Ⅰ有关光热发电（来源于2023年6月浙江地理高考真题）这道高考题，大部分学生做错，一部分老师被绕晕了，到底怎么回事呢？ (baidu.com)

其现实中的原型是光热塔式熔岩电站。我们将在百万立方世界中建造更迷你的、结构更为简单的光热电站。

其中：1.将建筑屋顶与定日镜相融合

2.镜面为曲面，采用柔韧度高的材质制造，能更高效地利用光热资源。 

3.雨天镜面将自动回收。

Ⅱ低能耗高效的海水淡化

采用超高通量纳米多孔石墨烯膜的新工艺（海水淡化有了低能耗可持续解决新方案 (baidu.com)），该过程无需二次打孔和转移过程。所得石墨烯膜为水蒸气提供了极短且快速的传输路径，比迄今为止报道的MD膜通量高一个数量级、脱盐率大于99.8%，在海水淡化中显示出巨大的应用潜力和优势。

Ⅲ能源模块创新设计

项目 - 百万立方 (zju.edu.cn) 

新的挑战：

Part1百年发展大计：

高能发生器在未来将会成为新世界重要的能量消耗途径。高能发生器可以消耗能源，并将其转换成各类有利于人们利用的形态。同时，大量的科技成果的运转也可以建构于高能发生器之上。

我们的立方倡导可持续发展。高能发生器是一个可用的能量输入方式，有助于向生态系统输入能量来修复环境。生态圈是一个庞大的、人类需要长期维护的系统，人类活动常常会有所破坏，故需要时时刻刻通过输入能量等方式来主动维护环境。可持续发展不是反对发展，不是倡导先破坏后修复，而是把生态圈作为人类赖以生存的超级系统，主动进行日常维护、检修、升级，促进生态圈有机发展。

高能发生器技术所产出的能量场对于未来的联合发展十分重要，所以说要大力发展高能能量场产生技术与其进一步催生的诸多技术，来共同推进社会、科技的协同发展。

Part2引入高能发生器，对我们的世界有什么影响

1.能源与动力

能源供应格局将被重塑，传统能源的主导地位可能被取代，能源危机不会得到缓解，毕竟这是一个高耗能装置。在交通领域，汽车、飞机等交通工具会因高能发生器实现动力性能的飞跃。至于地面交通，在能量场当中，可以说没有了续航的限制，可以大大降本增效。随着未来高能发生器产生反重力场的技术逐渐发展出来，未来的星球表面的交通方式会发生根本性的变革。

2.生活与家居

能量场技术的一个应用方面就是生活。通过高能发生器，我们可以产生笼罩整个生活区的大能量场。在这种能量场当中，新型的智能家居不再需要电源等功能组件，而是直接从周遭的能量场当中吸取能量，供电器等运行。这种革新进一步使得模块化的建设当中对管线等的需求进一步降低，模块连接的简便性和健壮性大幅上升。

随着进一步将相关的技术扩展，这种技术将会扩散到整个世界的运行

3.医疗与健康

医疗行业将迎来革新，先进的医疗设备借助高能发生器的强大动力和能量场，能够实现更精准的诊断和更有效的治疗。如通过精准的能量控制，可以在细胞尺度上准确剔除癌细胞，通过能量场的功能，一些深入人体的医疗设备不再需要电池或体外供能，更加精巧，无需外接的人工心脏，永久起搏器，人工肝、肾等设施将会大面积普及。

另一个方面，和其他研究生物技术和脑机接口等的立方合作，可以实现广泛的人类与机械融合，极大拓宽了人类生命的长度与宽度，拥有更多可能。

4.通讯与信息

通讯领域将实现质的飞跃，高能发生器为通讯基站等设施提供更强劲的能源支持，使通讯信号的覆盖范围更广、稳定性更强，网络传输速度大幅提高。这将推动虚拟现实、远程医疗、全息投影通讯等前沿技术的普及，让人们的生活更加丰富多彩。

