大电流，会发热。所以当参数比较高的时候，大家发现用铜导体做的托卡马克并不能很长时间运行，大概秒级、十几秒级量级，就必须得关掉，否则铜自身发热就会造成磁体本身甚至会被熔化掉。所以它只能是短时间脉冲做一个短脉冲实验。
因为铜这个东西是可以在室温下，当然也可以降温做，但它大部分是水冷的降温方式，所以铜导体的装置，工程复杂度相对较低，并不需要营造出一个真空且很低温环境才能运行相比于超导装置。这也是为什么早期我们为了去探索等离子体性能，在工程上先用最简单方法，就是先用铜去做这样的装置，短时间拿到实验结果。
等到后面，参数越来越高，且我们要考虑未来真正做聚变商业化，你不可能用铜再去做装置，否则它的运行时间不够，而且铜自身消耗的能量比你发出的能量还要大。
所以人们开始思考，我用超导材料去做磁体。这个也经历过一部分磁体用超导材料，一部分磁体用铜，但第一个集大成者的是我们合肥EAST装置。它是第一个全低温超导的一台托卡马克。意思就是，所有磁体线圈都是用低温超导这种材料去做的完整的托卡马克。
为了做一台超导托卡马克，你就需要去营造一个高真空环境，让磁体在这个真空中去运行，否则，光空间的漏热、热对流、热传导已经没办法产生磁体能运行在零下269度极低温的环境。同时，你为了防止热辐射，会造冷屏，就是低温的用来减少热辐射包裹在磁体外部的环境。所以，一台低温超导托卡马克，工程复杂性很高。
这也是为什么在大概2000年之后才建成一台装置，像EAST是2002年开建，大概2006、2007年建成的。
后面，韩国还有一台装置叫KSTAR，是一台低温超导的装置；再往后像日本最近建成了一台新的，很高参数的装置叫JT-60SA，也是一台低温超导的装置。
全世界全低温超导的装置就这三台。
低温超导虽然可以在很低的温度下长时间运行。比如说我们可以看到有一些1000秒这样的运行记录。但它的一个大问题在于，如果我用这条技术路线做一台可以商业化发电的装置，一个核心参数就是我需要有足够多输出能量，输出能量要远高于消耗的能量，这是发电装置。
大概尺寸就是现在正建设的法国这台装置ITER，这台装置由欧盟牵头，中国、美国等加起来6个国家一起参与的，已经投入资金250亿欧元的一台装置。
张小珺：这个项目历时很长。
杨钊：它的设计是在90年代完成的，真正开建是2006年，现在最新消息已经延期到2034年——大概建设周期就是30年的装置——因为它非常大。
这就说到低温超导的弊端。用这种材料去做的一台托卡马克，由于这种低温超导材料的磁场有限制，不能太高，否则就会变成像铜一样的东西，就有电阻，不能长时间运行。就使得这个装置必须做得非常大，才能做到足够大能量增益，结果是它的建造周期会特别长，成本会极高，甚至这个东西做出来，度电成本可能是火电的100倍以上。
它是一个科学研究装置。如果你的目标是比火电成本低，甚至未来远低，这条技术路线难度挑战是非常大的，怎么把成本从100倍，两个数量级以上降下来。
所以在2018年之后有这么一个新想法。我们用一种新的超导材料，这也是在2015年之后，2018年左右才在工程上、工业上实现量产的叫高温超导材料。
这种新材料好处在于，在低温下运行的时候，临界磁场强度是比低温超导会高很多，可以高一倍以上，至少一倍。高磁场带来的好处，在同样性能情况下，比如说同样能量增益的条件下，我可以将装置体积缩小两个数量级，也意味着你的建造成本大约缩小两个数量级。因为对于任何一台非标设备来说，你的质量或体积决定了成本。
这是用高温超导这个材料相比于低温超导来说，它们都是超导，而且运行的温度区别不大，大概是4K到10K、20K区别，零下269度到零下259度这样。
张小珺：高温超导和低温超导都是低温。
杨钊：温度都很低。但它的临界磁场强度完全不一样。
通过显著去提升磁场强度，去显著缩小装置的尺寸，我们得到的好处是我最终这台装置的造价，换句话，我用聚变发出的度电成本就可以显著降低，最终达到可能跟火电差不多，甚至未来规模化生产的时候，是火电一个数量级以下的成本。
张小珺：高温超导为什么可以成本更低，体积更小？
杨钊：这是在过去六七十年聚变的研究过程中，大家通过上百台装置，上千次实验总结出来的规律——我为了达到一个足够高的能量增益——所谓能量增益就是我的输出功率除以输入功率，就是我产生的能量除以我消耗的能量叫作能量增益。
张小珺：是break even的那个关键指标？
杨钊：对。如果等于1就是break even，你要做电站就要远大于1，比如说等于10，就是你的输出能量功率是输入的10倍，毕竟你在真正的运行过程中会有损耗。
能量增益，它实际上是被物理上的参数叫作“三乘积”所决定的。它的等离子体的密度×温度×约束时间，这三个数一乘，所以叫三乘积。
这三个数一乘之后，在一个相对非常复杂的单位下，达到10的21次方。物理学第一性原理告诉你，无论你用什么手段去实现，用氘和氚作为原料，当这个三乘积到10的21次方，大概就是Q在1，当然你再稍微高一点点就是21到22次方这个数量级以内，能量增益Q就从1甚至到无穷，可以长得非常快，类似雪崩一样。一旦过了break even的线，就会往上提一点点参数，能量增益就会提得很高。
这个逻辑告诉我们什么？如果你想提高能量增益，你就是提高三乘积就行，因为三乘积会决定能量增益。三乘积在过去六七十年的研究里面，大家发现工程上最有效去提升三乘积的方法实际上要么你把装置做得足够大，要么你把磁场做得足够强，就这两条手段。
张小珺：它是温度、密度和能量约束时间的乘积，那不是应该改变这三个数值中的一个？
杨钊：这三个数值不能直接改变，相当于是一个以装置性能决定的一些结果。
张小珺：装置更大能改变哪个数值？
杨钊：它都会有影响。三乘积一个很典型的特点，你单纯提升任何一个参数，大概率剩下两个参数都会往下掉，而且导致你的装置三乘积总性能往下掉，所以你的优化实际上优化的是这个乘积结果，这个乘积的结果会跟一台装置的很多很多参数都相关，它比较复杂。
我们并没有一个很好的第一性原理推导出来它到底跟啥相关。最终的做法就是通过上千次的实验，我们去拟合出来这样一个定标率。
张小珺：还有一个关键词叫“Q值”，就是能量增益。如果它是1，就break even了。一般有两个关键指标，一个是大于1，一个是大于10。
杨钊：对，大于1是一个基本点，否则你小于1，必定是个耗电装置。
但你刚刚大于1，也是耗电装置，毕竟你能量转化的过程中还是会有损耗。
一台聚变电站它根据你电站的规模和大小不一样，设计范围大概是在Q=5到Q=30这个区间内，你完全能够把一台聚变电站设计出来。
远大于1，一般就是大一个数量级，大家就把这个工程可行性一般的标准就定到了Q=10上。
张小珺：现在全球能做最高的水平是Q等于多少？
杨钊：在磁约束，最高纪录是托卡马克拿到的，这是在90年代从氘氚等效，并没有用氚直接做实验，我是用氘氘的原料做实验，但因为在物理学上有一个大家都公认的方法就是：假设，我知道了这次实验的等离子体的性质，我又假设，这次实验里面一半是氘、一半是氚，而并不都是氚，因为唯一区别就是碰撞过程中发出的能量，它的散射截面会不一样，这是一个很微观的物理学测得很精准的东西。
它可以通过一个氘氘的实验结果，推算出，假如变成了50%、50%的氘氚，Q值是多少。
氘氚等效最高实验记录是日本在JT-60(U)这台装置上做到Q=1.25。
张小珺：是比较低的。
杨钊：刚刚过1。
