地球是一颗美丽的蓝色星球，在地球上生活着各种各样的生物，有海洋生物、有陆地生物，有两栖生物和微生物等等，人类是地球上最有智慧的生命，人类诞生于200多万年前，当时地球上生活着各种各样凶猛的生物，猿类生物为了能够长久的生存下去，它们选择了群居生活，群居生活不仅仅能够促进彼此之间相互交流的机会，还能够有效的抵抗外来侵略者，科学家经过研究发现，频繁的交流能够使猿类的大脑变得越来越聪明，由于猿类生物长期在一起生活，所以猿类的大脑变得越来越聪明，最终成功进化为人类，人类从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘，现在人类已经能够走出地球探索宇宙，这说明人类科技发展的速度非常快，人类之所以能够有如此之快的发展速度，主要离不开地球上的能源。

火是人类最早掌握的一种能量形式，最早能够追溯到数百万年前，木材是人类最先使用的能源，由于木材中含有水等杂质，难以充分燃烧，后来随着人类科技的进步，人类对煤炭进行了充分利用，煤炭是人类较早发现并且使用的能源之一，在1973年，我国辽宁省沈阳市北陵附近的新石器时代的新乐遗址下，就发现了不少煤制造的物品，煤作为燃料用于冶金等用途，在我国最早可以追溯至西汉。但是，煤作为一种主要能源，真正登上历史舞台，则从第一次工业革命开始。煤开始大规模使用，始于18世纪初的英国。人们乐于使用它，并不是因为它好用，而是因为英国的森林越烧越少，几乎消耗殆尽，造成木炭价格的大幅提高。因此大家只好退而求其次，选择烧煤。一时间，煤烟滚滚，英国首都伦敦，也成了著名的“雾都”。

到今天为止，人类对煤炭的利用需求依然很大，不过煤炭是不可再生资源，所以人类对煤炭的利用越多，地球上的煤炭资源就越稀少，科学家经过研究发现，煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层非常厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期和空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成了黑色可燃沉积岩，这就是煤炭形成的过程，一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。

除了煤炭资源以外，石油也是人类利用最多的能源之一，石油是一种黏稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。其中燃油是石油用途最广泛的一个方面，全世界大约百分之70的石油用于提炼各种燃油，比如说汽车的汽油，大型机械的柴油，还有飞机、轮船等等，除此之外，石油还是良好的润滑剂，除了润滑效果良好，还具备密封、绝缘、冷却、防腐、清洗等作用。用途最广泛的是内燃机油，另外还可以用作压缩机油、齿轮油、液压油、汽轮机油、电器绝缘油，还可按粘度进一步分类，石油生产的基础油通过添加多种添加剂，可以制作为具有专用功能的润滑油，提高产品附加值。石油也是地球上的不可再生资源，那么石油是如何产生的呢？

石油的形成分为无机形成和有机形成，前苏联科学家门捷列夫认为石油是无机形成的，在1876年的时候提出了碳化物说，主要内容是说地球在形成时期，温度很高，液态的铁和碳相互作用形成碳化铁，经过长时间的地壳运动，和地表水发生了作用，形成碳氢化合物，经过冷却形成了石油，这种说法在19世纪的时候一直占主流说法，后来随着科学家的深入研究发现， 石油是有机形成的，这个说法认为石油是由史前海洋动物和陆地生物尸体形成的，经过漫长的地质年代这些有机物与淤泥混合，被埋在厚厚的层积岩下。在地下的高温和高压下它们逐渐转化，首先形成腊状的油页岩，后来退化成液态和气态的碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻，它们向上渗透到附近的岩层中，直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则中空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。

