摘要:2014年初,美国人工智能公司OpenAI的联合创始人山姆·奥尔特曼(Sam Altman)还夹着一本核聚变教科书,走进了位于美国华盛顿州雷德蒙德市的赫利昂能源公司(Helion Energy)的小型办公室。据该公司首席执行官大卫·柯特利(David Kirt
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2014年初,美国人工智能公司OpenAI的联合创始人山姆·奥尔特曼(Sam Altman)还夹着一本核聚变教科书,走进了位于美国华盛顿州雷德蒙德市的赫利昂能源公司(Helion Energy)的小型办公室。据该公司首席执行官大卫·柯特利(David Kirtley)回忆,当时公司正专注于研发工作。但几天后奥尔特曼离开时,已经说服这家聚变能源初创企业制定一个更激进的部署路线图。一年后,当时正与他人共同创立OpenAI的奥尔特曼,向赫利昂注资950万美元并出任董事长。2021年,他再度投入3.75亿美元,这使其成为奥尔特曼数十亿美元投资组合中,规模最大的个人押注项目之一。
核聚变技术已从政府主导的探索,演变为一场私营资本的竞赛。这场竞赛的资助者,主要来自同一批人——他们既在开发能耗巨大的AI系统,也在致力于创造类人智能(AGI)。据欧盟机构“核聚变能源”(Fusion for Energy)的报告显示,核聚变能源产业的总融资额已从2020年的17亿美元跃升至2025年9月的150亿美元。
除了曾表示“人工智能的未来取决于能源突破”的奥尔特曼外,赫利昂的投资者还包括OpenAI的资助方——日本软银集团(SoftBank Group),以及美国Meta公司(原Facebook)联合创始人、美国人工智能公司Anthropic的早期支持者达斯汀·莫斯科维茨(Dustin Moskovitz)。美国英伟达公司(Nvidia)则支持赫利昂的竞争对手——美国联邦聚变系统公司(CFS);美国谷歌公司(Google)同样投资了CFS,并投资了另一家企业——美国TAE科技公司(TAE Technologies)。
美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)聚变能源部门主任特洛伊·卡特(Troy Carter)指出:“人工智能是一个重要驱动力,因为其数据中心需要大量能源。”
近期工程技术的突破,加上投资者对高风险项目的慷慨注资,使得部分企业宣称将在未来数年内(而非数十年)实现电网供电。这些企业仍需首先验证自身的技术可行性,但如果聚变能成功,它将提供无碳电力——既能避免风能和太阳能发电的季节性波动,又不会产生核裂变带来的长寿命放射性废料。这项突破不仅可能降低电费,更将重塑技术边界。
核聚变——与太阳能量来源相同的反应——通过一个与当今核电站相反的过程来产生能量:它融合轻原子,而非裂变重原子。在恒星的深处,这种反应发生在等离子体(一种超高温的带电气体)中。在地球上重现这一过程,被公认为工程学领域的终极难题之一。
数十年来,即便科学家能够引发聚变反应,其产生的能量仍不足以维持加热等离子体所需,这被称为“科学盈亏平衡点”。但在2022年,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的研究人员创造了历史:他们利用巨型激光瞬间压缩微型燃料颗粒,首次实现了聚变反应产生的能量超过等离子体加热所消耗的能量。目前,尚无私营企业达到这一里程碑。
如果私营企业要实现突破,并真正将电力并入电网,还需更进一步:不仅要产生超过加热等离子体所需的能量,还必须满足驱动整个发电装置的能量需求,这被称为“工程盈亏平衡”。在竞逐该里程碑的企业中,赫利昂能源公司的进度最为乐观。该公司预计其商用设备将于2028年在华盛顿州马拉加市投产供电,该项目已于今年七月动工。赫利昂已与美国微软公司(Microsoft)签署了一项50兆瓦的聚变电力销售协议,如果偏离时间表,将面临经济处罚。