前两年，时间不长，用惯性约束这条技术路线，就拿激光去打一个氘氚靶，这个Q做到过1.5，当然这是直接有氘有氚的一个靶核。所以这是真正的氘氚实验上最高记录是惯性约束这边在美国的NIF这台装置上实现Q=1.5。
全世界范围做到三乘积21次方，21次方数量级的托卡马克其实大概有三四台，刚刚说的日本JT-60(U)，美国有TFTR和DIII-D，英国还有一台JET，几台装置都接近10的21次方。
也是因为在90年代，我们有了托卡马克非常高参数接近于break even或者Q=1.25已经超过break even实验参数。
全世界范围内说下一台我们做一台Q>10的，也就有了ITER计划。
2 “我们不是科学研究，不是武器研究，而是为了发电”
张小珺：接下来介绍一下可控核聚变演变的历史。
杨钊：最开始我们介绍了核反应的基本过程，总之是用反应后的质量的减少转化成能量，就是爱因斯坦的质能方程，去释放能量的一个过程。
聚变最开始大家是做氢弹，70多年前，我们第一次掌握了核聚变的能量，就是第一个氢弹的爆炸。当氢弹爆炸了之后，人们就在想我怎么样能够去把氢弹这种武器级别的、不受控的，炸了能量就释放出来的这么个状态，变成基于我们的设计要求，比如我这个时候想要500兆瓦的电输入，就能放出500兆瓦。如果说1G瓦的电输出就能放到1G瓦，根据我的设计要求去释放能量这种可控状态。
这个过程已经持续了70年左右的周期了。
张小珺：爱因斯坦相对论中重要的方程是质能方程：E=MC²。
杨钊：质能方程说的是，一个东西它有质量就意味着它本身是储存着能量。
对于核反应，你可以看到的是反应前有一堆原子核，反应后变成了另外一些原子核，但我们会发现，如果这个反应过程中，它反应后的所有产物的质量加起来，假设它比反应前的所有反应物的质量加起来要小，根据质能方程，我们知道质量小了，能量总是要守恒，就会变成反应后产物的动能。这就是通过核反应去产生能量的过程。
因为反应前加起来比较重，反应后加起来比较轻，但为了能量守恒，反应后的这些轻原子核需要最终以动能形式把这个能量去守恒，这个反应过程相当于初始两个没什么能量的东西撞了之后变成新的产物，且每一个产物都携带大量动能——这个是爱因斯坦的质能方程。
张小珺：质量和能量可以相互转换。
杨钊：非常小的一个质量损失就会产生巨大的能量。
下来就是从人们掌握了氢弹技术之后，就在思考怎么做到可控核聚变这个事。
在地球上要不然用惯性约束去做可控核聚变，要不然用磁约束。实际上惯性约束，包括美国做到Q=1.5的NIF装置，包括国内对标的就是中国工程物理研究院（业界称之为九院）的神光这台装置，本质上都是在做全球禁核的条件下的一些先进核武器研究，包括你看美国NIF官网上也是这么写的。
因为这套方法，就不太适合民用，需要用非常多激光，非常短时间内，同频照射在靶核上，压缩靶核产生一个反应。它没有办法稳态做这个实验。我们也知道，把电能转化成激光能量，这一步折损非常大，能量转化3%都不到。
虽然我们看的这个Q是1.5，聚变输出能量除以输入，但输入的实际上是激光的能量，并没有算怎么端到端从电转化到激光这一步是不考虑的。
这两个原因吧：一个是没有办法稳定运行，只能短时间脉冲运行；第二，激光的转化效率极低。所以大家在做惯性约束的时候，没有把它去当民用，当发电的路线在做，它就是一个研究高效率核武器的方法。
张小珺：它能够有多长时间持续？
杨钊：一个反应大概是纳秒级别，10的负9次方秒，这是一个反应过程。
张小珺：它有什么优点吗？惯性约束。
杨钊：从需求上来说，比如说早期核武器，氢弹燃烧效率是很低的。
什么意思？我有一大块可以用来去反应的原料，但发生了这个核反应，通过爱因斯坦的质能方程真正释放能量的那一部分的比例很小，大部分的原料不会参与反应，达不到反应条件或者反应就终止了。
惯性约束一个方法就是我怎么样能不能，原来1%、2%的反应比例，我提到80%，甚至提到更高，我就可以充分实现这个核反应，用最小原料释放出来最多能量，这些都是惯性约束可以去研究的一些问题。包括在这种短时间内，高温高压的条件下聚变反应过程中，它到底经历什么样的过程，能够提升反应效率，这些都是惯性约束，在这样一个受控环境下去研究的问题。
好处是相比氢弹来说，它是一个更可控、更可测、更方便研究的反应环境。
如果我们最终目的不是科学研究，不是武器研究，而是为了做发电，主要方法就是磁约束的方法了。
磁约束我刚才也介绍了，不同磁场形状对应不同磁约束下面的分叉的技术路线，而在磁约束的众多技术路线里，托卡马克其实是在三乘积，我们刚才说的决定能量增益的物理参数做得最高，而且高于其他技术路线大概至少两个数量级左右，甚至到四个数量级。
在上个世纪60年代左右，苏联这边就想到用甜甜圈一样的磁场位形托卡马克这个路线，并且他们造出来第一台装置就发现性能非常好，比其他之前正在同步研究的技术路线的性能都要高很多。
大概从上世纪六七十年代开始，全世界范围都把主要的精力投入到托卡马克的原因，它的性能看起来要比其他的技术路线都要好，都要高。
张小珺：这个技术路线是全球都共识过的技术路线？
杨钊：对。你像中国之前两个大的科研院所——等离子所、585——过去建的这些大装置全部都是托卡马克。美国几台高参数装置也都是托卡马克。包括为什么全世界最大的装置ITER也是一台托卡马克。就是因为它具有最多的人在研究，有最多实验结果，而且在实验上真正做到过接近21次方的实验参数。
张小珺：全球大概有多少台托卡马克？
杨钊：100台以上。
人们在不断去建更高参数的托卡马克，不断拿到更好的结果，就吸引到了更多资金。一步一步地，就像我刚才说到上世纪90年代，全世界有三台甚至到四台的时候，托卡马克已经做到21次方了，就产生了ITER计划。
在这个过程中，也就经历了从早期大家只是为了验证这个磁场位形对于等离子体约束好不好，所以用最简单的工程方法，就是用铜去做托卡马克，这是最早期，甚至绝大部分的托卡马克都是用铜做的。
再往后是到2006年左右，像中国EAST这台装置，就是全世界第一台低温超导的托卡马克装置，从铜的托卡马克的时代就过渡到了用超导去做托卡马克，因为你未来要真正发电的话一定是超导装置，它的发热小，能够长时间运行。
再到我们刚刚说2018年左右，第二代高温超导的材料可以工程化量产了之后，美国最开始MIT和CFS（Commonwealth Fusion Systems，美国麻省理工学院分拆出来的联邦核聚变系统公司）公司一起就提出了一台SPARC装置，它的目标是和ITER性能一样，磁场提高一倍，体积缩小到2%到3%，成本大概也是从250亿欧元降到10亿美金。
这就大体来说聚变，尤其是磁约束托卡马克的发展历史，就是这么一个过程。
到了去年，也就是2024年，包括到现在为止，高温超导托卡马克这条技术路线实际上一直是一个想法，直到去年我们建成了全世界第一台全高温超导托卡马克，就是这个“洪荒70”这台装置。
第一次在工程上，在一个完整装置级别，去验证了高温超导托卡马克这个事不只是一个概念，它可以在工程上建出来，也可以真正实验运行，且运行参数稳定。
类似于假设曾经所有船都是用木头造的，当然最开始是美国，后来我们在国内最早提出，我们说如果你要建一艘真正的高性能航母，你一定需要用钢作为原材料，但是没有人用钢造过船。
“洪荒70”就相当于是全世界第一艘，用这个类比，第一艘用钢做的完整的船。
