進(jìn)軍核聚變領(lǐng)域！谷歌擬開發(fā)提高核聚變效率的新算法

　　眾所周知，不少科技公司都對(duì)不排放污染物的清潔能源（綠色能源）有著特殊的偏好，谷歌當(dāng)然也不例外！而據(jù)外媒最新消息顯示，谷歌正計(jì)劃聯(lián)合美國核聚變公司Tri Alpha開發(fā)一種可以提高核聚變效率的全新計(jì)算機(jī)算法。

　　Tri Alpha的來頭也不小，它得到了微軟聯(lián)合創(chuàng)始人保羅·艾倫（Paul Allen）的青睞，目前已經(jīng)獲得艾倫和高盛5億多美元的投資。

　　在技術(shù)路線上，這里的聚變實(shí)驗(yàn)裝置不是傳統(tǒng)的環(huán)形“托克馬克”（Tokamak ）。40多年來，托克馬克裝置一直是核聚變反應(yīng)的主要研究工具。但Tri Alpha建造了被稱為“場(chǎng)反向配置（field-reversed configuration，F(xiàn)RC）”的獨(dú)特裝置，據(jù)說它體積更小、更簡單也更廉價(jià)。據(jù)測(cè)算，等離子體隨能量的增加變得更穩(wěn)定，與其他方法中等離子體在加熱時(shí)更難控制形成對(duì)比。

　　難題在于，Tri Alpha需要處理常規(guī)模擬不適用的設(shè)備限制和等離子體性能。但谷歌的計(jì)算資源也無法解決這個(gè)問題。為此，Tri Alpha和谷歌研究部門合作，創(chuàng)建了“驗(yàn)光師算法”（Optometrist algorithm），來幫助核聚變實(shí)驗(yàn)更有效地產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的等離子體。新算法讓計(jì)算機(jī)與人類判斷相結(jié)合，為科學(xué)家提供“機(jī)器設(shè)置和相關(guān)結(jié)果”，人為的輸入可以反過來衡量進(jìn)一步測(cè)試的備選方案。

　　核聚變時(shí)，原子在極端溫度下相互碰撞融合、釋放大量能量，過程異常復(fù)雜。核聚變的物理學(xué)涉及非線性現(xiàn)象，其中微小的變化就可以產(chǎn)生巨大的結(jié)果，這使得整個(gè)工程實(shí)驗(yàn)具有非常大的挑戰(zhàn)性。

　　“即使結(jié)合谷歌規(guī)�；�的計(jì)算機(jī)資源，整件事情（核聚變）也依然超越我們的認(rèn)知。”谷歌加速科學(xué)團(tuán)隊(duì)成員Ted Baltz說。因此，雙方將計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)方法與人類研究人員的選擇相結(jié)合，由計(jì)算機(jī)向人類專家提供多種選擇，人類專家根據(jù)直覺選擇出他們認(rèn)為更有希望的選項(xiàng)。

　　“我們把這個(gè)問題解決了，讓一個(gè)專業(yè)的人類等離子體物理學(xué)家找到他/她認(rèn)為有趣的等離子體行為，而且這樣做時(shí)我們不會(huì)破壞機(jī)器。” Baltz說，這是一個(gè)經(jīng)典例子，人類和電腦在一起工作，比各自分開工作表現(xiàn)更好。

　　結(jié)合谷歌提供的算法，在Tri Alpha公司的C2-U機(jī)器上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)取得了更快的進(jìn)展，運(yùn)行時(shí)間從一個(gè)月減少到幾個(gè)小時(shí)。這一算法解釋了意想不到的控制等離子體的方法，相關(guān)研究發(fā)表發(fā)表在7月25日的《科學(xué)報(bào)告》雜志上。新系統(tǒng)中，等離子體裝置運(yùn)行得更快、能量損耗減少50%、等離子體總能量增加。

　　“沒有先進(jìn)的計(jì)算能力，獲得這樣的結(jié)果可能需要幾年時(shí)間。” Tri Alpha總裁兼首席技術(shù)官M(fèi)ichl Binderbauer說，公司的目標(biāo)是在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電。最近美國前能源部長歐內(nèi)斯特·莫尼茲（Ernest Moniz）也加入了公司董事會(huì)。

　　20世紀(jì)50年代以來，科學(xué)家們一直在開展核聚變相關(guān)工作。盡管有60年和數(shù)十億美元的投入研究，該領(lǐng)域目前尚未實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，商業(yè)規(guī)模的核聚變?nèi)杂锌赡苄枰獛资�年之久。現(xiàn)在，全世界都將希望寄托在“國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）”這一項(xiàng)目上。

　　近年來，由世界超級(jí)富豪贊助和支持的核聚變創(chuàng)業(yè)公司，正在向這一技術(shù)革命發(fā)起沖擊，欲與政府出資主導(dǎo)的大型核聚變項(xiàng)目一較高下。除Tri-Alpha外，獲得加拿大石油公司Cenovus和亞馬遜CEO杰夫·貝佐斯等投資方支持的通用聚變公司（General Fusion），位于英國牛津的托卡馬克能源公司（Tokamak Energy），都是一鳴驚人的新星企業(yè)，打破了核聚變領(lǐng)域歷來的沉悶氣氛。

　　公開資料顯示，核能是人類最具希望的未來能源之一，而核聚變正是可釋放核能的三種核反應(yīng)之一。值得一提的是，地球上的核能如果得到充分利用可以滿足人類上千年的能源需求，而且在核聚變反應(yīng)中幾乎不存在放射性污染！