【學術管理】從假大空談新時代的學術管理(後注)_風聞
王孟源-哈佛大学物理学博士-事实与逻辑-2021-01-28 14:57
【後注一】有人質疑,我在訪談中擧美國支持半導體製造業的正面例子,説花了幾千萬,但那個半官方組織(Sematech)實際上在1986年成立之後,總共拿了五億的公款。這裏的出入,來自Sematech原本試圖重建美國的芯片工業,也就是晶圓廠,這並沒有長久的成功;到了1990年代,它把努力的重點轉向製造器材,才真正留下工業霸權,亦即過去兩年,掐華為和中芯脖子的工具。我在訪談中所指的是第二代的Sematech,但這其中資金的分配很難確定,我個人估計後者的耗費反而只佔一小部分,所以是幾千萬級別的。因為是口語,表達得不夠精確;如果依照原本的字面意義,算入第一代Sematech的花費,那麼全部應該是五億,所以我還是做了修訂。請注意,這並不影響文章整體的邏輯論述,因為它依舊是以遠低於對撞機的價格,達成遠遠更高效的貢獻。
【後注二】前面那個質疑,雖然玩的是“吹毛求疵、無限上綱”的狡辯術(參見前文《常見的狡辯術》),但至少指出了正文細節原本所含的字面錯誤,依我向來追求100%正確的原則,值得評論並修正。
現在又有朋友催我回應一些有關Tritium的質疑,我就不太樂意了,因為那些人的論點連狡辯術都談不上,純粹就是編造和扭曲事實,利用公開數據來檢驗這些事實應該是讀者的責任,我向來不鼓勵巨嬰心態。不過朋友催得太緊,我就在此簡單解釋一下:每個1GW的聚變發電站,每年物理上就必須消耗Tritium至少100多公斤(參見這篇美國能源部的文件 https://fas.org/irp/agency/dod/jason/tritium.pdf),而美國當前裂變電站提供了超過100GW的電能,所以如果用聚變堆來替代,每年消耗Tritium會是至少十幾噸。中國在2019年的總髮電功率超過1200GW,相當於每年一百多噸的Tritium。
但上面的估計數據,説的是聚變反應量。中子撞擊鋰生產Tritium,是不可能被100%回收的;等離子體也不可能100%完成聚變反應。後者是個尤其嚴重的問題:目前我所知的所有聚變堆,包括ITER在內,沒有一個敢把實際反應參與率印出來,例如如果是1%,那麼Tritium的年消耗量就會是遠超過每年一萬噸,而且絕大部分會成為高放射性廢料,再加上是氣態,處理起來絕對比裂變堆的廢料還要困難昂貴得多。(有讀者可能想象這些廢棄燃料也可以回收,但科學分析無從做起,因為實用設計不存在,參見下文。)
正因為核聚變支持者在空中畫的餅,連一點細節都沒有,反駁起來反而困難。再例如在生產方面,工業規模的生產收集裝置,連PPT都不存在,所以我也無從評論起。ITER設想(請注意,不是計劃,而是設想;換句話説,沒有實際設計,連基本參數都沒有,就只是一句空話)的是實驗性、公克級別的最早期“可行性”研究。ITER最早要到2035年才能開始做基本聚變反應,生產幾克的Tritium連排日程都言之過早。
其實所謂的“無限”和“清潔”,基本上終歸是為了減低費用;如果不計價格,再稀缺、再危險的東西,在空想中也是可以生產的。這和超弦有類似之處:一個被證偽的理論,可以憑藉無限放鬆自由度來自圓其説,但失去任何預測能力和物理意義;一個被證偽的技術,也可以憑藉無限放鬆成本估計來想象紙面上的解決方案,因為做這些想象全憑一張嘴,做分析證偽卻是費腦費時間的。這正是我以前提過、邏輯辯證的Russell‘s Teapot原則:要提出一個方案論據,己方有責任先證明它有相當的事實邏輯基礎和可行性,不能空口説白話,坐等對方做分析證偽。
所以我們最終還是必須從費用的角度來考慮這個問題。現在生產Tritium,每克多少錢?答案:2000年全球非軍用產量,每年400克,每克30000美金。將來在高放射性的聚變反應堆牆壁裏,生產幾萬噸的高放射性氣態元素,能夠把價錢壓低到什麼地步?這完全沒有前例,而且因為在裂變堆生產少量Tritium可以用專用的小容器,聚變堆的牆壁卻同時必須維持真空、抵抗快中子、帶走超過GW級別的熱能、維持超導磁鐵的低温、隔絕放射性廢料的泄漏、承受等離子體崩潰的衝擊等等一系列史無前例的困難任務(當然這個神奇的魔術內壁根本不存在,它的真正作用,是遮擋質疑),事實上很可能不但沒有量產效應,反而會是遠遠更貴的選項。
總之,要拿Tritium説事的,請列出數據的來源根據,並且先檢驗一下,這些來源根據是科幻性的空口白話,還是有實際工程性質的分析。據我所知,後者是不存在的。拿著物理極限來討論工業前景,就好比説相對論容許達到99.9999%的光速,所以國家應該把高鐵提速到那個等級;是讓誠實懂事的人啼笑皆非的錯誤邏輯。至於不用Tritium的聚變反應堆,那是更加科幻的妄想,任何想要討論它的人,必須理清自己的邏輯,至少先回答下面這個問題:為什麼ITER和更下一代的國際聚變實驗都堅持用Tritium?參與理性的對話,己方論述的邏輯自洽是自己的責任,不能只引用科幻妄想,然後等對方來幫你補齊事實與邏輯。
【後注三】有關氚的放射毒性,我在這裏提供一些基本參數,理工科的讀者參考之後,應該可以簡單看出否認其危害的論述都是胡扯。
美國EPA在氚是唯一的放射性污染源的假設下,給出的飲用水中氚濃度上限是20000pCi/L,這相當於大約6000多個TU(Tritium Unit)。在1952年(亦即在1953年世界第一個氫彈之前),自然界的氚濃度大約10TU,經過不到十年的氫彈試爆,在1962年北半球中緯度的雨水已經達到5000TU,這是1963年禁核試驗條約(PTBT)的主要動力之一。每個1GW的核聚變反應爐每年必須經手的氚已經比氫彈高出好幾個數量級(確實數據視聚變堆的反應參與率和回收效率而定),然後做為全球電能的重要來源代表必須建10^4座反應爐,那麼大家自己估計一下總平均雨水中的含量會是多少;這還不考慮反應爐臨近周邊的地下水一定會有另高出幾個數量級的濃度。