它的挑战是啥？当你换了这个主体材料之后，你用木头的时候，是不会思考焊接工艺，不会思考除锈的问题，而且木头本身就能漂在水上，钢放在水上就沉了。虽然船都是阿基米德原理、浮力原理，排水量足够大，总是可以浮起来的。但当你把主体材料换了，整个船的设计，整个加工工艺，全部都变了，并且在真正下水且运行之前，没有人可以100%确定它下水之后船不会漏水，不会沉下去。
这就是我们做70这台装置，它不是性能很高，但它是第一艘用新材料建造的完整装置。证明了这种新材料去建一台完整装置工程是可行的，并且我让它下水，让它往前去走，然后开回来，正常运行它是稳定的，所有系统接口都是通畅的。
张小珺：你们验证了体积可以更小，成本可以更低没有？
杨钊：坦率说没有。这件事是需要在我们下一台装置“洪荒170”去验证，因为你要谈体积更小、成本更低，你需要满足相同的性能。
比如说我需要跟ITER的参数一样，做到Q>10的情况下，我们去对比成本和体积，这就是下一台装置目标。
3 “我们的目标是将聚变的度电成本降到跟火电一样甚至更低”
张小珺：为什么在2021年决定创业？要用创业的形式来做？
杨钊：在2021年这个时间点，第一个判断是到底聚变发展到什么程度了？
一个基本结论是在那个时间点，如果人类不计成本去用聚变发电，肯定做得到。比如ITER这样一台装置，它就是建造周期长，但设计、很多事情都是90年代定稿，它是非常保守、非常传统的这些物理去做的设计。
张小珺：它做得出来吗？
杨钊：如果不犯一些工程上的低级错误，把它做出来肯定是会发生的，只不过它需要花多长时间和花多少钱问题。
它也是全世界从国际联合项目上来说，应该是第二贵的项目了。
张小珺：第一贵是什么？
杨钊：国际空间站。当你的资金规模到了上百亿，好几百亿欧元或美元，类似千亿人民币规模，这种国际联合的方式就是一种可能可行的方法。
当然最开始，实际上90年代大家已经看到聚变做到Q>1，10的21次方参数做出来几台。最开始是苏联和美国提出来的ITER计划，两个当时的强国去说，我们能不能一起去做出来一个真正对于工程上来说有意义Q>10的装置。这就是90年代最开始提出来的ITER计划。
后来，苏联解体了，这个项目由欧盟主导了，装置也落在法国。
最开始是苏联、美国提出这个项目，后来欧盟主导，中国、美国还有其他四个国家加起来一起参与的这个项目，一直推进到现在。
张小珺：会不会造出来发现过时了？
杨钊：这是一个现在的情况，它确实是由于时间、工期过长，导致你看现在可能真正的一台Q>10的装置人们认为最早可能就是美国的那台高温超导的SPARC装置，2022年开建，到2026年，他们对外宣称是明年就能建成。
回到最开始的问题，2021年，当时最基本判断就是，聚变这件事其实从科学的可行性，甚至说如果我不计成本的话，从工程的可行性来说，是有比较扎实的基础和经验积累的。
到底聚变商业化这件事我们缺啥？我们需要啥？核心就是我们需要将聚变度电成本降下来。
换句话说什么叫作聚变商业化，这个在团队里面也非常清楚：你哪天把度电成本降到跟火电一样了，你就商业化了；哪天你把度电成本降到比火电低一个数量级了，你基本上就可以提供一个数量级甚至两个数量级以上的能源，这就是所谓的能源自由的一个状态。
金标准就是你的度电成本。
这件事，我们2021年一个看法是，也许高温超导这样一条技术路线可以显著缩小装置体积，将成本两个数量级降低，让我们觉得是可以干的。
张小珺：是工程化的拐点？
杨钊：是，由于新材料变革导致了成本，比如说火电两个数量级以上降到跟火电差不多。像这种，你差量级的成本的区别，你用渐进式的——今天降个10%，明天降个20%的方法，甚至能不能过去都不一定，非常漫长。往往真正变革就是有一些材料的变革或者新的技术的变革导致数量级在缩小，你再规模化，再把它降一个数量级，那是另一件事。
在2021年，就觉得这件事情，我们的目标是要将聚变度电成本降到跟火电一样甚至更低，我们这个公司提供的价值就是在最终聚变发电这个技术过程中，所有能够持续去提高性价比，降低聚变度电成本的事，就是我们都要去做的事情。
这是为什么我们最开始装置整体设计一定是自己做的，装置磁体从设计、加工到最终测试、运行，我们都要自己做，这都是显著核心影响你装置成本的东西。包括后面，我们基本上核心的子系统全部都自研了。
从提高性价比来说，设计变更一点点，成本区别会非常大。你的核心子系统，因为它会影响其他所有系统接口，它的设计变更一点点，整个装置变化也是非常大的，而且如果我能够将我的成本都变成原材料成本，所有的知识和信息是由我团队自己摸索出来，我就可以真正将一台装置的成本降到，有可能，你越往上推它的原材料成本越低。
这是我们当时决定设计上完全自己去干，核心子系统自己去设计加工，自己去产出，包括最终调试、运行，因为只有你把这台装置对你来说变成完全不是黑盒，所有东西透明，你才知道我有一个新的目标，比如说达到一个更高参数的情况，我去优化它成本的时候，我要调什么系统，每个系统最优值在哪里。
2021年我们想清楚了这件事情，也就搭起来了，最开始就4个人。
张小珺：为什么以创业公司的方式去做？不用高校的方式。
杨钊：我们现在要解决的问题是用最短的时间、最小成本实现整个聚变性价比飞速的量级的变化。这件事本质就是一家创业公司适合干的事。
从一个组织属性上来说，最短决策流程，最高效办事方法，将一个东西从实验室推到真正低成本大规模使用的过程，这是创业公司最擅长做的事，而不是高校或者科研院所最擅长做的事情。
张小珺：能不能讲讲你的背景？
杨钊：我是学物理科班出身的。北大物理系，博士在斯坦福做理论物理的方向。
我做的是比较底层的物理，是做量子引力，做弦论，包括量子引力和量子信息的交叉，离这个世界比较远的一些基础物理。大概在博士期间，在斯坦福主要做的都是这些非常基础物理研究。
张小珺：什么时候你想做可控核聚变？
杨钊：最早想在本科阶段，我们学物理，对于各个分支基础物理研究是有一些概念的。当时确实想过，到底学物理对于未来人类生活和发展什么东西有比较重大影响？
在当时，认知甚至到现在，对于未来一定会发生且影响最大的一件事，就是聚变。十年的尺度上，我们是觉得聚变可能在物理学对于人类整个文明来说，它影响最大的一件事。
对我个人来说，我比较喜欢，包括我当年做物理研究也是，比较喜欢做的一类事：这类事情无论是不是我做，早晚会有人做，所谓历史必然会发展的这么一个趋势，这类事情对我来说是吸引力最大的一件事。
这件事里面，通过聚变改变能源的供给结构，甚至我可以提供比当前数量级以上更高能量的一件事情，这件事对整个人类的发展是一个巨大变革，可能我想不到更大变革的事情了。甚至这件事做成之后，通过驯服聚变能，用来做无工质太空旅行的发动机，而不是现在的化学火箭，才是真正有意义的行星际的商业航天。
这件事情它无论从能源供给还是从动力的角度，都是对于人类发展来说巨大的一个变化。
当时就属于“有生之年系列”，本科就觉得这辈子早晚如果有可能的话，参与到这件事里面去。
张小珺：全球现在science领域的“明珠”有哪几颗？
杨钊：又难倒我了（笑），我想想。
非常多，在科学领域这样的问题非常多，因为我是做基础理论，人们对于引力的量子描述，真正微观尺度下，引力到底是一个什么样的行为，而不是一个经典理论，从爱因斯坦开始就已经在研究，到现在也没有完全把这件事搞清楚。
包括宇宙学上的暗物质，使宇宙膨胀的暗能量是啥也不是很清楚。
有非常多基础物理问题，大家很希望能理解，但我们至少现在，无论是理论还是实验这个认知都达不到这个水平。
