量子力学|全球最大的放大镜，12层楼高，聚焦3000度高温帮助开发航天黑科技量子力学

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作者：尤里今天不复仇，未经许可、禁止转载
小时候，你应该玩过放大镜聚焦，点燃纸团的游戏吧？
使用放大镜、聚焦镜等技术手段，直接把太阳的光能转化为热能，道理很简单，但如果要造一个世界上最大的放大镜，即使是技术雄厚的苏联，也曾遇到过困难，今天，聊一个轻松的话题，世界上最大的两处太阳能炉，分别在乌兹别克斯坦和法国，它有什么作用？和军事又有关系吗？
图片：《苏联建筑》1988年3/4月封面，其实真相在背面
在乌兹别克斯坦首都塔什干以东47公里，有一个叫“帕特肯”的小城市。这座城市坐落于1000米的高原上，在市郊一个山头上，一组犹如科幻电影里的建筑，一定让路人、游客过目不忘，在1988年的《苏联建筑》杂志中，曾经作为封面出现过，但后现代主义的建筑背后，是一个意想不到的真相——这是一个巨大的太阳能烤炉，或者说是世界上最大的“放大镜” 。

图片：聚焦器大楼和技术塔全貌
这座建筑，真实身份是“太阳-物理”综合体，是1981年在乌兹别克斯坦共和国科学院物理技术研究所（FTI）的萨迪克·阿齐莫夫 (Sadyk Azimov) 院士倡议下开始建造的，一直到1987年建成投入使用，这是一个超大的太阳能炉（BTS），主要用于超高温合金材料提炼，耐高温材料测试等用途，其最大的功率达到了惊人的1兆瓦级，和法国西南部的丰罗默-奥代约维亚太阳能炉类似，为世界最大。
图片：采用反射式聚焦，因为透镜没办法做那么大
要在几秒内达到3000度极高温，不能使用激光，只能用太阳光，按照人类光学制造水平，恐怕不能制造如此之大的透镜，因此“太阳-物理”综合体由三个主要部分组成，一个是由62块大型定日镜场，一个是带有弧度的巨大聚焦器大楼，和一个放置试验材料的技术塔（聚焦塔），另有供技术人员工作的技术楼和附属楼。
图片：聚焦器大楼有12层楼那么高，中间有控制室
这座建筑的核心，其实是大型定日镜场。虽然帕特肯年平均晴天高达270天以上，是苏联最干燥、日光照射最充分的地方，但每天太阳都会升起、降落，有时候也有云层，这些定日镜每个都有7米高，一共有62块，总共由12090个小镜面组成，能做到自动跟踪太阳的位置，使用全部的定日镜或一部分定日镜，将太阳光反射到聚焦器里，获得所需的高温，定日镜场是一个斜面，每一个都不会遮挡旁边的。
图片：62块定日镜组成，其实1块就有2层楼那么高
但这个定日镜场，恐怕是整个设施技术难点最大的，它有一套自动定日镜场控制系统 (ACSG)，其算法和软件开发，对于当时苏联的计算机水平来说是个难点，这就是帕特肯太阳能炉，晚于法国西南部丰罗默-奥代约维亚太阳能炉（1970年投入使用）投入使用17年的主要原因。
图片：丰罗默-奥代约维亚太阳能炉
而巨大的聚焦器大楼，就是《苏联建筑》封面中出现过的建筑。它由10700个镜子组成，大小为54x47米，一共大概有12层楼那么高，特殊的弧面形成了聚焦能力，在聚焦器大楼6楼有一个控制和观察室，周围并没有覆盖镜面，可以观察聚焦塔内的情况，而聚焦器大楼的背面采用了特殊的隔热材料，防止阳光直射，对聚焦镜面造成损害。
图片：聚焦中
而聚焦塔（技术塔）则是“焦点”所在，它拥有一个大概是不到1米的开孔，聚焦点更是只有0.45米，里面就是希望提炼的原材料，或者是航天飞机、飞船和洲际导弹再入飞行器（RV）的陶瓷隔热材料，整体框架由耐高温金属制造，可以承受3000度高温，聚焦的那一侧采用了水冷降温，而且很特殊的是，聚焦塔的开口还有一个类似于相机“快门”的设计，可以人为控制聚焦的时间长度，塔内有一个可以承重500公斤的电梯，运送实验材料。