
星河纪元:掌控微观
网络作者是姬钊的经典佳作《星河纪元:掌控微观》火爆上线,这本书的主角是林哲,是一本科幻末世类型的小说。第十三线材的数据报上去之后,昆仑的反应比林哲预想的快。第三天上午,宋明远推开了207的门。不是一个人来的。他身后跟着三个人——一个穿深蓝色中山装的中年男人,一个拎着金属箱的年轻技术员,还有一个林哲在昆...
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第十三线材的数据报上去之后,昆仑的反应比林哲预想的快。
第三天上午,宋明远推开了207的门。不是一个人来的。他身后跟着三个人——一个穿深蓝色中山装的中年男人,一个拎着金属箱的年轻技术员,还有一个林哲在昆仑院区见过几次但从没说过话的方脸男人,肩章上有他看不懂的标识。宋明远没有介绍他们,只是让林哲把第十三线材的测试数据调出来。
穿中山装的男人在屏幕前站了很久。他不是看数据——数据他已经看过了,孙蕙的报告三天前就送到了他桌上。他看的是线材本身。那八十米长的MgB₂线材被截成了几段,其中一段放在样品盒里,摆在作台上。灰黑色的表面,直径不到一毫米,和任何一普通电线没有任何肉眼可见的区别。他把它拿起来,在手指上绕了一圈。线材柔韧地贴着指节弯过去,没有断裂。
“临界电流一百二十万安培每平方厘米。七十七开尔文。”他把线材放回样品盒,“室温下的数据呢。”
林哲从抽屉里拿出另一份报告。B₂₄H₄₀的室温超导数据,以及MgB₂第五块样品——硼平面修复加晶界修复的那块——二百六十五开尔文的转变温度。“室温线材的工艺路线和七十七开尔文线材完全一致。区别只在于最后一步——镁原子层的修复。那块二百六十五K的样品没有修镁原子层。修了,就是室温。”
中山装男人把报告放下。“修镁原子层需要多长时间。”
“工艺成熟之后,和修硼平面、修晶界同步完成,不额外增加工序。”
男人点了点头。他看了一眼宋明远。宋明远靠在窗台边,手在口袋里,脸上没什么表情。
“从今天起,你的升级了。不是‘曦和’,是‘曦和工程’。科技部的红头文件明天到,我先跟你说。”中山装男人从年轻技术员手里接过金属箱,放在作台上,打开。里面是一份文件,封面印着华夏国徽和“国家重大科技工程”字样。他翻到最后一页,指着签字栏。“你的名字会签在这里。不是负责人,是工程总师。”
林哲看着那个空白的签字栏。工程总师。下面是一行小字:“对工程整体技术方案负总责,拥有技术路线最终决定权。”
“为什么是我。”
“因为那线材是你做的。从第一到第十三,从十五万安培到一百二十万安培,每一步都是你走的。换任何一个人,拿着你的数据也做不出第十四。”中山装男人合上金属箱。“国家需要室温超导。不是实验室里的样品,是铺在全国电网里的线材,是装进聚变装置里的磁体,是驱动下一代航天器的引擎。你做出来的那八十米线材,证明了这件事可以从实验室走到工厂。剩下的,是你带着人把它走完。”
他站起来。“工程总体方案由你主持编写,三十天内完成评审。超导输电、超导储能、超导电机三条技术路线同步启动,你定方向,昆仑出人,国家队出钱。”他把金属箱留在作台上。“文件明天到。签字之前你可以考虑。签了,就没有回头路了。”
他推门出去。年轻技术员和方脸男人跟在后面。宋明远没有走。
门关上之后,宋明远从窗台边站起来。“问吧。”
“他是谁。”
