正文
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。
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。
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。
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。
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。
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。
“我们的目标是将聚变的度电成本
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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？
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。
