自從20世紀初貝克勒爾發現放射性元素髮現以來，人類就打開了一扇全新的大門。
一種又一種的放射性元素被發現，雖然有過一段可笑的應用，各種廣告鋪天蓋地說經過放射性的食物和水更加健康。最後自然是成了歷史的 笑話。
真正關鍵的是，二戰時期隨著戰爭規模進一步擴大，愛因斯坦的質能方程給混亂的戰爭格局來了一劑“雞血”，曼哈頓計劃讓原子彈問世，代表人類已經開始利用核裂變製造大規模殺傷性武器了。隨後，各大國又馬不停蹄地研製出了威力上升了整整一個數量級的氫彈中子彈，人類似乎已經擁有了和全世界同歸於盡的力量。
然而，核武器是瞬間釋放能量的，是不可控的。和平時期，放射性元素和核技術得到了更多的應用，例如同位素示蹤，夜光粉被應用於鐘錶夜間顯示，X射線應用於醫學來幫助診斷，鐳用於癌症治療。可以這麼說，核技術在農業、工業、醫療、材料學、地質學、考古學、法律學等各領域都有了新的應用。隨著戰後經濟復甦，全世界對能源的需求與日俱增，於是核電站建設計劃也開始被各個國家提上了日程。
核電站聽起來非常高大上，實際上說來有些尷尬，人類從蒸汽機開始至今還沒有脫離“燒開水”這個階段。其本質是在重水中用中子轟擊鈾使其裂變，釋放熱能量，冷水被加熱成蒸汽，再讓蒸汽推動汽輪機來發電。一般來說，核電站的都是用的低濃度鈾235，約3%，十分安全。而原子彈的鈾都是極高濃度的，80%才算合格的高濃度鈾，要製造武器，至少再次濃縮至90%，只有這樣才能發生鏈式反應釋放巨大能量。
鈾-235的裂變反應
核電站的發電原理
可控核裂變技術已經被廣泛應用，雖然曾經有過切爾諾貝利和福島事件，可是，我們依舊離不開它，因為能源的需求一直都是在上升。
化石燃料包括煤和石油，還有天然氣終有用完的一天，溫室效應環境問題也越來越被重視，風能、太陽能、地熱能杯水車薪，現在的重核裂變後的核廢料問題還只能掩埋處理。於是，大家盯上了核聚變上。
核聚變反應
個例子，太陽每時每刻都在發生氫彈爆炸，每一秒都有6.5億噸的氫聚變成氦，因為質量虧損釋放出巨大的能量。從太陽誕生開始，50億年都是如此。地球上的海洋裡，每一升海水都可以提取出大約30mg的氚，根據聚變方程計算，這就相當於300升的汽油。而且核聚變不像核裂變那樣產生棘手的放射性核廢料，僅僅只是氦，完全是清潔的，對環境也不會有影響，完全能夠滿足全人類在未來的能源需求。因為能源的充裕，各種科學技術也會迎來井噴式發展，生產力也會大解放，進一步縮小貧窮落後的差距，人類可以真正意義上幻想星際移民的可能性，甚至如科幻片一樣的民用式太空飛船，去火星蓋房子也就不是被人嘲笑的夢想了。
其實，早在上世紀，就已經開始有許多科學家嘗試可控核聚變的。最著名的就是20世紀50年代，原蘇聯的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人發明的託卡馬克裝置。因為要發生熱核聚變反應，就要極高的溫度，一旦溫度下降，反應就停止，聽起來似乎的確很安全。然而產生的等離子體溫度和密度極高，如果要讓聚變反應自發地維持下去，就必須要維持這些等離子體在極高的溫度，有多高呢？地球上的氣壓和原料條件下，至少1億攝氏度！雖然曾經也有5000萬攝氏度發生的，但是釋放的能量實在太少。這樣的溫度，沒有任何一種材料能忍受如此高的溫度，而且還要考慮到輻射脆性。
不得不說託卡馬克裝置真是天才的構想，如此溫度下，什麼物質都被電離成了等離子，既然沒有材料能裝下這些高溫等離子氣體，那就利用磁場裡封閉的磁力線來約束它。儘管磁場有些複雜，需要環形磁場+等離子體電流磁場形成環形螺旋場，極向磁場控制約束高溫等離子流體的平衡位形。聽上去似乎只是磁場設計問題，技術上的構想非常完美。
然後，各種各樣的技術難題又來了，要約束如此強大的等離子氣體，需要極強的磁場強度。要獲得強大的磁場，就需要強大的電流，而強大的電流又帶來了電流的熱效應。所以，這個問題就涉及到了超導技術。
超導一般來說，都是特定材料在特定溫度以下突然發生電阻消失或者接近於0的現象，而一般這個溫度都接近於0K，也就是絕對零度。一邊是零下一兩百攝氏度的超導體，一邊是上億度高溫的等離子體，都在一個裝置裡，想想都讓人感到技術難度之大。
託卡馬克裝置原理圖
幸運的是，這個超越人類最狂野的夢想，是絕不會嚇到科學家的。常溫超導體的研究也越來越被重視，並取得了巨大進展，超導溫度一步一步地提升了上來。我們離實現常溫超導的夢想已然不遠。
而且各個國家的裝置都在挑戰更長的執行時間，因為即使高溫粒子被磁場約束，但還是會有逸散的，光是逸散的所攜帶熱能就十分驚人了，所以只能堅持100s左右。
然而這樣的工程需要的是大量的尖端技術，以及極為龐大的資金支援。目前，也僅僅是少數國家才有能力研究的專案。目前國際上有這個能力的僅僅是歐盟、中國、美國、日本、韓國、印度和俄羅斯。中國的對可控核聚變的研究已然走在了世界前列，1985年就研製並且投入使用了環流器一號，也就是“EAST”，又名“東方超環”。
位於合肥的東方超環EAST
位於合肥的東方超環EAST
雖然各國都各自在可控核聚變領域有不同的成就，然而這是一項耗費極大的專案。美國的同類裝置不是停擺就是即將停擺，歐洲的JET，德國的仿星器，英國的ST40都因為經費問題頭疼不已。各國似乎也意識到了合作或許能更快實現技術突破，於是歐盟、中國、美國、日本、韓國、印度和俄羅斯共同資助了ITER專案，也就是國際熱核聚變實驗堆計劃，分別負責設計和關鍵部件的製造。根據最新規劃，人造太陽專案2007年至2025年為建造階段，2025年12月第一次點火，2035年進入執行階段，最終在2050年前後實現核聚變能商業應用。而在，這個專案啟動之前，人類已在方向上研究了50年。
然而，事與願違，在具體實施過程中，因為這個專案太過複雜而又龐大，甚至有些難產。例如，有成員無法在限定期限內完成自己任務，導致相關任務進度也被拖累，同時又因為各自的製造技術和標準也不一樣，就產生了一系列的連鎖反應，從而嚴重拖慢了整體進度。然而，總歸而言，這是人類對自己星辰大海夢想踏出的第一步，是一次巨大的進步。
建設中的位於法國的ITER
一旦人類擁有了充裕的能源，足以將整個地球改造一翻，高樓大廈可以拔地而起，同時又因為能源價格低廉，使得生產製造成本也大大降低，物質價格都會非常便宜。農作物可以無土栽培，空出大片的農業土地，人們可以在天上、水裡、地下發展，人均居住面積也將大幅度提升，環境得以保護，地球上被人類擠壓生存空間的動植物也能有充足的棲息地，汙染問題得以改善，這與天堂又有何區別？
相信終有一天，一切都會實現，有生之年，我們會看到一個新的太陽，在地球上升起，而人類文明又將邁出一大步。