“科技部重大工程司的。”宋明远没有说名字。“‘曦和工程’从论证到立项,他推了全程。你交上去的那六块MgB₂样品和B₂₄H₄₀的数据,在科技部内部争论了好几周。有人说数据造假,有人说是仪器误差,有人说是偶然现象无法复现。他把十三线材的工艺-性能曲线拍在桌上,说了一句话——‘从第一到第十三,临界电流密度每一步的提升都和工艺参数的变化有明确的对应关系。造假的人不敢把逻辑做得这么清楚。’”他靠在窗台边。“然后论证会就安静了。”
林哲看着作台上的金属箱。国家重大科技工程。工程总师。三个月前他在华清实验室里碰了一块发光的样品,现在有人要他签字,让全国的电网、聚变装置、航天器都等着他手里的线材。
“三条技术路线。”他说,“超导输电、超导储能、超导电机。我只懂材料。输电是电力系统,储能是能源调度,电机是电磁设计和机械制造。我不懂。”
“你不需要懂。每条路线有各自的技术总师,他们懂。你只需要懂一件事——他们的设计能不能实现,取决于你能不能在材料端给他们提供什么样的线材。临界电流密度越高,他们的设计天花板就越高。你把天花板往上抬,他们就能往高了盖。”
林哲把手放在金属箱上。冰凉。“三十天。工程总体方案,我需要人帮我写。不是技术,是文字。把我说的话变成文件里的章节。”
“方敏已经安排了。昆仑工程办的三个笔杆子,从今天起归你用。”
宋明远走后,林哲在作台前坐了很久。窗外松枝上新绿的松针在风里轻轻晃动。他把金属箱打开,重新看了一遍那份文件。工程总体方案提纲分了四个部分:超导材料工程化、超导电力应用、超导储能系统、超导电机与推进。每个部分下面又分了密密麻麻的子课题。他翻到超导材料工程化那一部分,在“线材工艺放大”一栏旁边用笔写了一行字:核心晶粒引导技术的可重复性与效率优化。这是只有他能写的部分。其他部分,他只需要看懂,然后签字。
下午,工程办的三个笔杆子到了。领头的是一个四十多岁的女人,姓何,戴着一副银色细框眼镜,说话轻声细语,但打字速度极快。林哲说什么她就能同时把他的话变成文件语言,连标点符号都不需要改。另外两个是年轻人,一男一女,负责整理数据和绘制图表。何姐把提纲摊在桌上,用荧光笔标出每一部分的负责人和截止时间。
“林总师,第一部分超导材料工程化,您是主笔。第二部分到第四部分,电力系统、储能、电机,各有技术总师负责起草,您审核。三十天后评审,评审前一周所有章节必须合稿。”她把一张时间表推过来。“您的时间最紧,因为其他三部分的技术总师都在等您的材料参数——线材的临界电流密度、机械强度、热稳定性、成本估算。这些数字定不下来,他们没法写。”
林哲把第十三线材的测试数据递给她。“临界电流密度一百二十万。机械强度按铜银复合套管的百分之八十估算。热稳定性——失超恢复时间按传统MgB₂的五分之一估算。成本,粉末装管法加上我那道工序,比传统MgB₂线材高一个数量级,但比铜电缆低。因为室温超导不需要制冷,省下来的制冷成本足够覆盖线材成本。”
何姐把这些数字记下来,没有问“你那道工序”是什么。
接下来几周,林哲的生活被切成两块。白天,他和工程办的三个笔杆子一起写方案。他把从第一到第十三线材的工艺-性能曲线做成一张大图,横轴是工艺参数的优化程度,纵轴是临界电流密度。曲线从十五万爬到一百二十万,斜率最大的一段在第十到第十三之间——那几他找到了核心晶粒分布规律,效率大幅提升。他在图上画了一条虚线,从一百二十万继续往上延伸。
“这条虚线,是你预测的继续优化后的性能?”何姐的手指沿着虚线划过去。
“是。如果拉拔速度能保持每分钟两米,我能把线材里所有的核心晶粒全部提醒到位,临界电流密度预计能到每平方厘米两百万安培。如果拉拔速度提到每分钟十米——量产需要的速度——我能提醒的核心晶粒数量大约只有低速下的三分之一,临界电流密度大概会掉到一百五十万左右。”
