在現代科學最前沿的領域，有一個「永遠的『50年後』」的梗。
20世紀60年代，科學家說人類50年後將實現可控核聚變，
20世紀70年代，科學家說人類50年後將實現可控核聚變，
20世紀80年代，科學家說人類50年後將實現可控核聚變，
……
然而直到今天，核聚變發電還只是鏡花水月，遙不可及。
不過，核聚變發電遲遲未能實現，不代表人類在這條科學之路上一無所獲，尤其不代表中國在這方面一無所獲。
12月4日，離「奮鬥者」號深潛器下馬裡亞納海溝「捉鱉」沒過多久，大多數人的目光還盯著嫦娥五號「上九天攬月」，中國的「人造太陽」就不聲不響又取得了突破——
新一代「人造太陽」裝置——中國環流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成並實現首次放電。
所謂放電，就是成功產生等離子體。
按《人民日報》的說法，這「標誌著中國自主掌握了大型先進託卡馬克裝置的設計、建造、運行技術，為我國核聚變堆的自主設計與建造打下堅實基礎。」
謙虛了。
實際上，放到國際社會上，這一成果標誌著中國穩穩站在了核聚變技術第一梯隊——甚至是領先的位置上。
同時，這也讓這個領域屢屢上演的「打臉」故事得以延續。
打臉復打臉
核聚變的歷史是一部充滿轉折的歷史，「打臉」是這項技術發展的關鍵推動力。
和遲遲無法投入應用的現狀不同，人類對核聚變的認識非常早，甚至在中國人還在學習使用蒸汽動力的19世紀60年代，歐洲科學家就開始討論核聚變了。
20世紀20-30年代，科學家認識到原子、原子核，以及其中的質子、中子，為核聚變研究奠定基礎。
1929年，英國的阿特金森(de Atkinson R.)和奧地利的奧特斯曼(F.G.Houtersman)從理論上計算了氫原子聚變的可能性。
1939年，美國物理學家漢斯·貝特寫出了氫離子聚變的4步鏈式反應，完成了核聚變的理論創建工作，業界開始實際試驗階段。
在這方面，最先取得進展的是歐美。
1946年，英國人最先提出「環形箍縮」原理，並於次年建成直線箍縮裝置。
5年後，美國普林斯頓大學教授斯必澤(Lyman Spitzer)建造扭曲環形裝置的設想，也就是後來的「仿星器」。
之後1年，同樣是美國科學家波斯特(S.Post)提出了「磁鏡」方案。
作為前沿技術，各個大國都對核聚變十分重視。美國的普林斯頓大學、洛斯阿拉莫斯科學研究室、橡樹嶺國家實驗室等大名鼎鼎的科學機構皆投身其中。
1953年，美國原子能委員會設立了「薛伍德方案」實施小組，撥出大量專項經費，專門研究核聚變，主要方案就是上述3種。
然而，這幾種方案發展都十分緩慢，各類試驗普遍不穩定，約束時間、溫度等指標均與目標相去甚遠。英、美在這方面競爭十幾年，卻逐漸走進了死胡同。
在同一時間，世界的「另一邊」，蘇聯默默提出、發展了另外一種方案——「託卡馬克」。
關於幾種方案的不同，我們放到後面講。你只需要知道，在如今，託卡馬克被業界視為最有前途的方案，吃掉了該領域大部分研發投入，並取得了最多成果。
中國這次的HL-2M設備也是託卡馬克的一種。