目前人类除了这些能源的利用之外，还能够利用风能、太阳能，风能利用风力转动风轮产生电力，比如说风力发电，太阳能利用太阳的能量产生电力和其它用途，比如说太阳能板，不过太阳能板属于比较低级的能源，太阳最强大的能源是核聚变，太阳是一颗恒星，从诞生以后就开始不断的释放热量，到现在为止太阳已经燃烧了50亿年之久，太阳之所以能够燃烧这么久，主要是因为内部核聚变的反应，人类了解太阳核聚变反应还要感谢爱因斯坦，在100多年前，爱因斯坦预见了原子核中蕴藏着巨大的能量，他提出了质能方程E=mc^2，质能方程表述为物质的能量（E）等于物质的质量（m）和光速平方（c2）的乘积。

E=mc2也许是你见过的最简单的公式之一，但是它的意义却大到可以用“开创性”来形容。爱因斯坦第一次揭露了质量和能量的关系，打破了质量守恒的传统认知。质能方程表明，质量和能量可以相互转化。质量和能量，这是两个极其重要的基本物理量。它们原来被认为是毫不相关的，但爱因斯坦却通过光速的二次方这个因子，直接将它们等价了起来，令人惊叹。这个方程揭示了太阳燃烧的原因，太阳的燃烧和我们地球上的燃烧是有区别的，我们地球上的燃烧需要氧气，如果没有氧气，那么火就会熄灭，而太阳的燃烧是内部核聚变的反应，太阳的质量大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，太阳的中心温度能够达到1600万摄氏度，而且太阳内部的压强也非常大。

在这种极端环境下，质子之间发生了核聚变——两个质子（质子由氢原子提供）发生融合，形成了一个氘核。氘核再先后与两个质子结合，形成氦4核。而氦4核的质量只为形成它的4个质子质量的99.3%，这意味着有0.7%的质量转化为能量释放出去了。在形成每一个氦4原子的过程中，大约释放出28兆电子伏特的能量。一个氦4原子轻得简直可以忽略不计，但太阳每秒钟能产生5.96亿吨的氦4，这过程中产生的能量非常巨大。而且质量转化为能量的效率能够达到百分之100，比如说电子和正电子湮灭之后，产生两个光子，这两个光子的能力大约是511000电子伏特，而电子和正电子的静止质量包含的能量恰好是511000伏特，所以获得能量的所有方式中，由质量转化为能量是最节约的，它的效率能够达到百分之100。

质能方程不仅仅告诉了我们物质能够转化为能量，而且还告诉了我们能量也能够转化为物质，这是因为在物理学中，质量通常被视为物体惯性的量度，即物体抵抗速度变化的能力，但是能量是一种抽象的东西，他描述了物体或者系统进行工作的能力，在不同的物理过程中，能量能够采取多种形式，比如说动能、势能、热能等等，但是其总量在一个封闭的系统中是守恒的，根据爱因斯坦的公式，能量转化为质量需要的能量量级非常高。在这个方程中，能量 E 和质量 m 之间的转换系数是光速 c 的平方 ，这是一个极大的数值。因此，即使是极小的质量变化，也对应着巨大的能量。在日常生活中，如此高的能量几乎是不可能实现的。举个例子，将一杯水（约200克）完全转换为能量，所释放的能量相当于几千颗广岛原子弹的爆炸能量。

能量转化为质量的过程需要特定的物理条件，比如说在高能粒子对撞机中才能够实现，在平常的生活中，人类的技术还无法做到这一点，在宇宙中，比较典型的案例就是宇宙大爆炸，宇宙是由一个奇点爆炸所产生的，爆炸之后产生巨大的能量，这些能量经过漫长时间的演化和扩散，慢慢的形成了我们现在所看到的恒星和其它天体，想要将能量转化为物质，是一件非常困难的事情，而且如何收集这些弥散在空气中的能量才是科学家最发愁的事情，目前科学家正在积极的研究可控核聚变技术，这项技术如果能够实现，那么人类的科技一定能够大幅度的提升。不过人类想要彻底实现这项技术，并不是一件容易的事情。