何姐把这两个数字记进方案里:实验室级(低速):两百万;量产级(高速):一百五十万。她写完之后抬起头。“评审的时候,专家组一定会问你这两个数字的依据。你怎么说。”
“工艺优化曲线外推。第十三线材比第一提高了八倍,继续优化的空间还在。”
晚上,他回到207。小吴已经把线材制备设备重新调试过一遍,等着他试第十四。他没有立刻试。他坐在新STM前面,把B₂₄H₄₀的样品从抽屉里拿出来,放在真空腔旁边。B₂₄H₄₀是各向同性的笼状结构,不适合做线材,但它的转变温度是纯室温——二百九十五开尔文以上。MgB₂修到极致,转变温度能不能到室温,他还没有验证过。如果MgB₂修不到室温,那量产线材的目标就只能定在液氮温区以上、室温以下。如果需要制冷,整个工程的成本结构就完全不同。
他需要先把这个验证了。
第十四线材,他没有用粉末装管法。他用的是B₂₄H₄₀的搭建方式——在硅片衬底上,用能力直接组装一极短的MgB₂“线材”。不是真的线材,是一段大约一微米长、几十纳米宽的MgB₂单晶条带。硼平面全部平行于条带轴向,镁原子层修到完美。他花了两天搭完。然后放进新STM,降温,扫描。七十七开尔文,超导。一百开尔文,超导。一百五十,两百,两百五十,两百八十,两百九十。两百九十三开尔文——二十摄氏度——能隙开始变浅。两百九十五开尔文,能隙完全闭合,进入正常态。
转变温度:二十摄氏度。室温。室温超导。
他靠在椅背上。新STM的嘶嘶声和老STM的嗡嗡声混在一起。MgB₂修到极致,转变温度能到室温。不用B₂₄H₄₀的复杂笼状结构,不用任何地球上不存在的材料。就用硼和镁,地壳里一抓一大把的两种元素,只要把晶格修到完美,它自己就是室温超导。他把测试数据存好,在笔记本上写了一行字:“MgB₂单晶条带,全修,Tc=293K(20℃)。”
这是他的底。不是交出去的数据,是他自己心里的底。工程方案里量产线材的目标可以定在液氮温区以上,因为高速拉拔下他只能提醒三分之一的晶粒,转变温度会从室温掉下来。但只要他知道天花板在哪里,他就知道该往哪个方向走。
三十天期限的最后一周,四部分方案合稿。电力系统的技术总师是一个头发花白的老工程师,姓孟,在国家电网了大半辈子。他把超导输电的方案写在几十页纸上,从西北能源基地到东南负荷中心的输电走廊规划,每一条线路的电压等级、输送容量、损耗率,全部重新算过。他算完之后把老花镜摘下来。
“林总师,你给我的临界电流密度是量产级一百五十万。我按这个数字算的。如果用铜电缆,从西北送电到上海,损耗率超过百分之十。用你的线材,损耗归零。走廊占地减少百分之八十,因为超导电缆可以做细,不需要铜电缆那么粗。”他把计算稿推过来。“但是有一个前提——你的线材能做成电缆。不是一一的线,是绞合、绝缘、屏蔽、冷却、铠装全部配套的工业化电缆。”
“能做到。”
孟工把老花镜重新戴上。“那我按能做的写。”
储能系统的技术总师姓郑,比孟工年轻一些,做超导磁储能做了近二十年。他的方案核心是一个巨大的超导线圈——直径数百米,埋在地下,用MgB₂线材绕成。电网有富余电力的时候,电流注入线圈,以磁场形式存储;用电高峰时,磁场释放,电流反送回电网。响应时间是毫秒级。他算完之后在方案里写了一句话:“室温超导储能系统将使可再生能源的波动性问题彻底成为历史。弃风弃光率可从目前的百分之五至十降至零。”
电机系统的技术总师姓陆,航天科技集团的,专门做电推进。他的方案里画了几种电机——舰船用的大型超导电机,功率密度是传统电机的十几倍;高铁用的超导直线电机,时速可以推到八百公里以上;航天器用的超导电推,比冲比化学燃料高一个数量级。他在方案最后写了一行字:“以上全部,取决于线材。”