再具象一些，大家在不停研究新的材料，这个就多了去了。我们现在大家都觉得很习惯像手机、半导体，也就是在七八十年代那个时候当时最前沿做固体物理的，做半导体理论的这些人，发现材料预测了之后，经过几十年工程化，变成芯片。现在大量的，比如凝聚态物理学家或者固体物理学家，他们在研究的很多新材料，很前沿的材料，在未来慢慢都会变成我们日常生活中应用的物件。
张小珺：你是2017年博士毕业，后来你在干吗？
杨钊：2017-2018年在美国待了一年，那个时候只是觉得早晚要做成像聚变这种事，你还是要通过创业的方式去实现的。但刚毕业也不知道该干啥，是实话，有一年的时间在思考，如果我去做一个创业的一个公司，我第一次要做什么事情。
2018年底回国之后是金沙江投了我们那个公司。
张小珺：先在金沙江创投做EIR（入驻企业家）吧？
杨钊：对，到2018年底出来之后当时做了一家人工智能和音乐教育结合的一家公司。
我的物理研究方向弦论，直接做弦论相关的创业项目也确实找不到。我毕竟是技术出身，从技术方向去推到应用上就找了和音乐教育的契合点，这个公司大概做了三年吧。到2021年，经历了在线教育非常快速变化的周期。
从2021年就在思考到底聚变能不能在现在这个时间点开始去做，如果不能原因是啥，我还需要推动的东西是啥，如果能，为什么不从现在开始去做？
张小珺：2021年初，你们一起拜访了很多科研院所和供应商，调研的过程怎么样，得出行业结论没有？
杨钊：最开始调研，我们想理解的是，如果我们在国内推动可控核聚变，我会不会被人才、技术和原料这三个东西卡住脖子？
调研下来的结果是原料，包括供应商，这些核心你可能会用到的供应商，基本不太存在卡脖子现象。从我们选择高温超导这条技术路线，我们不会的，大概率全世界范围内大家也不会，都是很新的。
传统的，已经积累的这些知识大部分是学术公开的，从技术本身的话，并不太存在被卡脖子卡住的事。
人才上，更不存在这个问题，尤其是这件事的核心，一方面是有研究的事情，但更重要的是工程化落地。中国在工程师的团队里面，确实是有红利的。
基本判断就是，在那个时间点，没有一个no go。没有什么东西是说你不能现在开始去做的，这个东西它是一个正向循环很快速的东西，它是有大量的在你做它的过程中，积累出来的经验和知识，能够迭代到下一代产品里面的东西。
它不是一个有关键点，这个关键点你做到了，或者别人用这个关键点都能做到——不是的。
它是有大量的很细碎的问题，每一个问题都是需要一个一个去解决的爱迪生式的问题。而且它本来的初始投入量，资金量也比较大。它是一个先手优势很强的这么一个行业。
人才是稀缺的，换句话说可能就没有，就全部自己培养；知识是自己积累的，且正向循环是非常快的。每一代资金量都是比较大的，作为一个创业公司来说。当你有了领先优势之后，同样方向的第二名就基本上，我的先手优势过大了。
赶早不赶晚。
4 “聚变装置里面反应的过程就是一个充满了能量且无序的状态”
张小珺：你们第一代产品“洪荒70”是怎么建造的，为什么叫“洪荒”？
杨钊：洪荒在中国神话里面是一个非常早期、能量非常充沛的一个状态。当然了，这个状态是一个非常混沌的状态，它有很多的能量，一个非常无序的状态。
聚变在做的也是这样一个事情。你把很多原来很无序的东西，核能把它转变成电能。这台装置里面反应的过程就是一个充满了能量，且非常无序的状态，我们把这一系列通通命名为“洪荒”。
70是它关键参数，大半径的参数，70个厘米，就叫70。
张小珺：第一代产品怎么构造出来的，它的意义是什么？构造出一台装置到底是一个什么样的过程，多少人？
杨钊：最开始就4个创始人，到这台装置建成大概是一百人团队，两年时间。
站在现在这个时间点，一台装置设计大概会经过哪些过程？
首先先做物理设计，你这台装置希望实现的最核心目标是啥，基于这个目标会变成一些我的等离子体状态，这就是我要达成这个目标，最核心的物理参数，它需要实现到什么状态，这就是几个物理设计。
基于这个物理设计，等离子体要达到这样的性能，下一件事就是概念设计，你的每一个子系统都需要去实现什么样的参数才能够让最终的物理参数达到你刚刚的物理设计的目标，比如说你的磁场要多大，磁场的形状变成什么样子，你把等离子体它在真空环境里，真空环境真空室的结构长什么样，各个子系统的运行温度是什么样子，包括外围什么时候往里面加料，充气，什么时候去诊断，去看当前的运行状态，什么时候做控制等等。
基于你要实现的物理参数的目标，你会把每一个子系统的核心目标设计出来，它的运行工况要设计出来，它和其他子系统之间的接口要设计出来。
否则，每个子系统互相打架就拼不起来。
张小珺：有多少子系统？
杨钊：一级子系统我们粗分的话大概10个。二级子系统，大概30多个。
在做完概念设计，至少为了达成我们最大目标，转化成这个物理目标，每一套系统都有一个设计概念，可行性大概是这个东西能做出来。
做到这一步之后再往下一步叫工程设计。我要一个多大流量，多少温度，多少流速的一套低温系统，你的工程上怎么把它实现出来。低温系统里面有什么分配阀箱、液氦储罐、制冷机，工程设备全部都设计出来了。到这一步，有了每个系统的概念之后，把它要设计成真正可以用来制造、加工或者我选型买设备的一套工程设计方案。出图纸，出技术需求。这就是第三步的工程设计。
完成工程设计之后，就进入到了加工制造阶段，有一些我们把图纸给到外面机加或者制造的供应商，焊接的供应商，大的罐罐、真空压力容器，让它们去制造，返给我们，有一些比如说磁体，我们去另一个厂房自己制造加工。
张小珺：磁体自己制造？
杨钊：对，你买钢，买树脂，买高温超导的带材，自己加工成你设计的那个样子的磁体，最终交付到装置的安装现场去。
不同的子系统现在开始去进入加工状态，按照我们设计的方案，把它全部加工出来。加工完了子系统就到验收状态，每个子系统是不是在子系统级别可以满足你的设计指标？如果可以，就验收，不可以，该修的修，该返工的返工。
子系统验收完了之后就开始进入总体装配状态，我们要把不同子系统安装起来，变成一台完整托卡马克，就是你看到的我现在的这台装置。装配过程中，还有测试，装完之后就是联调我的整个系统，装完之后整体能不能按照我的设计要求去运行在我的设计参数内，如果联调全部通过，就到了最终实验运行状态，我就要朝着我最开始设计目标，能不能实现它，等离子体能不能点亮。
我们今年就希望能做到千秒级别的稳态运行，能不能做到？
从最开始的设计到一步一步的细化设计，到制造，到装配，到最终运行，其实就是验收过程。你到底建完的东西有没有达到你最开始的设计目标，它就完成了整个过程了。
在这个过程中，每一个环节它需要的能力也都不一样。
前面的设计阶段，基本上我们的做法就是从需求出发，读文献、看教科书，从最基础的公式开始推起来，定出来核心的最重要的参数，再基于这个参数在外面去细化，一步步细化，去做工程仿真，比如设计出来的结构——力，能不能在各种工况下满足材料的要求？受热能不能散热散出去？电磁学的性能磁场给你的设计是不是一样的？大量的工程仿真。
对于一些东西，参数上仿真上算不准，就做工艺实验。比如大的件很大，先做一个小样，这个小样，你的仿真和实验参数是不是有可比性？是不是在10%、20%预测范围内？相信这个实验和仿真对照之后，我就相信仿真模型，我再给它往外推，我再做更大件。
这个过程中，不断通过读文献，通过仿真，通过实验和仿真的对比，去相信这套模型，再去往真正的子系统去造，造这个完整的磁体。
