【菜科解读】

　今年小行星有点火：先是微信朋友圈被一条有关小行新星命名仪式的新闻刷屏，不过，新闻中小行星的风头被中国帅哥、油田技术专家王德民院士抢了风头；

然后是NASA的小行星狩猎飞船NEOWISE开始向人类回传收集到的第二年的小行星数据；

之前不久，卢森堡又宣布了自己的太空计划：将与美国两家公司合作，于2020年对小行星进行资源采集。

你还需要百度什么是小行星吗？本文不仅告诉你什么是小行星，还告诉你秘籍：如何合法地拥有一颗属于自己的小行星。

　　人类很早就认识到行星与恒星的区别，在诸多文明的天象观测中，已经分别有了水星、金星、火星等行星的记录，日心说的地位确定之后，人们认识到地球也是太阳系的行星之一。

1781年，威廉?赫歇尔通过望远镜发明天王星，人类已经认识到了太阳系的七大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星，它们都围着太阳转，离太阳的距离依次从近到远。

　　在天王星被发现之前，一位叫提丢斯的德国教授对各行星与太阳的距离产生了兴趣：如果把地球与太阳之间的距离定义为1个单位的话，水星到太阳的距离大约是0.4，金星是0.7，火星是1.6，木星是5.2，土星是10。

柏林天文台台长约翰?波德更进一步，他用公式表示了这个数列： 　　行星与太阳之间的距离D=0.4+0.3*2n，其中n依次取值为-∞，0，1，2，…… 　　这个经验公式被称为提丢斯-波得定则。

　　后来，赫歇尔通过望远镜发现的天王星，正是在取n值为6的距离轨道上，说明这个经验公式仍然有效。

但是，细心的人们早就发现，当n取值为4的时候，即距离太阳为2.8个天文单位的位置，竟然是空缺的！ 　　按照距离来排序，2.8天文单位距离排行第五，这个神秘的第五行星难道是隐形的？1772年，约翰?波德预测在这个位置存在一个行星，然后天文学家们对这个区域进行仔细搜索，一番忙碌之后，终于得到结论：真的没有发现行星！ 　　这颗消失的行星究竟去了哪里？是隐形了，还是打开望远镜的方式不对？或者行星太小，即使是借助望远镜，人类也看不见？ 　　1801年，一位年轻的哲学家黑格尔用相当快的速度刷了一篇博士论文《论行星的运转》，对，就是那个写《精神现象学》和《哲学全书》的大哲学家，没错，人家还关心自然哲学。

博士论文的篇幅并不长，在他看来，天文学家在火星与木星之间对第五行星的搜索，从哲学上讲是没有意义的。

从哲学来讲，在这个位置不需要存在什么行星。

　　然而世界变化很快。

实际上在1801年的第一天，天文学家皮亚齐在西西里岛的天文台已经观测到一颗在现有星图上不存在的星，然后接下来又连续观察到这颗神秘的星24次，他把这个情况写信报告给天文台，但外界尚不知道此事。

直到过了很长时间，天文台才收到皮亚齐的来信，但根据他的信息，却已经不知道那颗星运动到哪里去了，大家都观测不到。

　　哲学家和天文学家之后的关键时刻，数学家出手了。

高斯，就是从小就会简便算法算一百以内所有整数加法(这事真的假的？)的天才少年，根据皮亚齐公布的信息，他用纸和笔算了一个结果，送给了天文台，然后，在1801年的最后一天，天文学家就在高斯算出的位置附近重新发现了这颗星。

是年，高斯24岁。

　　这颗行星被命名为谷神星，到太阳的距离正好是2.8个天文单位！人们终于可以欢呼"消失的第五行星"终于找到了。

但是很快，天文学家在这个区带发现了越来越多的小天体。

它们的共同特征是体积远小于太阳系已有的行星，而且数量越来越多，它们最终被称为小行星。

位于火星与木星之间的那块空旷但充满大量小行星的区域，被称为小行星带。

　　早期的小行星主要借助望远镜观察，照相技术出现之后，人类寻找小行星的速度得到了极大提高：对小行星带进行长时间曝光，保持恒星的位置不变的情况下，运动中的小行星会在照片上表现为一条线。

二十世纪末期，CCD照相技术用于搜索之后，被发现的小行星数量更是快速增长。

到目前为止，人类在太阳系中总共发现超过100多万颗小行星，超过90%都分布在火星和木星之间的小行星带。

　　可是，这小行星和我们有什么关系呢？一百多万颗啊，前面提到的国家卢森堡总人口才五十多万，可是每人分两颗都还剩不少呢！ 　　人类刚开始发现小行星的时候，非常兴奋地像行星一样命名，而且通常用希腊和罗马神话中女神的名字，男神名字仅用于不在轨的异常小行星。

但是，人们很快就发现神话人物的名字不够用了。

于是，就得有个专门的命名规则，以及一个权威的命名机构，这就是国际天文学联合会(International Astronomical Union ，IAU)小天体命名委员会(Committee forSmall Body Nomenclature，CSBN)。

　　如果一个天文观测机构或者天文爱好者，发现一颗新的小行星，可以向小天体命名委员会提交有关信息，该小行星获得一个临时名称，在接下来的一段时间，如果仍然能够在四次回归周期中观测到准确的轨道，就可以获得国际永久编号，通过《国际小行星通报》公布出来。