接下来的50年里，再造“太阳”的难度超出了所有科学家的预计。马里兰大学的物理学家William Dorland在接受《自然》杂志采访时感叹，核聚变之所以进展缓慢，是因为“我们对等离子体的不稳定性和紊乱性知之甚少”。由于存在巨大的引力场，在太阳核心1500万摄氏度、表面6000摄氏度的条件下均可轻松进行聚变反应。如果不需要控制能量输出，在地面制造核聚变也不是棘手的难题：氢弹就是把原子弹当“火柴”，来“点燃煤球”。但要实现可控，过程则极为艰难。科学家首先把反应燃料加热到10万摄氏度，成为等离子体，即电子获得一定的能量摆脱原子核的束缚。

原子核能够完全裸露出来，为碰撞做准备，然后科学家将这些等离子体加热到上亿度，使得原子核拥有足够的动能克服库仑斥力，聚合在一起，为了避免在瞬间产生巨大的能量，等离子体的密度必须维持在合适的水平，ITER理事会近日签署了最新的完整日程计划，确定在2025年12月实现第一束等离子体，这比原计划推迟了5年。为此，理事会正要求这一大型项目的七个成员方——中国、欧盟、印度、日本、俄罗斯、韩国和美国额外增加40亿欧元的支出。作为目前世界上规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，ITER项目由上述七方主导，35国共同参与，覆盖人口超过全球一半，是目前世界上仅次于国际空间站的国际大科学工程计划。

早在2022年12月的时候，美国能源部就宣布位于美国加州 的劳伦斯利弗莫尔国家实验室在可控核聚变领域获得里程碑式突破，该实验室耗资35亿美元建造的国家点火装置首次成功在核聚变反应中实现净能量输出，即聚变反应产生的能量大于控制该反应所输入的能量。而在这之后的2023年里，美国国家点火装置又多次实现了能量净输出。这意味着美国必然在核聚变领域获得了重要突破，并且技术也越来越成熟。实现可控核聚变的路线主要有三种，分别是重力约束，磁约束和惯性约束，太阳内部正在进行的稳定核聚变就是靠自身的重力进行控制约束的，不过人类目前在技术上还无法实现。

可控核聚变技术并没有我们想象的那么简单，想要实现这项技术，人类必须克服很多的困难才行，除了要实现高温和高压之外，还需要找到一种特殊的能源氚，氚是一种放射性同位素，自然界中几乎不存在，需要人工制造。目前主要的氚来源是核裂变反应堆的重水或钚棒，但供应量有限，难以满足聚变堆的需求。因此，聚变堆需要自给自足地生产氚，这就需要在聚变堆的包层中使用含锂的材料，利用中子与锂的反应产生氚。这种技术称为氚增殖技术，是实现聚变堆氚自持的关键。目前，氚增殖技术还面临着许多挑战，如增殖材料的选择、结构设计、氚释放和回收、辐照损伤、安全和环境等。

除此之外，超导磁体技术也是人类需要突破的一项难题，超导磁体是产生托卡马克磁场的核心部件，它需要具有高强度、高稳定性、高可靠性和低损耗等特点。目前，超导磁体主要使用低温超导材料（如NbTi和Nb3Sn）制造，但这些材料在高场强和高温下会失去超导性，限制了托卡马克的运行参数。因此，开发高温超导材料（如YBCO和BSCCO）和相应的超导磁体技术是提高托卡马克性能的重要途径。目前，高温超导材料和磁体还存在着成本、制备、结构、稳定性等方面的问题。而且核聚变技术还需要用到一种稀有能源氦-3，但是在地球上，氦-3的储量是有限的，而且每年都在不断的向外逃逸。科学家通过计算得出，氦只有氦-3和氦-4这两种同位素。

在地球所有的氦中，氦-3所占到的比例只有百分之0.000137，而且这种气体每年都在逃离地球，科学家经过计算得出，地球每年大约有2000克氦-3会从地球内部逃离，如果长久的发展下去，那么地球内部的氦-3可能会全部消失，科学家认为地球上的氦-3主要由两种方式形成，第一种是地球诞生初期就存在了，第二种是来自宇宙中的射线，科学家经过计算发现，在地球内部还存在10^15克氦-3，而这些氦-3都是非常古老的，不过和月球上面的氦-3储量相比，地球上的氦-3储量非常稀少，在月球上科学家发现了100万吨氦-3，如果人类能够将这些资源利用，那么人类未来实现可控核聚变技术就容易多了。

