VIA:在下张大瞄

这种东⻄,⼀旦得到,那么电动机功率就能⼤到没谱,⼀辆电动自行车就能飙到让法拉利怀疑⼈⽣。


(资料图片)

先从⼈类技术⾰命说说。

第⼀次:蒸汽机,那个年代就⼀台机器也能闹⾰命;

第⼆次:电⽓技术,算是⼀个全新的领域;

第三次:有计算机、航天技术、⽣物技术、纳⽶技术 等等。

为什么第三次技术⾰命会闹得这么没有章法?

因为任何单⼀枝⼲都很难让枝繁叶茂的科技树主⼲动摇分毫,⽆奈⼤家就只能组团闹⾰命了。

所以第三次⼯业⾰命没有明显的标志,甚⾄没有明确定义。

没办法,组团闹⾰命,⾰命功绩不好分啊!那么接下来的⾰命路线该怎么⾛呢?

第四次⼯业⾰命,是继续组团模式,把什么⼈⼯智能、3D 打印、新能源,这些都放⼀锅,来个东北⼤乱炖?还是会出现⼀位孤胆英雄,单凭⼀项战略级技术,撼动整棵科技⼤树呢?

吃⽠群众⾃然是喜欢超级英雄的,虽然眼下还没什么指望,但咱们合计⼀下,⽬前台⾯上的技术,有哪些将来有可能担此重任呢?

想想,好像除了⼤名鼎鼎的可控核聚变 ,还有⼀位百年如⼀⽇奔波在⾰命道路上的⽼前辈。

他就是超导 ——最早被认为可能引发⼯业⾰命的技术。

不过,这个命,⾰到了今天,依然尚需努⼒。

其中最接近⾰命成功的时刻是 1986 年和 1987 年,有俩哥们发现了氧化物陶瓷也能超导,临界温度蹭蹭往上涨,业界那是⼀下炸了锅!

仅仅在第⼆年,就⽕急⽕燎迎来⼀个诺⻉尔奖,创下了获奖时间距成果发表时间最短的纪录(引⼒波 得奖也是这个速度,⽽咱们屠呦呦的⻘蒿素 ⾜⾜等了 43 年,实际上,⼤多数诺⻉尔奖都会等上个⼏⼗年)。

在当时,中国从事超导的⼈数从⼏百⼈暴增到⼏万⼈,全世界呈现出⼀种跑步进⼊共产主义的夸张氛围。

仅仅 1987 年上半年,⼈⺠⽇报报道超导达到数⼗次,⽽且标题⼀次⽐⼀次惊⼈:⽐如,发现迄今世界转变温度最⾼超导体 ,超导材料研究突破性进展意义重⼤,我国超导材料研究获重⼤进展,我国超导材料研究继续居世界前列,超导材料正在进⼊应⽤阶段……

说实在的,改⾰开放之后,咱们的⼈⺠⽇报还是很严谨的媒体的,在技术⽅⾯轻易不吹⽜,⽽超导却在半年之内刷版⽆数,头版头条不在话下!

试问,还有后来者吗?

不光中国,连全世界都以为超导⾰命成功在望,⼀⽚欣欣向荣……

在这⾥呢,我要纠正个容易混淆的概念,这⾥说的是技术⾰命,不是科学⾰命。准确点来说就是⼯业技术,他不包括管理技术、画画技术、演唱技术这些……

我们⽤英⽂来讲可能会更明了:分别是 technology 和 science,⽽科学⾰命则是以量⼦⼒学 相对论为代表。

我们的问题来了:超导,凭什么能成为⾰命的种⼦?

这事还得从「电」说起。

电,妙不可⾔

当年法拉第发现电磁感应现象(这是科学),进⽽折腾出发电机(这是技术),

当时他还被⼈嘲笑,说这种只会在导体⾥流动的东⻄有什么⽤?