　　小行星的命名，遵照谁发现谁拥有提名权的规则，一般授予在某一领域里有突出贡献的人物，或者机构，或者地名，或者事件，或者其他发现者愿意的对象。

1928年，年轻的张钰哲在美国留学期间，发现了1125号小行星，后来将其命名为"中华"，这是中国人发现的第一颗小行星。

　　1949年之后，张钰哲在中国科学院紫金山天文台组织进行小行星观测，到上世纪八十年代中期，已经发现了一百多颗永久命名的小天体；

上世纪九十年代中期，中国科学院北京天文台利用施密特CCD系统进行小行星巡天和观测研究，短短几年就发现近百颗永久命名的小行星。

这些小行星的发现机构紫金山天文台和北京天文台，就拥有了命名提名权。

　　但是，对于政治或者军事人物，必须在去世一百年之后，才能被命名。

现在我国获得小行星命名的人物，以著名科学家居多，祖冲之、张衡等自不必说，李政道、茅以升、陈景润、袁隆平等，都有以他们命名的小行星。

　　所以，科学青年们，现在知道如何合法地拥有一颗属于自己的小行星了吗？加油！

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。

诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。

二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。

三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。

极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。

螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。

加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。

辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。

聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。

带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；

不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。

副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。

三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。

磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。

包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。

偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。

四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。

EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。

ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。

五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。

能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。

材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。

氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。

六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；

无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。

前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳

目前，全球已有多个科研机构正在加紧实施人造黑洞项目，黑洞吞噬地球，甚至黑洞吞噬太阳的可能性，都可能通过人造黑洞模拟来加以验证。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 据了解，人造黑洞的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉-昂鲁教授提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。

美国加州大学物理学教授史蒂夫-吉汀斯是这方面的专家，他对人造黑洞进行了认真分析，他认为：人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构，真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 粒子加速器，也被称之为大型强子对撞机(LHC)。

位于法国和瑞士交界处的世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)已经开始在一个将近17英里长的圆形隧道里面建造这个被人们称之为世界最大的"黑洞工厂"的装置。

吉汀斯教授在报告中称，欧洲的科学家很快就会利用粒子加速器制造出人造黑洞。

目前欧洲核子研究中心的蒙加诺教授与吉汀斯教授的科研小组进行合作正在建设建设世界上最大的粒子加速器(对撞机)，而这个粒子加速器(大型强子对撞机)是世界上最先进的粒子研究工具，项目耗资80亿美元，历时14年之久，汇集了世界各地最著名的物理学家。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 科学家们将在实验中撞击质子，模拟宇宙大爆炸后一万亿分之一秒内的能量和条件，接着细致分析撞击产生的残骸，用以探求物质本质的线索和自然中新的力量和平衡。

吉汀斯认为，今年夏天如果人类首次制造出人造黑洞，也不会产生什么重大影响。

吉汀斯和蒙加诺两位教授在进行深入研究后得出结论：利用粒子碰撞产生的黑洞是无害的。

因为，所有的黑洞都要释放出宇宙射线，小的黑洞所释放的物质要远远多于其吸收的物质，因此，在它们吸收物质之前自己就早已瞬间蒸发了。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 事实上整个宇宙原本就是一个类似的粒子对撞机器，具有高能量的宇宙射线和粒子会经常碰撞在地球的大气表层、太阳或者是其它的白矮星和中子星的表面，每时每刻都在发生着这样的粒子碰撞。

如果这些粒子碰撞会产生危险的话，天文学家很早就会发现这一现象并对其展开研究。

其实一直以来地球就沐浴在足够可以形成黑洞的宇宙射线和粒子对撞之下，但地球一直也都没有被摧毁。

而且，几乎所有粒子加速器生成的黑洞都必须达到足够的速度才能逃脱地球的重力，即使一年生产出1000万个黑洞，也大约只能捕捉到其中的10个，让它们围绕加速器中心运转。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 而这些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小，假设让它穿过一块相当于地球到月球距离厚度的铁块，它也不会撞倒任何东西。

它们吞噬一个质子也需要大约100小时的时间。

一个这样的黑洞吞噬100个质子大约需要花费一年的时间，因此，要吞噬1毫克地球物质就需要花费比宇宙年龄还要长的时间。

科学家表示，假如大型强子对撞机(LHC)在今年生产出了黑洞，那么它就证明了宇宙确实存在除空间和时间以外的维度。

吉汀斯承认，地球的未来以及人类的生命安全和健康都令每位科学家非常担忧。

特别是关于人造黑洞风险的争论，现在已经是一个非常具有争议的物理话题。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 特别是已经有科学家指出，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球，或者将产生一类名为"奇异微子"(Strangelet)的粒子，将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。

还有很多政治家担心这种人造黑洞的技术被恐怖分子利用，成为继原子弹和氢弹之后人类最具有毁灭性的武器。

但是，吉汀斯肯定的说：现代物理学无法在地球上制造出具有破坏性的黑洞。

"欧洲建立大型强子对撞机(简称LHC)，是为了揭开宇宙大爆炸之谜，而不是制造黑洞毁灭地球。

"