张小珺：这个过程顺吗？
杨钊：肯定不顺。中间有非常多的，你每个环节都在不断出问题，而且你越接近实物状态，你的问题越大，问题越多，改动去修补的成本越高。
张小珺：工程中遇到最难解决的几个问题是什么？
杨钊：每天都是一大堆的问题。
最难的实际上是不知道什么出了问题，当你遇到一个问题的时候，分析问题，由于很多东西你不能直接测，你不可测，去猜测这个问题的原因这件事是比较费劲的，也是比较折磨人的。
张小珺：解决最长时间的是什么？
杨钊：我们一台托卡马克装置的环向场磁体有12个，我们在造第一个全尺寸工艺件的时候，如果造好了可能就是第一个正式件了。
前面的工序都很顺利，因为我们每一道工序之后都会做质检，判断这道工序前后性能有没有变化，是不是符合预期，都很顺利。
但到最后一道工序的时候，就发现性能有所下降，比我们预期的要下降得不少。
这个东西到底能不能真正成为一个正式件去上装置，它性能虽然有下降，但还是一个比较好的性能。到底是什么原因，这道工序里面哪一道原因造成，因为最后一道工序看起来也没有特别复杂的事情，结果就是有性能衰减。
这个时候，当时分析来分析去，找各种原因。最终决定就是，这个磁体是没有上正式装置的，我们就把它作为后续的实验的测试件了。
分析下来的原因，到现在也不完全能够百分之百锁定，但我们怀疑可能是制造过程中的一些振动可能造成了机械损伤造成的危害。
当然，我们后面就有在全链路过程中防振动的工艺安排，从制造也好，运输也好，所有过程都做了这件事。
后续所有磁体都没有这个现象，我们大概觉得应该是这个方向。但是哪个环节我们也不知道——是加工环节、运输环节，甚至说我们这加工或是别人那加工，都不知道。你只能全链路把这个事弥补掉，而这件事毕竟它是到完整磁体交付的前一步出的问题，那你就相当于要重做一个。
当然这是工艺验证件了。做的好的话，full size全尺寸，我们可能就会用做正式件。最终没有用，就造成了整个项目要多造一个。
也没啥惊心动魄的，你看到性能下降，一分析原因，分析了半天也不完全确定，最终在整个生产制造所有的内外部供应商里面全部都按猜测的原因去调，期待第二个能够成。第二个成了，那你就放心了。
张小珺：你们一开始就做了一个“三步走”战略，能不能展开讲一讲？
杨钊：第一台是当时洪荒70那台装置，我们叫原理样机，验证用高温超导的新材料建一台完整的装置到底工程可不可行，工程可行性的一个验证。这台装置在去年我们交付了。
第二台装置是我们洪荒170这台装置，它是一台能够实现十倍能量增益，并且在全世界范围内成本最低地实现这个性能的装置。用这种技术去造，它能做出来一台跟火电成本差不多的聚变装置。在这种成本条件下，能不能去实现比如Q≥10这样聚变性能的参数。如果可以，用来建一台示范电站的核心技术以及我一直在强调的成本这件事情，都是一个可以商业化的技术了。
我们希望从现在开始三年时间，就是27年底之前，能将这台装置建成。这是我们的第二个里程碑。
一旦这个装置建成，并且去实验运行，拿到跟我们设计一样的Q≥10结果，我们认为这个技术是足以支持建一台聚变的示范电站，这是我们的第三台装置。希望在30到35年这个时间点建一个大概电输出功率在50万千瓦的中型火力发电站规模的聚变的示范电站。
当然第三台装置对我们就是一个商品、产品，我们将它卖给国内去建聚变电站的业主，有可能是这些核电业主，如果是氘氘去做的话，它因为不涉氚，可能是地方的能源的央企、国企，都有可能。对我们来说，我们作为最核心的设备供应商，我们把这个托卡马克卖给这些核电业主。
张小珺：这个周期好长，要从21年到35年。
杨钊：差不多10到15年的时间点。
张小珺：你们最近发了经天磁体，这也是你们一个标志的里程碑，它对洪荒170非常关键的部件？
杨钊：它是个非常重要的部件。
单说经天磁体本身，它应该是全世界磁场强度最高的一个大孔径的磁体。之前这个记录是美国最开始提出高温超导托卡马克技术路径的美国的CFS公司和MIT在2021年底做的一个叫TFMC的磁体，当时他们做到刚刚超过20特。
张小珺：你们是21.7。
杨钊：我们将这个参数又提高了接近不到10%的状态。
现在全世界有能力做出来这种大孔径的超过20特磁体的团队就是我们，还有美国的CFS两个团队。毕竟我们用这个材料就是为了高磁场，我们现在这个参数应该是全世界磁场强度最高的磁体了。
张小珺：你们怎么做到比较高特斯拉的磁场？现在是最高的了。
杨钊：从原理上来说，要实现一个很高的磁场，需要很大电流，通过大电流产生一个大的磁场。
一个最简单想法，比如我有一个内径要求，就是我那个大口径的要求，我在外面缠足够多超导的导线、导体，我再给它通足够大的电流，它就总是能够形成一个很高磁场。
但这个过程中，你会遇到新问题，比如当你磁场很大、电流也很大，物理上你的受力是很大的，因为你的安培力等于磁场×电流。也就意味着当你的电流又大、磁场又大，你导体自身就会在这个磁场下受巨大的力。当你这个力很大的时候，怎么办呢？
一般它就想我加很多结构材料，比如我用很多的钢把它这个力扛住，这个时候就会造成一个问题——如果你加了足够多的结构材料，你可以把力分摊掉，但你截面工程电流密度会掉下来，因为大部分截面的面积是没有办法通电的，它是结构材料。这就跟我们的设计是有矛盾的，我们不仅要高磁场，而且要很高的工程电流密度。
工程电流密度的好处在于，我们可以在达到相同磁场的情况下，一个更高的工程电流密度就意味着我这个截面的尺寸可以变得更小。工程电流密度就是单位面积上通过电流，当我电流总量定死，电流密度越大，我的截面的面积就越小，最终就会使得我的装置可以造得更小。因为我就不需要那么大的面积去支持这个电流，可以造一个很小的面积去支持这个电流。
经天磁体不仅是磁场最高的一个磁体，它还是工程电流密度最高的一个磁体。这两个参数同时达到，才能实现聚变这个装置的小型化的目的。
当电流大了，磁场大了之后，不仅受力是一个大挑战，还有一个是电流很大的时候，它会发热。大家都知道“欧姆热”，正比于电流的平方再乘以电阻。比如我们接近22特的时候，单股电流大概在20多千安。大概1纳欧的电阻就有接近1瓦的发热量。对于低温来说，瓦级别的发热量来说已经蛮大了。而它要求的是在这么大的电流下，你需要将整个磁体，因为你不可能所有的都是超导，还会有一些接头连接的部件在过程中也会发热，你要把总发热量控制在百瓦级别，你就需要将所有这些连接，甚至加工过程中引入的电阻，控制在100纳欧这个量级，就是100×10的负9次方欧姆。
也就是说你对于热学的控制需要做到非常小的一个电阻。而且在这个情况下，你为了把这几百瓦的热量散出去，你还要专门在这个磁体里面设计出来让它散热的流道，你要把制冷的氦都给它供给到你预测它可能会发热的地方，才能使这个磁体稳定在你的设计温度下去运行。
在这个过程中，刚刚已经说了我的磁体为了高工程电流密度已经寸土寸金了，不能放那么多结构材料，你还得挖出来一些洞，让你的流体，让你的制冷东西过去，所以在你真正平衡力、热、电的过程中，你就得去判断怎么样的设计把这三个东西的尺寸都压到极致，且能让它稳定，这样才能设计出来一个高磁场且高电流密度的磁体。这是在设计中它就将所有的参数都推到了一个非常边界、非常极限的状态，这才刚刚完成了设计。
设计完成了之后，到底这个东西能不能加工出来？我们刚才说的这个东西，你现在设计的都是完美的导体，没有什么工程缺陷，也不会在加工过程中性能还衰减，你要把这些超导带，把这些有各种非常复杂结构的骨架并到一起、组装到一起，中间有绕制、浸渍、接头的制作，一系列的工序，最终性能都不衰减，才能交付。