5.生产与制造

工业生产制造将变得更加高效，各种生产设备在高能发生器的驱动下，能够以更高的功率运行，生产效率显著提升，产品质量更加稳定可靠。同时，高能能量场也为新材料研发和加工提供了新的途径和条件，推动制造业向更高端、更精密的方向发展，减少科研、维护、运营成本，提高可用产能。

6.对环境的影响

有利影响：

能源结构优化：如果高能发生器以清洁能源为能量来源，如核聚变等，将减少对传统化石能源的依赖，降低因燃烧化石燃料产生的二氧化碳、二氧化硫等污染物排放，缓解全球变暖及酸雨等环境问题。

环境修复助力：其强大能量可以主动维护环境。可持续发展不是反对发展，而是把生态圈作为人类赖以生存的超级系统，主动进行日常维护，促进生态圈有机发展。高能发生器可提供高能量用于环境修复技术，如利用高能束处理污染物，分解有害化学物质，或加速某些自然净化过程，改善土壤、水体等环境质量。

不利影响：

电磁污染：运行过程中可能产生高强度电磁辐射，干扰周围电子设备正常运行，也可能对生物的生理活动产生影响，如影响鸟类迁徙、蜜蜂导航等。同时，也有对人类的潜在危险。另外，对社会也是一个挑战，要是有人见到基站要砸的话，无法想象他们面对正在用来发生电磁场的高能发生器的时候会做出多么激进的反应。（但愿新世界没人想砸基站）

热能污染：高能发生器工作时会释放大量的热，同时工作模式本身也可以直接产生热能。大量能量释放会导致局部温度升高，造成热污染（类比流浪地球中的行星发动机），影响周边生态系统平衡，改变生物生存环境。这一负面影响需要我们努力解决，投入资源来维护。 

废弃物处理：高能发生器运作会产生很多工业废料，需要进一步处理。如果处理不当的话，对环境会是很大的挑战。另外，如果用来供能的是不清洁的能源的话，那么情况会更加难办。

Part3科技树的路径：

高能发生器相关的技术在现实生活当中已经初见雏形，以热能和电磁能等形式存在的能量场都具有较强的工业可行性和广泛的应用。在未来的30年内，随着自持生产线的建立，我们将在初步的自持生产线上生产后续所需的设备，作为工业网络自我复制的一个开端。同时，正如现实当中的火箭，这种发生器的建造也驱动了太空的开拓。

在未来的30~50年内，随着新一代科研与工业制造所需要的人才培养完成，大量的科学家和工程师将会大规模扩充生产线和实验设备。在这一基础上，进一步升级加工工艺，提升生产能力，利用大投入优化技术，实现能量密度的提高。同时，升级能量的聚焦和发散设备，来控制能量定向传输，或分散使用。

在未来的50~80年内，初级的高能发生器将完成建设，大范围的能量场建设成为可能。随着可控核聚变等来自其他小组的能源技术的成熟，我们将大力推广应用于生活当中的大范围能量场技术，推动能源的利用形式发生大规模的革新。另外,爆发能量场技术的实现，允许我们在短时间内产生更大的能量场。这种爆发技术可以作为远距离宇宙航行的动力源。

受相对论效应的影响，大密度的能量场本身就对所处的时空会加以影响。在可行的数量级之内，这种影响足够导致微观尺度上的时空变形，比如说用来束缚粒子等。

在100年后，预期将具备足够强大的能量场技术，足够高的能量密度可以起到防护、隔离等作用，达到防护，隔断等目的，在高速宇宙航行等方面十分重要。

在100年后，随着足够强大的能量场技术的产生，通过屏蔽引力子等手段制造反重力场成为可能。在宇宙航行等情况下，反重力交通工具作为新地球和人类未来扩展到其他星球后的星球表面交通工具将会有很大的用武之地。

在可预见的将来，我们可以借助一些手段把能量提高到今天所不敢想的高度，把扭曲宏观空间作为一个未来的目标。假以时日的话，我们将会把时空像橡皮泥一样揉捏塑形，随心所欲地控制。