但當時的情況並非如此。
自1954年，蘇聯庫爾恰託夫核能研究所做出了世界上第1臺託卡馬克裝置後，這一技術一直處於相對「冷門」的狀態。
首先是因為蘇聯嚴格保密這一技術。畢竟當時還是冷戰初期激烈對抗的階段，核聚變技術也有軍事化的可能。
一開始，美歐並不知道託卡馬克，只是蘇聯默默發展，從T-1到T-3，前後發展了3代。
赫魯雪夫上位後，在部分領域和歐美採取緩和策略，使得核聚變技術的國際交流成為可能。
1958年，毫無頭緒的美國索性在日內瓦「原子與和平」大會上公開了自己的所有研究資料和模型，蘇聯也順勢第1次向世界展示了託卡馬克方案。
但可能是某種偏見，當時的國際科學界都瞧不上託卡馬克方案，依然認為仿星器才是較為可行的實施構想。
於是他們在死胡同中又打轉了10年。
1968年，蘇聯舉行了等離子體物理和受控核聚變研究的第3屆國際會議，宣布T-3裝置的等離子體溫度成功超過1千萬度並束縛幾毫秒，這一成就遠超於美歐過去的研究。
全球科學界都轟動了。
對此，美歐科學家的第一反應是——不相信。
結果1969年，蘇聯邀請英國科學家親自前往庫爾恰託夫原子能研究所參與實驗，當面打臉。8月，英國卡裡姆實驗室主任公開宣布，實驗結果是正確的。
全球核聚變領域迅速「改旗易幟」，投身託卡馬克的懷抱。之後，全球掀起了一波託卡馬克熱潮。
之後的「五大託卡馬克」——美國的TFTR和DIII-D、歐洲的JET、蘇聯的T-15和日本的JT-60都在接下來十幾年建成。
核聚變領域第2次打臉的主角是中國。
1985年，全球幾個處於核聚變技術前沿的大國為了「集中力量辦大事」，加快突破核聚變技術，決定合作建設「國際熱核聚變實驗堆」，也就是ITER。
當時參與的國家是美、蘇、歐、日——沒有中國。
這些國家不帶中國玩也情有可原。畢竟前1年，西南物理研究院才剛剛建成中國第1臺託卡馬克裝置，即HL-2M的前輩——HL-1。
從國際眼光看，中國的核聚變技術無疑是落後的，技術儲備和基礎都很差，是一個累贅。
天有不測風雲，幾年後，蘇聯經濟崩了。
這導致2個後果。第一，ITER少了一個重要金主;第二，中國撿便宜的時候到了。
在蘇聯經濟困難的80年代後期，原來建的十幾臺託卡馬克已經運行不下去。
庫爾恰託夫原子能研究所一拍桌子，決定把已經停運的T-7託卡馬克便宜賣給中國，換點錢維持生活。
之後，中國以400萬人民幣買下了據稱價值1500萬美元的T-7裝置，而且沒有動用外匯，只用羽絨服、牛仔褲以物易物。
1991年，T-7拆解打包後運回中國，1995年重建成功，改名為HT-7。HT-7給中國磁約束核聚變研究帶來的收益不可勝數，直接讓中國在這一領域走在了世界前沿。
2006年，在HT-7的技術基礎上，中國建成新一代超導託卡馬克裝置HT-7U，也就是後來的EAST，東方超環。
另一邊，ITER的日子很不好過。蘇聯變成了又窮又亂的俄羅斯，日本經濟緊接著崩潰了，一下少了2個大金主。
同時，1996年各方討論預算，認為至少需要100億美元，ITER才能建成。
1996年的100億美元，什麼概念?