这个过程中所有工艺的开发也是非常困难的一件事，这个过程中有大量研究的过程。
张小珺：它相当于洪荒170的一个心脏还是什么？
杨钊：它其实是洪荒170的很关键的系统环向场磁体（TF）。
环向场磁体有18个。这18个磁体在170上拼起来之后，它的最高场大概是23特。
而我为了充分验证我在23特的条件下可以做出一个磁体，所以我的经天其实是用一个磁体就实现了接近23特的参数。
它是对于170的环向场磁体从设计到工艺的非常充分的验证。因为它不会直接上170，但是用制造经天磁体的设计方法和工艺加工方法，我们肯定是能做出来170的环向场磁体的。因为那个磁体的参数没有这个高。
张小珺：为什么不能直接造洪荒170？
杨钊：第一，洪荒170是一个成本很高，差不多30亿的设备，所以在几年前刚开始创业的时候，我也没有能直接拿到这样一个资金支持的能力，以及完全没干过托卡马克的四个人的团队拿到这样一个体量的资金几乎是不可能的事情。
另一方面，一个托卡马克没有干过的团队怎么能有信心把这样一台全世界最高参数的装置建起来？在这个过程中，我们就设定了，比如我们先造一台参数比较低的像洪荒70这样的装置造价可能1.5亿人民币，结果花了大概1.2亿人民币做出了这台装置，这样的话证明我们有系统工程能力，在很短的时间内把一台完全自己设计的这么复杂的装置交付，自己设计、建造、交付。
这台装置，低参数装置和高参数装置最大鸿沟在哪？就是每个子系统的参数都变得很高。比如70最高的磁场是3.1特，170最高磁场23特，这么高一个磁场，大概接近10倍的变化，我就做一个子系统，比如经天磁体这样一个系统，能做到22特左右，我就可以验证我有能力把170做出来。
通过这样一个完整装置验证，还有最核心、最困难的、也是成本最高的子系统的验证，当然我们同步还会做其他子系统的验证，最终证明我有能力把170做出来。
我再拿到170这样建造的资金，无论是从里子里，就是我的团队的能力能不能造出来，以及资金的支持上，因为你团队有这个能力，所以大家才会相信你，给你这个钱，让你把这个装置做出来。
张小珺：你们验证下来，做出高温超导相比低温超导最终的优势体现在哪些？
杨钊：优势就是磁场高导致的装置尺寸小，造成的成本低。
为什么是我们在推这件事，或者说国内唯一在推这个事的人？就是因为这个东西太新了。
张小珺：成本能下降百分之多少？装置能小多少？
杨钊：跟ITER同样性能，Q大于10，装置的体积大概是ITER的2%，小了50倍。
成本大概也是50倍左右，大概从250亿欧元，在我们看来4亿美金就能做出来。
张小珺：洪荒380是磁场更高吗？
杨钊：会高一些，大概从23特到29特左右。
装置的大小也会更大一些。380比170的尺寸又大接近一倍。整个装置，线性尺寸大了一倍，可能体积二的三次方，接近大了十倍。磁场更高了一些，从23特大概到了29特。
它作为一个示范电站，170还是个实验装置，我不会去造一些让它长时间运行的水冷系统，包括把它产生的能量导出来的这些水冷系统，都不会去做。这是最小化成本的一个方法。当然380，作为电站，你这些都要做的，所以它的尺寸都会往出挤。
所以380是一个完整的能够长时间运行的示范电站的要求做，而170只是个实验装置，短时间达到实验参数的目标的最小化成本的东西。
张小珺：380需要多少成本？
杨钊：我们的目标实际上是希望将380的售价做到1000瓦4万到5万人民币的水平。
对于一个500兆瓦的装置来说，大概是在200到250亿人民币量级。刚刚我们国内新建成的第四代裂变的第一台示范堆，高温气冷堆，大概是1000瓦在4万到5万人民币，而我们认为如果第一台聚变示范电站能做到这个成本，因为我的原料是没有放射性的，我的反应产物也是没有长时间反射性的，就是我比裂变电站，无论从原料的可得性，还有它的安全性，以及废料的处理上来说，都有非常大的天然的优势。
所以当我的造价跟它一样的时候，这台电站对于核电业主来说可能是有比较大的吸引力的。这就是我们的目标。
张小珺：总共大概是多少？
杨钊：200亿到250亿人民币。你说的造价，我说的是售价。
单纯的成本我们估计在100亿到200亿之间。
张小珺：100亿到200亿之间，再加上170需要30亿，所以总共相当于需要200亿左右？
杨钊：第三台装置，洪荒380实际上是我们的一个产品，是我们卖出去，我们作为这个产品设备的供应商把它卖出去的。
对我们来说，我们团队内部需要的钱主要是把170这台装置建起来，大概30亿人民币。
5 “我们感觉Helion是科学风险很高的技术路线”
张小珺：你们和Sam Altman投的那家Helion Energy技术路线不同吗？
杨钊：不太一样。Helion也是磁约束，但它的磁场卫星是直线的，不像我们是甜甜圈。
他们叫做场返位形的，英文叫做FRC（Field-Reversed Configuration），场返位形的装置。
从已经公开的学术资料上说，现在最高参数的场返位形的装置大概“三乘积”做到，我没记错的话是17次方，可能还没到18次方，所以大概还差21次方，还差4个数量级。
所以，我们感觉这是一条科学风险很高的技术路线。
打个比方，比如我现在要造一架飞机，我现在有0到10米的飞行的实验数据，我用这个实验数据外推到万米高空，我去设计一架飞机，你很有可能在外推的过程中根本意识不到空气在变稀薄、气温在变低这些事情，所以你用0到10米的空气动力学的实验数据外推到万米高空，大概3个数量级，你可能设计出来的东西最终在那飞不起来。
这就是当你比如说到17次方的实验数据，你要外推到21次方，面临的是一样的问题。你不知道从17次方到21次方的过程中，会不会有一些新的或者是涌现的新的物理过程会引入，在你的方程里面可能原来都没有。如果有，可能现在这个外推的设计就失效了。
当然，如果运气非常好，什么新物理都没发现，甚至可能新物理是帮你，对你有增益的，那当然更好。
但是这些事情在我看来都是属于科学风险，甚至这个问题的答案是否存在都不确定。我们觉得这种事情其实更适合科研院所或者是大学去做。
张小珺：他们更激进一些？
杨钊：对，我们认为没有在科学可行性上已经完成了验证。
张小珺：他们为什么选这个方向？
杨钊：这个我就不知道了。能够看到的一个结果，包括美国有很多的聚变公司，几乎不存在有两家聚变公司的技术路线完全一致。
我刚才说的聚变这件事的先手优势太强了，领域里面也没多少人，每一件事都需要很多的资金——所以同一个技术路线上的第二名其实是比较难存在的。所以一条技术路线上，可能投的第一家，也就把所有的人才，包括自己培养的资金什么都拿到了。
张小珺：并不是因为竞争带来了垄断，而是因为人才垄断、资金垄断？
杨钊：对。导致第一名会比第二名的优势高很多，那么就没有理由再去支持第二名了。同一条技术路线上，除非你换一条技术路线。
张小珺：在技术路线上，CFS和你们更相似一些？
杨钊：对。
张小珺：核聚变和AI的关系是什么？
杨钊：基本的逻辑是这样的，首先现在AI肯定是在一个指数增长快速发展的过程中。一个基本的物理定律告诉你的事情是任何一个指数增长的东西它会持续增长下去，直到遇到一个瓶颈。