与多数通过加热水来驱动涡轮的聚变方案不同,赫利昂计划通过将两个等离子环以约100万英里(约160万公里)时速相撞来直接获取电力。碰撞将引发核聚变,扰动磁场从而产生电力。柯特利称,当前的装置可回收约96%的输入能量——这类似于电动汽车利用再生制动在行驶中回收电能的原理。这意味着其已接近盈亏平衡点。赫利昂的第七代原型机“Polaris”原定于2024年实现工程盈亏平衡。该原型机于当年晚些时候首次点火运行,但柯特利拒绝透露实验结果。
柯特利将这种“加速推进、扩大规模”的理念归功于奥尔特曼的激励。他不仅志在率先建成聚变电站,更展望:“我们的目标是......实现日产一台发电机,在全球范围快速部署聚变系统。”
美国橡树岭国家实验室的卡特指出,这种雄心壮志确实让核聚变时代更近了一步。2020年,他主导的一份美国能源部报告曾预测2040年代初可建成核聚变试验厂,如今他认为2030年代中期即可实现。除了资本,人工智能也是推动科学进步的利器。美国麻省理工学院(MIT)等离子体科学与聚变中心主任努诺·卢雷罗(Nuno Loureiro)指出:“人工智能的出现,使等离子体领域某些极具挑战性的难题变得更易攻克。”
即便赫利昂公司的计划延迟数年,仍有望实现多项全球首创。如果其技术路线未能成功,其他竞争者也已蓄势待发。
美国加州的初创企业太平洋聚变(Pacific Fusion)宣称,其设计的装置将采用与劳伦斯利弗莫尔国家实验室设备相同的原理,来实现工程盈亏平衡。该公司于2024年公开亮相,披露已获得9亿美元注资,投资者包括美国谷歌公司前首席执行官埃里克·施密特(Eric Schmidt)和美国微软公司AI首席执行官穆斯塔法·苏莱曼(Mustafa Suleyman)。
2018年从麻省理工学院分拆出来的联邦聚变系统公司(CFS),已成为融资额最高的聚变初创企业。该公司采用不同方案:制造“磁瓶”来固定超高温等离子体。该公司正在建造的试验装置预计将于2027年实现科学盈亏平衡。其发展势头如此强劲,以至于已同步启动商业化电站的建设,计划在2030年代初向电网输送核聚变能源。谷歌已承诺采购200兆瓦电力。“这些大型超大规模企业支持我们,确实很有帮助,”CFS联合创始人兼首席科学官布兰登·索博姆(Brandon Sorbom)表示。他补充说,这向提供超导磁体和其他难以制造材料的供应商发出了信号,表明“这不是一次性的科学实验”。
与此同时,新西兰初创企业OpenStar仅凭1000万美元的相对有限资金,于2024年末成功产生了等离子体,此后又筹集了1400万美元。其原型机颠覆了“磁瓶”概念,在反应堆核心设置超强磁体,将等离子体禁锢于其周围。
尽管卡特对众多初创企业角逐行业领导地位持乐观态度,但他仍警告称,高调的失败可能会吓跑投资者,并损害该领域的公信力。“我们希望炒作不要过头;希望某家知名企业的失败,不会扼杀其他地方取得的进展,”他表示。
但对谷歌和微软这类企业而言,核聚变技术的发展仍显得迟缓。两家公司正在为人工智能建设新型数据中心,而微软计划到2030年实现碳负排放,谷歌则以净零排放为目标。支撑人工智能的数据中心需要全天候运转,如果储能技术没有突破,间歇性的风能和太阳能将难以稳定满足其用电需求。能源供应本就紧张:自2010年被超越、失去全球最大电力生产国地位后,美国的发电量几乎停滞不前。随着计算需求的激增,化石燃料的扩容能力也可能捉襟见肘。奥尔特曼与美国英伟达公司创始人黄仁勋(Jensen Huang)如今都将能源问题视为关键瓶颈。
但核聚变能源的开发意义远不止于为数据中心供电。它可以就地建设于能源需求地,而非受限于风能或太阳能条件优越的地区。充足的能源供应将颠覆全球经济与地缘政治格局。正如美国橡树岭国家实验室的卡特所指出的,人类的多数战争都源于能源争夺。如果能源不再是那个关键的驱动因素,世界格局或许将迎来一场深刻的剧变。
来源:无敌浩克一点号