如今任何⼈都知道,电是现代科技最重要的载体,所以能⾰了电的命,也就等于⾰了现代科技的命。

因此,我们先来明确⼀下超导的⾰命⽅向。

对于⾦属导体来说,电流的本质是电⼦的移动,温度的本质是原⼦的振动。请记牢这两点。

⾃然⽽然的,电⼦在导体中移动时会与振动的原⼦不停地发⽣碰撞,跌跌撞撞那就很影响电⼦移动的速度,这就是电阻。

原⼦被电⼦撞啊撞啊,振动就会越来越快,在宏观上就表现为温度上升,这个就是导体通电会发热的原理。

⽽原⼦振动加快,与电⼦的碰撞就更多,所以导体温度越⾼,通常电阻越⼤。

这些都是中学课本上的内容。

思路来了,如果原⼦不振动的话,电⼦在移动时岂不就没阻⼒了?沿着这个思路往下⾛。

固体的温度的本质是原⼦的振动速度,如果原⼦不动,也就没有了温度的概念,

这就是:绝对零度 ,换句话说,也就是零下 273.15℃,这是温度的起点,注意,不存在-300℃的东⻄。

这些呢,都是中学课本的内容。

但是想让原⼦完全不动,⼏乎不可能,达到零开尔⽂ 的难度和达到光速的难度其实是⼀样的。

这是当前的物理理论不可逾越的⾼低两条边界。

我们理清了电阻的本质和温度的本质,超导的⾰命⽅向就明确了,原⼦的振动减弱到什么程度,才能让电⼦⽆阻⼒地移动呢?换个等价的表述:温度要低到多少才能实现超导?

这个转变温度叫临界温度。

如果谁能在室温下实现超导,那么咱们的⾰命就算成功了。

顺便说⼀下,电阻为零并不会产⽣⽆限⼤的电流:⼀来,导体内的电⼦数量有限;

⼆来,电⼦的移动速度同样不能超过光速,⽽电流⼤⼩取决于单位时间内通过的电⼦数量。

因此,不存在⽆穷⼤的电流。

懂了概念,就让我们来憧憬⼀下超导⾰命的美好场景吧。

省电的意义说起超导,⼏乎所有⼈⻢上就会想到咱们现在远距离输电所要损耗掉的 15% 的电能,

但,如果折腾超导只是为了省这点电,那也太没追求了!

国际政治博弈中有两⼤重点:

第⼀:能源;

第⼆:能源的运输。

谁把这俩惹祸精解决了,世界⾄少⽐现在和平 90%。从技术⻆度讲,能源最终都可以采⽤电的形式,

但考虑到成本问题,我们还在使⽤⽯油煤炭天然⽓这些化⽯能源。

因为,电的远距离传输很麻烦,它不但技术复杂,⽽且距离⼀旦超过⼏千公⾥,传输也相当吃⼒。

所以发电区域和⽤电区域的距离有⼀定限制,你不可能在北极建⼀个发电⼚供全球使⽤。

再加上历史政治经济这些七七⼋⼋的因素,全球的主要能源还是⽯油,

所以,为了争夺⽯油,中东估计还能热闹⼀阵⼦,说个题外话,你炒菜的时候也不要放太多油,搞不好美军都想来攻打这盘菜了。

咱们回到正题上来,

假设,我们有了⼀套全球性的超导输电⽹,⽆论在地球上什么地⽅发电,只要接⼊到电⽹中,就能把电传输到其他任何地⽅,你能想象这件事对国际格局的影响吗?

这⾥⾯还包含了⼀个问题:电从哪⾥来?

⼩盆友,可控核聚变了解⼀下?

不过这个话题,咱们改⽇再聊。

超导⾰命的第⼆个场景,是所有与电相关的设备,性能上都可以刷到爆表!

功率⼤增,能耗下降,结构简化,⽽且,不发热。

随⼿举⼏个例⼦:数码产品基本不会坏,待机时间还超⻓;电动机功率⼤到没谱,⼀辆雅迪电动⻋ 就能飙到让法拉利怀疑⼈⽣;超

导发电机 ,⼀个抵得上过去的⼗个;

所有的⼯业变速装置也可以歇菜了,变速箱、减速机成历史,设备⼤⼤简化……

⽽且,量变累积到质变,就可以产⽣⼀些新的应⽤。

⽐如超导储能 ,可以把电流储存在超导线圈⾥,相⽐电池电容有不少独到的优势,超导储能是当前⽐较热⻔的研究领域。

另外,电和磁,实际上是⼀回事,有了电就等于有了磁。

于是,与磁相关的技术也能刷新⼀圈,其中强磁场的应⽤最有意思。

磁悬浮⻋满天⻜,房⼦可以飘在空中,⻜机可以装刹⻋挂倒挡,你也可以坐着魔毯去上学……

与电、磁相关的东⻄刷新了⼀圈,那也就等于全世界刷新了⼀圈。

总之,超导的前途,棒棒的。

推荐内容