比如说短时间大家可能觉得AI的瓶颈，像算力的瓶颈、芯片大小的瓶颈、数据的瓶颈，如果产能能供起来，数据能生成，再往下一个真正的大的瓶颈是能源供给的瓶颈。因为它牵扯到的基础设施的要求是很高的，如果它成为主要的耗电，现在已经占到百之几了，如果它变到百分之几十，就意味着需要有更大规模的能源供给。
其实能源这个事，它的需求永远是不缺的，只要是能够提供这个能源，一定会被使用完，关键就是能不能提供这么多能源。
但是所谓的能提供这个能源的核心逻辑就是你的能源成本能不能降下来？你同样的成本不变的情况下，你提供不了更多能源，因为它没有收益。只有当你的成本能显著下降之后，你才能数量级地增加能源的供给。而我们认为只要你能够增加能源的供给，它一定会被迅速地使用干净。
张小珺：PMF天然是存在的。
杨钊：对。就像电脑，你从来不说你计算的能力、供给的能力是远超的，但凡你的性能一旦上去，一定会有一个应用把你的新的电脑的性能全部用干净，所以能源也是一样的。
我们觉得AI肯定也会在不久的未来也会因为能源成为一个瓶颈。当然现在可以看到很多大型的计算中心它的耗电量非常大。像美国这边很多的聚变或者支持新能源、支持聚变的公司都是这些互联网或者AI公司，他们也在为下一步尤其是无限能源供给的这件事情在布局。
张小珺：反过来呢，AI对于核聚变？
杨钊：AI对于核聚变来说也是一个非常有效的降本增效的过程。
第一个是我在装置运行的过程中，可以很快且精准地提供实时的AI驱动的控制手段。因为你控制的实时性要求很高，传统模型计算的复杂度很大，非常复杂的模型是没有办法用来实时控制的。但现在随着AI加速，包括对于这些非常复杂的物理过程通过AI science等效的模拟，就可以提供精度又比较高、且运算时间很短的算法，这种算法对于我最终装置的实时控制实际上是有很大的帮助的。
包括一两年前DeepMind在欧洲的一台托卡马克上完全用AI做它的控制，在短的时间、很少的迭代周期内就能做到原来人们可能花了很多的时间通过实验积累才能做到的实验位形。所以AI的第一个事是对于装置的实时控制是有很大帮助的。
第二，它可以帮我们代替一些诊断的设备。很多高精尖的诊断其实它的成本很高，而且研发的难度也很大。这个逻辑就有点像把AI应用在一些图像或者是医疗领域，就是增强你诊断的能力。
你可能不用造一个成本很高的硬件设备，但是基于AI的算法，它可以给你一个精度更高或者分辨率更高的诊断的结果，所以AI在诊断系统上的使用也是现在大家在研究的一个大的方向，它带来的就是你降本增效的手段。
第三，在等离子体模拟上，如果我们的模拟足够的精确，原则上我们不需要做实验。当然你的现实和你的模拟就是有偏差的。比如你设想的是一个理想的装置，但你加工过程也会有零点几、一个毫米的偏差，你装配也会有偏差，你这儿有个洞，原来设计的理想模拟上是没有的，所以这些东西都可能造成你用第一性原理对于理想模型的仿真和真实的情况是有gap的。
如果我可以用一些AI的模型，我用一些真实的实验数据作为输入去训练这样一台已经建成的装置的仿真的软件，我都不需要拓展到其他的装置，就对于这台装置我的预测能力足够强，它就可以大大地减少我通过实验最终拿到我想要的参数的过程。因为原来你可能需要做一百次的实验，现在可能做了一两次的实验，在你的仿真环境里已经能够得到很好的预测了，那中间很多的实验就不用做了，你就可以往下一个阶段去做实验了。
所以，它基于一个更快速且更精准的等离子体的预测，使得你实验的周期会变得很短。
AI对于整个聚变来说它的整体的效果就是降本+增效，减少时间的成本，减少资金的成本，它的使用场景就是在控制、诊断，包括实验运行这些方向上都是能够提供很大的帮助的。
张小珺：Helion声称在28年建成世界首座核聚变发电站，你们是在35年，你们要晚7年？
杨钊：对，28年建成一台聚变电站确实非常激进，而且就我们团队内部来说，我们不完全理解从原理上来说它的那套东西为什么会work。
当然，这家公司它公布的资料很少，我们很难判断，比如确实有些物理是我们没有考虑到的，他们有非常独到的一些物理的理解。
但基于大家现在都公开的资料，以及物理学大家知道的这些知识来说，我们不完全理解这条技术路线他们最终怎么去实现能量盈亏平衡的问题。
张小珺：国外有CFS、Helion，国内也有一些公司，包括你们、循环智能等，中美核聚变的格局以及进展有什么差异？
杨钊：一个基本态势是中国和美国都是发展非常快的，而且主要是这两个地方对于聚变这个事的投入也好、进展也好都非常快的。
这两个市场也是天然分割的一个市场。什么意思？大概率中国的聚变技术不会靠美国去帮我们实现，所以这件事中国肯定需要自己的团队把这个事做成，而美国也不可能大概率不会是从中国进口这样的技术去帮它建聚变电站，所以它也有它本土的团队去做这件事情。
无论是从需求上，从资金能够提供的体量上，从人才的储备上，从供应链和技术的储备上，这两个地方都是大概率最早恢复实现聚变的两个地方，且他们之间应该都会有自己的团队在做，这是一个基本判断。
当然现在来说，大部分商业化的投资还是发生在美国或者西方国家，总共融资额，聚变领域有大接近60亿美金了，美国这边，西方这边有40家创业公司了。
国内的创业公司不到10家，应该是几家的样子，比较少。现在应该是到百亿人民币这个量级，总共加起来。
我们的判断是中国和美国大概率是最早实现聚变商业化的地方，且大家都是一个相对来说技术比较独立——你也不知道别人是怎么干的，大家也大概不知道你是怎么干的，大家都自己去干。
张小珺：核聚变发出第一度电到底有多难？
杨钊：还是以跟火电成本差不多的条件去发出第一度电，确实比较难。
我们认为，2030-2035年的这台装置洪荒380的这个目标，不计成本的话，其实像ITER也能做到。
张小珺：其中最难的几个问题是什么？
杨钊：有几个GAP：
第一个是你先得是一台发电装置，当然Q要足够大，比如Q大于等于10，你要证明你的输出能量远大于输入能量，而且这个等离子体你是能够实现且能够稳住的。这就是170的目标。
第二个就是我们在380需要解决的问题，你不只是一个短时间能够让它去稳定住，你需要很长时间，长脉冲去实现一个高参数。这件事对于你的每一个子系统的工程稳定性，对于整个装置的热稳定性，长时间运行过程中控制的稳定性都是提出了非常高的要求。你不能任何一个系统，比如说这个系统自己就运行不了5个小时，那你肯定整个装置就不能运行5个小时，每个子系统可能就熄火了。
在长时间稳定运行这件事情上的话，它对于最终实现聚变，聚变电站未来甚至周级别、月级别运行的一台设备来说，这是一个需要去跨过的坎儿，现在state of the art大概是做到EAST 1000秒，这本来到1万秒，甚至10万秒来说都是坎儿。这是第二件事，长时间稳态运行。
第三件事就是在我们看来，真正的聚变商业化它的原料其实是需要用氘氘去发电的，而不是氘氚。因为氚，第一它是一个管制很强的东西，你用氚是能造氢弹的，所以监管也好，成本也好，都是非常高。导致的结果就是，直接结果就是你的度电成本肯定高，而且你的监管要求非常高，所以你无论是设计上也好，安全的保护上也好，都是有非常高的额外的成本，并且监管的要求一放在这，你的建造周期一长的话，那你最终都会折算成度电成本。
而氚在自然界上也是不能稳定存在的，所以你需要一边发电，一边产氚，这件事对于很多工程上的难度也增加了。
张小珺：怎么产氚？
杨钊：产氚就是在你聚变过程中产生的中子去打锂6，就会产生氚，产生的中子之后，消耗了一个氚，但是你在过程中需要产生大于一个中子，用这些中子去跟锂6反应，产生大于一个氚，这样的话氚增值率要大于1，消耗了一个，产生了大于一个，最终把产生的氚收集起来再当原料送进去，这就是氚工厂所做的事情。