合稿那天,四个人在昆仑的会议室里坐了整整一个下午。孟工把超导输电的方案讲完,郑工讲储能,陆工讲电机。每个人讲完,都会看着林哲。林哲没有多说什么,只是在每个人的方案最后签上自己的名字。签完之后,他把四份方案摞在一起,交给何姐。
“送审。”
评审会在科技部的一间没有窗户的会议室里开了整整两天。专家组几十个人,从各个领域请来的,有院士,有总工,有经济学者,有材料学家。他们把四份方案从头到尾审了一遍,从线材工艺到电网规划到储能经济性到电机可行性。质疑最多的是线材工艺部分——量产级临界电流密度一百五十万的依据是什么。林哲把第十三线材的数据和工艺优化曲线投在屏幕上。
“第十三线材在低速下达到了一百二十万。优化曲线外推,继续优化硼平面取向和晶界连接,低速下可达到两百万。量产速度下,我能完成的核心晶粒引导数量约为低速下的三分之一,对应的临界电流密度约为一百五十万。这是保守估计。”
“你所说的‘核心晶粒引导’,具体是什么工艺步骤。”问话的是一个材料学家,头发全白,目光锐利。
“昆仑的保密工艺。评审通过之后,由昆仑负责向工程团队转化。”
白发专家看了他几秒,然后低下头,在评审表上写了一行字。没有继续追问。宋明远坐在会议室角落里,手在口袋里,脸上没什么表情。但林哲注意到,白发专家写完之后,宋明远微微点了一下头。
第二天傍晚,评审结论出来了。通过。结论栏里写着一行字:“‘曦和工程’总体方案技术路线可行,同意进入工程实施阶段。超导材料工程化为整个工程的基石,应优先保障。”下面是专家组的签名,密密麻麻。
林哲在工程总师的任命文件上签了自己的名字。笔迹压得很实。
走出会议室的时候,天已经黑了。北京三月的夜风还带着凉意,街上车流不息,霓虹灯把路面染成各种颜色。他把手在口袋里,右手指尖碰到样品盒。B₂₄H₄₀,二硒化钨。他握住它们。
三个月前他在拆迁楼里凝聚了第一滴水。现在他的名字签在一份将改变整个国家能源版图的文件上。超导电网,从西北到东南,损耗归零。超导储能,让风和太阳发的电不再被浪费。超导电机,让舰船和高铁跑得更快,让航天器飞得更远。这些事不是他一个人能做完的。孟工、郑工、陆工,还有那些在方案上签了名的专家,每个人都在自己的领域里等了很多年,等一能在室温下承载巨大电流的线材。现在线材有了。他们可以开始盖楼了。
他沿着街往前走。路灯把他的影子投在路面上,拉长,缩短,拉长。走到一个公交站的时候,他停下来。站牌上有一幅公益广告,画的是风力发电机和太阳能板,下面有一行字:“让蓝天更蓝。”他看了几秒,然后继续走。
回到昆仑,他没有回住所,去了207。小吴已经下班了,设备整整齐齐码在墙角,新STM的绿色指示灯在暗处一明一灭。他在作台前坐下来,把样品盒从口袋里掏出来,并排放在桌上。二硒化钨,起点。B₂₄H₄₀,路标。MgB₂单晶条带,底牌。
他把笔记本翻到记录MgB₂单晶条带数据的那一页。转变温度,二十摄氏度。室温超导。量产线材的临界电流密度如果能做到一百五十万,转变温度大概会在两百开尔文左右——零下几十度,液氮温区以上,但还不到室温。如果需要制冷,工程成本会增加,但增加的那部分,比起超导带来的效益,孟工算过,可以接受。等高速拉拔工艺成熟了,他能提醒的核心晶粒比例提高了,转变温度会一点一点往上走。终有一天,量产的MgB₂线材不需要制冷的辅助,自己就能在室温下运行。那一天不是现在,但方向有了。
他把笔记本合上。窗外松枝在夜风里轻轻晃动,新绿的松针在路灯的光里泛着极淡的银边。春天到了。





