在國會的反對下，美國於1998年退出ITER，差點讓項目畫上句號。
這時，有技術又有錢的中國表示，對ITER感興趣。
2003年，歐盟、日本、俄羅斯宣布，歡迎中國加入ITER。
察覺到氣氛不對，美國也在同年宣布回歸項目，並且拉攏了韓國、印度加入。
不過，3個和尚沒水吃，更何況是7個?在中國核聚變研究順利推進的同時，ITER卻在某些國家的扯皮和拖沓中不斷跳票。
2001年項目預期，ITER將在2010年之前投入運行。
2007年，這一預期變為2016年。
2009年，這一預期變為2018年。
2012年，這一預期變為2019年。
2016年，這一預期變為2021年。
……
終於在2019年，ITER所在的法國做出了一個決定：甩掉其他人，單獨和中國合作。
當年，中核集團牽頭成立中法聯合體，和原來項目組織方籤訂協議，自己負責核心部件生產與安裝。
於是到今年7月，我們才能看到ITER開始組裝的消息。
過去，出於意識形態和地緣政治原因，ITER項目的其他6個國家對中國核聚變發展都抱有警惕，商量過要把中國踢出去。
沒想到一轉眼，中國把他們踢出去了。
世間最打臉的事莫過於此。
另一件打臉的是，當初中國決定建設HL-2M，本身就含有ITER無法按期完成的考慮，最後果然如此。
HL-2M已經成功放電了，ITER還在法國的荒漠中建造著。
託卡馬克是什麼?
看到這裡，可能很多人已經想問了，前面說的託卡馬克、仿星器、磁鏡之類的，都是什麼?
這個還要從核聚變原理講起。
眾所周知，核聚變的原理是讓小質量的原子核碰撞、聚合，生成新的質量更重的原子核。
這一過程中會損失質量和中子，這部分質量會轉化成巨大的能量釋放出來。
目前，人類最熟悉的聚變反應是，用氫的同位素——氘和氚聚變，生成氦並釋放中子和能量。
但是要發生這個反應並不容易。
原子核周圍有電子阻隔，原子核本身都帶正電，互相排斥，所以自然情況下很難發生碰撞。
怎麼辦?
加熱。
加熱相當於輸入能量，微觀上可以讓電子運動加快，掙脫原子核的束縛。
這種電子脫離的過程叫作電離，電離後只剩下原子核聚作一團，就是核聚變的原料。這種原料叫作等離子體。
同時，加熱也可以讓等離子體中的原子核運動得更快，只要速度夠快，碰撞的時候就能克服斥力，撞成一團，發生融合。
不過，這種反應對溫度的要求極高，理論上說，至少要1億攝氏度。如果直接接觸，地球上沒有任何材料可以承受這一高溫。
所以，不能直接接觸。
科學家設想，可以像磁浮列車一樣，利用特別的磁場，讓等離子體「浮」在磁場中發生聚變反應。
這就是磁約束核聚變的思路。
託卡馬克就是這一思路的產物。
託卡馬克，這個拗口的詞一看就不是漢語原生。沒錯，它是英文Tokamak的音譯，來源於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、線圈(kotushka)。
這個名字組合實際上已經囊括了其主要特徵。它是一種環形裝置，裡面是真空的，外面圍繞著一圈一圈的線圈。
線圈通電時會產生縱向磁場，同時等離子體在環形軌道中高速運動本身也會產生極向磁場，這樣，等離子體就被磁場懸浮在了環形軌道中發生反應。
仿星器的原理和託卡馬克類似，但是它把產生縱向磁場和極向磁場的工作都交給外部線圈。
這樣避免了託卡馬克要精準控制等離子體電流的難點，把困難轉移到線圈、軌道的設計和製作上。
同時，裝置也變得非常醜，和扭麻花一樣……
至於箍縮、磁鏡，大體原理也差不多，具體的技術差異，感興趣的讀者可以谷歌一下。篇幅原因，這裡就不多介紹了。
這裡偷偷說一句，中國除了在託卡馬克裝置的單項上全球領先之外，還是唯一一個在仿星器、箍縮乃至雷射慣性約束、材料輻照研究等領域全面發展，每個領域都有大裝置的國家。
根據我國規劃，除了EAST和ITER以外，更先進的CFTER已經在建設中。而到2050年，我們就能初步看到原型電站落成，看看「50年後」的世界是什麼樣子。
在科幻電影中，全新的能量來源是支撐未來世界各種奇異技術的根基。現如今，中國正在科幻的道路上，領頭大步邁進。
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