如果要用到氘氚，你势必要去做一个氚工厂，在装置运行的过程中还要生产氚，且把氚再送回装置里面去。
我们希望做的是氘氘的电站，我根本不需要氚，氘在海水里面多的是，够人类使用百亿年。我就只需要将氘作为原料，去进行聚变反应，我就不涉及氚了，整个装置包括监管，包括成本，甚至都不需要考虑氚工厂的事情。
我们觉得真正规模化商业化的电站需要解决这个氘氘的问题，氘氘反应要比氘氚还是要再难一个数量级。
张小珺：从发出第一度电到成为一个全球的主流能源，中间要跨越多少年？
杨钊：我们可以做类比，当年第一台裂变示范电站到真正产生商业的裂变堆，大概经过了十年。
时间尺度上差不多。第一台聚变的示范电站到它成为一个商业化的电站，可能也是这样的一个过程。
张小珺：如果氘氘聚变能够实现且能源成为无限的，世界会变得怎么样？
杨钊：当能源可以极其廉价地使用，文明会变得很不一样。
比如说很多的问题，粮食还是不是需要种植出来，还是我可以工业合成，主要成本其实就是能源的成本。如果你的整个能源供给都非常便宜，大量的现在可能是靠一些自然过程产生的产品，都可以通过人工合成的方式去实现了。
我们现在还在考虑飞出地球，有大量的能源损耗。可能能源很廉价的时候，你也不在乎这个事，你可以去提供足够多的能源去产生，去做星际殖民。
只要是能源的结构产生了变化，人的文明都会跨一个数量级的。
这个事大概率是一个文明跃迁的变化。
6 “这场创业像一场持续地爬山，山的高度是指数增长的高度”
张小珺：你会觉得每天很boring吗？在临港。
杨钊：每天很充实，每天都有大量的问题，大量的工作要去做。
这个感觉，生活上来说相对比较简单一些，就是工作、休息，大概就是这样——跟当年读博士也差不多，还好吧。
张小珺：生活就是两点一线？
杨钊：差不多。
早晨大概9点钟上班，晚上不一定，大部分（时间）可能8点左右。实验的时候可能就辛苦一点，就不一定了，通宵也正常。
张小珺：作为一个商业公司，你的目标是什么？
杨钊：怎么说？最短期的第一个商业目标就是把380这台装置卖出去，真的建一台示范电站，而不只是说像70或者像170这样的实验装置，这些都是为了把380卖出去做的准备。
商业公司嘛，你的核心还是要去把它商业化，把它做成产品。
张小珺：第二步呢？
杨钊：我刚才说的像380这台装置，它的成本还是比火电要高一些的，这台装置建成运行了，就要考虑怎么去把这个成本降到，我们的目标就是比火电低一个数量级。
通过在哪些设计上的优化，哪些原料上的成本降低，哪些工具工装上的降低，使得批量化之后你的成本可以再降一个数量级。
张小珺：你有遇到一个坎，觉得过不去了那种吗？
杨钊：至今没有。你回看，其实大家还是胆子挺大的，最开始4个人啥都不会，说实话，因为没干过，完全没建过。
但那个时候就觉得应该像70这台装置两年努努力能建起来。
当然前期确实有很多都不懂，边学边干。
现在再回看感觉竟然把它干出来了，但你在最开始，你有没有觉得它是什么不能干出来，只会觉得我有这么多的问题需要去解决，可能跟我们现在去看170甚至380的感觉是一样的，有这么多的问题需要去解决，你只有把它干完之后，你才意识到有这么多的难题，回看的时候感觉当时很勇敢，但其实你在经历的过程中，只是看到的是有一堆问题，且这些问题我们的判断都是有解的，我们需要把这些解找到，就这么一个过程。
至少到现在为止的话，没有感觉到有什么不能做的，或者no go的东西。
张小珺：有压力很大的时候吗？这个压力好像是分散的，它不是一个集中的。
杨钊：对的。
短时间的，从波动上来说最高的肯定是每次做实验是压力最大的，因为那就是你干了这么多年的项目，两年的项目，最终能不能实现。点亮那一刻前面的调试。
张小珺：点亮那一刻之前是什么心情？
杨钊：调了蛮久的，并不是那一刻产生的事，你可能调了一两个月才调出来。
所以调不出来就想怎么还调不出来，哪一步不对，哪个设备没有达到它的运行的条件，不断地找问题，不断地计算，直到亮了。
亮了那一刻？亮了就亮了——这事亮了——好的。
张小珺：就下班回家了是吗？
杨钊：那天就不用熬夜熬特别晚了。
张小珺：平时给团队打气吗？
杨钊：可能这方面做得少一些，基本上没有过团建，做完这个项目就马上赶去下一个项目了。
张小珺：你觉得你作为一个CEO的长板和弱项是什么？
杨钊：长板可能是相对来说比较理性，情绪非常稳定的一个人。
劣势，跟情绪相关的一些事情，我做得确实比较少。
张小珺：对于快速变化的世界，你觉得你最远能看多远，特别是在能源变革上？
杨钊：（此处停顿4秒……）只能看到趋势，你说十年之后具体这个东西会长成什么一个具象的样子，很难。
十年之后，聚变，至少第一个示范电站能全世界建成，这件事可以看到。
再过十年，商业化能不能做成，我觉得大概率能做成，但是具体长成什么样子，是哪一个事情的优化相比于示范电站能够实现这个事，不是很清楚。
只能里程碑式的总结性的节点，你可能能看到十年、二十年这个样子，但是如果你要看一条路过去的话，大概可能看到五到十年这个阶段，你能看到一条路怎么过去，再往后的这条路可能都是分岔得很厉害，猜不到是什么变革，那个时候需要你更多的信息才能够做一个路径上的判断。
张小珺：你觉得有什么原因能让奇点会失败了？
杨钊：想想。（此处停顿6秒……）人不够，钱不够，事没做成，三个事吧。
钱不够，你可能下一个想做的事都没法启动，那就只能一直等机会。
如果钱够了，人不够也好，事没做成也好，最终交付的时候没达到你的设计目标，还有没有一个second round机会，不一定。因为每个东西的成本都很高。人不行可能是一个过程，它的反映还是事没做成。
我觉得这两个，钱不够和事没做成，一个没法启动，一个没法交付，这两个东西没做成，比如170，380你肯定卖不出去。380你要是能卖出去了，没做成，一样的。
我们商业逻辑的核心点，你刚才说了它的PMF是简单的，需求是个真需求，它的产品是一个明确的产品，只要你能做出这个产品，需求一定能满足，就是能不能把这个产品做出来的问题。
能不能把产品做出来的问题就是，你有没有资源让你做这个事，以及有了这个资源，你能不能真的把它交付到跟你设计一样成本足够低的东西。只要你能做出来度电成本比火电低，就是能成，它的问题就转化到一个非常明确的问题上。
张小珺：你们怎么形象化来描述这个创业？像走钢丝吗？——好像也不像。因为你每天生活很平和，而且偏安一隅。
杨钊：它是一个持续地爬山。这个山的高度是一个指数增长的高度，只不过你可能每一步，从最开始可能一次只能迈一小步到最后一步能迈一米，你可能有更先进的装备，后面一步能迈十米。
张小珺：没做成就摔下去了？
杨钊：滚下去了，就是这样一个过程。
而且这个山什么时候有没有一个封顶的高度，我至少现在还没看到。
你已经爬到的地方都是你的积累，但你可能未来要做的事是越来越高的东西，而且增长速度是越来越快的。
张小珺：如果这个山没有登上去，摔下来了，你会怎么想？
杨钊：很可惜，会非常可惜。
但是看看有没有机会接着往上。看你摔到哪，接着再往上去爬，菜就多练嘛。
我觉得主要就是看不到一个爬不上去的理由——如果爬不上去就说明菜，那就能不能别那么菜；或者能不能菜就多练，再接着往上爬。
本文来源：腾讯科技，原文标题：《对话能量奇点创始人杨钊：人类驯服可控核聚变还有多少路程？》