Part4外交、科研等的努力方向：

我们的立方会大规模建造有关动力系统与机械制造的生产线，这部分生产线将会与其他立方共用，以减少科研、维护、运营成本，提高可用产能。另外，对于所需的其他中间产品和制成品，我们也将通过深度合作的生产线直接从其他立方获取。

我们的立方如果孤立于各个立方联盟的体系的话，能源方面会有巨大的亏空，所以说需要强烈依赖其他小组建立能源合作。同时，和其他小组合作有助于后续建立的工业体系更加高效地运作。

可以与其他小组合作，如在可控核聚变的设施当中，利用能量场束缚粒子，减少能量损失，简化工艺；在能量提取过程当中，利用高能发生器改变能量密度，适配能量收集、应用。

高能能量场在科研当中可以起到保护设施不被损坏、束缚物质使其固定位置、隔离不同物质防止发生作用、维持系统运行，作为一些无线的工作设施的直接动力来源。

我们立方所设想的一些在日常生活当中的应用也可以推广到其他立方当中，推进技术向日常生活扩散，推进生活质量共同发展。

附录1：外交结果概要——小组合作进行太空开拓的可能性

一、扩展太空的目的

1.不要让这颗星球完蛋，新的人类就玩完：（1）扩展人类的生存空间到立方所在星球以外；（2）获得抵御星球毁灭级灾难的能力（3）提升文明等级到I级以上，并尝试接近II级。

2.获取更多的资源、能源、科技：更大范围的活动和更高数量级的能源，可以提升人类对宇宙的理解，提升人类的实力，同时反哺生活的星球获得更高的稳定力。

3.预防可能的不可再生资源枯竭的问题。

4.探索人类社会的多元可能性。以后的人类社会将由单星球社会转变为多星球社会，从而拓展人类社会新的组织、管理形式，形成新的意识形态、政治、经济与文化，同时催生新的产业、科技的形成。

    在6到8个立方联盟的推动和支持下，太空开拓将极大地拓展我们的生存空间。各组将充分利用核心未来科技取长补短，完成太空开拓的目的。例如，本立方将使用星际高能推进技术和能量场为发射恒星级航天器提供动力基础，而掌握可控核聚变的立方则可以为该过程提供充足能源，掌握常温超导和可塑性材料等新型材料技术的立方则可负责建造可以承受宇宙射线及微陨石撞击的未来航空推进器等。

第一阶段：发射航天器，建立太空基地。第一阶段主要目的是在立方星球附近建立一个太空基地，作为太空开拓的初级前哨站以及未来与母星联络的一个窗口，同时也可以作为新式太空军的基地，训练一批太空战舰以及配备一定数量的氢弹，作为太空军事防御力量。太空基地承担科研任务，开展对太空暗物质和反物质研究。

第二阶段：寻找新的星球。这一阶段将发射大量的太空探测器，具有高续航、高航速的特点，探测可能适合移居的星球。同时将组织人类宇宙拓荒队。

第三阶段：多星球家园的建设。这一阶段将系统地解决人类多星球生存所面临的一些挑战和需要制订的一些新的制度，包括如何改造新星球的环境使其拥有立方人类居住的条件，在新星球的立法和管理，在新星球的产业、科研所建设，如何加强与母星的有效联系，使双星优势互补，同时也增强人类集体认同，不致分裂为两个群体。

第四阶段：建立宇宙发展共同体

随着人类文明的不断进阶和在宇宙中的探索范围逐步扩大，人类可以形成自己的多星球发展共同体（多点共荣），或联合宇宙其他文明共建宇宙未来发展共同体。

附录2：高能推进器（高能发生器）可能的应用领域：

一、工业领域

1. 材料加工

    焊接：高能发生器用于激光焊接和电子束焊接。在激光焊接中，高能量激光束由高能发生器产生，聚焦在金属材料表面，使材料迅速熔化并连接在一起。这种焊接方式具有高精度、高速度和深熔透的特点，可用于汽车制造、航空航天等对焊接质量要求极高的行业。例如，在飞机发动机叶片的焊接中，高能激光发生器能够精确控制焊接深度和热影响区，确保叶片的强度和性能。