从目前人类对可控核聚变的掌握来看，人类离真正实现可控核聚变技术还差的很远，到现在ITER的预估总造价已经超过了150亿欧元。去年5月，ITER项目总负责人贝尔纳·比戈（Bernard Bigot）称，ITER的建成时间可能比计划推迟十年以上，并有可能需要额外的40亿欧元。他说，早先预计2020年产生第一个等离子体，2023年实现完全聚变，（现在看来）是“完全不现实的”。比戈还悲观地预计，2025年之前不能进行第一次超热等离子测试，2035年之前也无法进行第一次全功率聚变。而且人类实现可控核聚变只是人类迈向星际文明的第一步，可控核聚变并不是最强大的转化技术。反物质才是人类的终极目标。

目前制造1克反物质，成本高达62.5万亿美元，看到这里，可能有很多朋友不知道什么是反物质，其实反物质就是相反的物质，在我们的世界里，任何物质都是有正反的，所谓反物质就是和我们世界的物质相反的东西，实际上，这不只是一种猜测，而是一种真实的东西，提到反物质，就必须提一个人，这个人就是应该物理学家狄拉克，他将薛定谔方程和相对论联系在一起，研究出了狄拉克方程，通过狄拉克方程，科学家预测出了反粒子，不过当时有很多人并不相信反粒子的存在，所以很多人认为狄拉克方程是错误的，后来到了1932年的时候，正电子和反电子被发现，完全符合了狄拉克的预测，狄拉克提出的电子运动的相对论性量子力学方程，预言了反物质的存在，为世界打开了一扇大门。

在1956年的时候，美国科学家发现了反中子，这也证明了反物质却是存在宇宙中，后来到了1955年的时候，欧洲核子研究中心首次成功研制出反氢原子，这表示人类拥有了制造反物质的能力，反物质是人类目前发现的最完美的转化物质，它的转化率达到了百分之100，世界上没有任何物质或者是技术制造出来的能力能够和反物质相互媲美，人类现在掌握最大能力转化的就是核聚变，它的转化率只有百分之0.7，简单来说就是1kg物质能够转化出7g的能量来，如果是反物质，1g（克）反物质全部释放的能量约9*10^13J。但反物质湮灭需要有正物质的参与，1g反物质会严格与1g正物质发生湮灭，所以就会爆发出2g的能量，即1.8*10^14J。

这个能量有多大呢？每kw/h（千瓦/时，1度）电能相当于3600000J，每吨TNT炸药爆炸能量相当于4184000000J。因此1g反物质与1g正物质湮灭，就会产生相当5000万度电，或者说4.3万吨TNT炸药的爆炸威力。从数据上我们就能够看出，反物质释放出的能量是非常巨大的，但是现在人类在宇宙中并没有发现反物质，只是在实验室中制造出了一点点反物质，而这个制造成本实在是太高了，科学家通过计算得出，制造1克反物质，需要花费62.5万亿美元，所以人类根本制造不起反物质，在宇宙中隐藏着很多人类想象不到的巨大能源，人类作为地球上最有智慧的生命，能够在短短几千年的时间内走出地球探索宇宙，这说明人类科技发展的速度很快。

只要人类能够获得更加强大的能源，那么人类科技发展的速度还能够进一步的提升，不过目前来说，人类能够将可控核聚变技术成功掌握，那么人类离飞出太阳系也就不远了，小编认为，人类只要能够坚持不懈的努力下去，未来随着人类科技的进步和发展，人类一定能够实现可控核聚变，到时候人类的技术一定能够有重大的突破，希望这一天能够早日到来，对此，大家有什么想说的吗？