    切割：等离子切割和激光切割设备中的高能发生器发挥着关键作用。以激光切割为例，高能激光束可以瞬间将金属、非金属材料熔化或气化，实现高精度的切割。在金属板材加工中，能够切割出复杂的形状，如在船舶制造中用于切割船板，生产各种形状的零部件，提高了生产效率和加工质量。

    表面处理：高能离子注入设备利用高能发生器产生离子束，将离子注入材料表面，改变材料的表面性能。在半导体工业中，通过离子注入可以改变硅片的电学性能，制造出具有特定功能的半导体器件。在金属材料表面处理方面，离子注入可以提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，延长材料的使用寿命。

2. 无损检测

    探伤：在工业探伤中，高能射线发生器用于产生X射线或γ射线。例如，在管道焊接质量检测中，X射线发生器发射的射线穿透焊接部位，通过检测射线在另一侧的强度和分布情况，来判断焊接内部是否存在气孔、裂纹等缺陷。这种无损检测方法能够在不破坏产品的前提下，保证产品的质量和安全性，广泛应用于石油化工、电力等行业的管道、压力容器等设备的检测。

二、医疗领域

1. 放射治疗

肿瘤治疗：医用直线加速器是一种常见的高能发生器，它产生高能X射线或电子束用于肿瘤放射治疗。通过精确控制射线的能量和照射方向，将高剂量的射线聚焦在肿瘤组织上，杀死癌细胞，同时尽量减少对周围正常组织的损伤。例如，在鼻咽癌的治疗中，直线加速器可以根据肿瘤的形状和位置，从不同角度进行照射，实现精准放疗，提高治疗效果，改善患者的生存质量。

放射性药物生产：一些用于诊断和治疗的放射性药物需要通过高能发生器来制备。例如，回旋加速器可以产生高能质子束，用于轰击特定的靶物质，产生放射性同位素。这些放射性同位素可以标记在药物分子上，用于正电子发射断层显像（PET）等先进的医学影像诊断技术，或者用于内照射治疗，如碘 - 131治疗甲状腺癌。

2. 医疗设备消毒

高能电子束消毒：在医疗器械消毒方面，高能电子束发生器发挥着重要作用。电子束消毒具有快速、高效、无污染的特点。它可以在短时间内破坏微生物的DNA结构，杀死细菌、病毒和真菌等病原体。与传统的化学消毒方法相比，电子束消毒不会留下化学残留物，对环境友好。在一次性医疗器械的大规模消毒中，高能电子束消毒技术能够提高消毒效率，确保医疗器械的安全性。

三、科研领域

1. 高能物理实验

粒子加速器：高能发生器是粒子加速器的核心部件。在大型强子对撞机（LHC）等设备中，通过高能射频发生器产生强大的电场，加速质子等粒子到极高的能量，然后使粒子束相互对撞。科学家通过研究对撞产生的新粒子和物理现象，探索物质的基本结构和宇宙的起源等重大科学问题。例如，希格斯玻色子的发现就是在LHC中通过高能粒子对撞实验实现的，这一发现对于完善粒子物理标准模型具有极其重要的意义。

同步辐射光源：同步辐射光源是一种利用高能电子束在磁场中偏转产生高强度、高准直性的电磁辐射的装置。其高能电子束由电子直线加速器和储存环等高能发生器系统产生。同步辐射光具有从红外到硬X射线的连续光谱，可用于材料科学、生命科学、化学等多个学科的研究。在材料结构分析中，同步辐射光可以用于解析材料的原子结构和电子态；在生物大分子研究中，可用于测定蛋白质的三维结构等。

2. 等离子体物理研究

   托卡马克装置：在核聚变研究中，托卡马克装置中的高能射频发生器用于加热等离子体。通过将气体电离形成等离子体，并利用高能发生器输入能量，使等离子体达到足够高的温度和密度，以实现核聚变反应。例如，国际热核聚变实验堆（ITER）计划就是利用托卡马克装置，通过多个高能加热系统，如射频加热和中性束注入等，来探索可控核聚变的可行性，有望为未来的能源问题提供一种清洁、可持续的解决方案。