集群仍然没有到位。所以目前还是只能做算法分析和求解器建造的节奏。所以现在的情况是说忙不忙，说不忙又很烦。正好上次关于超级计算机的内容没有讲完，现在继续扯几句闲话。

等离子体技术算是现代材料和电子技术的支柱了，基本上所有新型表面处理技术都要靠等离子体来提高工效，尤其是微电子技术（甚至不那么微的电子工艺），几乎百分之百依赖于等离子体工艺。没了等离子体技术，整个微电子就会变成有设计有版图但是光刻后做不出器件来。其他方面，只要用到薄膜工艺，等离子体都是首选的强化技巧。

相比于电子技术和材料科学，其他方面的等离子体科技往往叫好不叫座。最典型的来说，等离子体科学其实是从天体物理和聚变能源发展出来的，但是聚变科技一直是砸钱听不见水响，天体就更不用说了。可能电气工程是个例外，那里面为了防止放电和等离子体的出现，要做相当程度的研究和设备投入。

和其他学科相比，等离子体科学技术可能是最少创新难度最高同时对基本工业技术影响最大的分支之一了。没错，等离子体科学技术的最大问题就是难以创新，在等离子体技术方面尤其如此。举个例子来说，等离子体源很多就是几个电极往介质表面上一焊，那么对于这种常用等离子体源，典型的“发明创新”是什么呢？你用圆片电极，我用栅格，你把俩铜片平行排列，我做一个角度，你用的是13.56MHZ电源，我改成60HZ工频高压，诸如此类。若干年前微电子行业用的等离子体源的一个“重大”改进是把原来的单电源供电变成两个不同频的电源供电。这是实践中难以创新，你可以说“我们的创新可以在理论研究中”。好吧，等离子体理论是到今天为止最缺少新意的物理科学方向之一。原理上，等离子体中的基本物理只有两个东西：一个叫电磁场，一个叫牛顿运动定律。神马量子力学神马凝聚态相变都太高深了，等离子体不关心这些东西。当然，在考虑放电的情况下，问题稍微复杂一点，这时候好歹有点准化学反应，比如电子和原子碰撞把外层电子打飞出来离子之类，不过你放心，这东西就是一个反应系数，或者说碰撞截面。直到目前为止，等离子体理论基本就这样。有些人在研究量子力学效应的等离子体，不过那东西并不是主流，因为它们普遍依赖于非常昂贵的实验设备，或者某些难以接触的天体目标。

让人哭笑不得的是这种缺乏创新的枯燥问题还相当困难。等离子体是宇宙中组成最简单的物理体系，但其行为远远超出了一般所谓“复杂性科学”的深度。说到等离子体研究的困难程度，你只要做一个简单的对比就清楚了：流体力学湍流问题被认为是最困难的问题之一，每个人都在说这事多难多难多么重要；可是可压缩流体力学中的的一切困难在等离子体中都会出现，并且（！）等离子体中还会出现比湍流更严重的困难：波-粒子相互作用和快粒子问题。

关于快粒子行为，我想可以做几句评注。你考虑一个管子，从一头注入水流，另一头排出，你可以很容易地预期，只要管子够细，那么先注入的水一定先流出；如果是空气，行为大致差不多。但是如果你是注入等离子体，那问题就来了：等离子体中的带电粒子之间完全是电磁相互作用，一般来说我们可以看成一个连续的集体电磁场和少数情况下的近距离碰撞。当一个高速电子注入的时候，集体电磁场会让前面的粒子给它让开道路；而近距离碰撞使得这个电子不会钻透前面的粒子层。然后，近距离碰撞的截面基本上和入射电子能量负相关，所以如果电子能量够高，它就基本不会发生碰撞，于是它会直接穿过前面的电子和离子，于是可能出现后进先出之类的事情。问题是流体力学本身的基本方程都依赖于连续流动模型，因此这种快速逃逸粒子的出现会使得流体力学方程不再成立。

当然，逃逸粒子需要很高的能量，在常规流体中，粒子满足麦克斯韦分布，所以高能粒子的数目总是很少的。但在等离子体中，尤其是稀薄等离子体中，电子常常会严重偏离麦克斯韦分布。原因非常简单，就是碰撞太少。尽管这时候高能粒子其实比率还是很少的，但是其贡献不一定少，因为射程太长，此外等离子体蓄能和输入能量的比例也会影响效果。

这里举两个基本的例子来显示一下高能粒子行为的基本特性。一个是已经基本解决的，称为随机加热。你弄两片金属板，加上高频电压，中间抽到比较低的气压（比如说几个Pa）。按照一般的想法，电功率应该是通过电子定向迁移输入到气体内。但是实际上，在气压较低频率又比较高的情况下，到极板的电流会非常小，整个电路表现得像一个电容。问题是这时候还是有可观的能量送入气体，并形成放电。原因其实很简单：电子在一侧受到电场作用往另一侧运动，然后到另一侧的时候正好被反向的电压撞回来，像碰球一样被加速，这个过程中电子能量会越来越高，直到它轰击到原子上产生电离。电子这样获取能量是低气压放电中的常见行为之一，而且很多时候远比常规的欧姆定律行为更重要。遗憾的是，这个东西基本只能通过数值模拟才能给出正确的量级。

另一个行为更有趣一点，以前有人说“用低频信号搞出高频辐射是个非常重要非常困难的事情”。事实上，它不是。你知道在介质里面可以用各种方法起电，尤其是摩擦，然后形成电火花，电火花的能量是非常弱的，大部分能量以热和光的方式释放了。但是你开一个X射线探测器，你会发现就这种电火花就能产生出X射线。当然X射线计数并不多，但是你仔细想一下就会发现问题，正常的发光机制是不可能出来这种X射线的，只有一种可能，就是电子的韧致辐射。问题是X射线的能量几乎等于电火花的总电压，而这就意味着电子需要越过整个放电距离来获得加速（整个电压是分配在全部放电距离上的），可是大气压下的电子自由程太短了，电子穿过这个距离不被碰撞损失掉的几率非常非常小，所以问题就来了，电子怎么飞过空气不受到碰撞的？目前大家比较平凡的解释就是高能电子的散射截面小，所以一旦有少数电子逃过了碰撞阈，碰撞几率就越来越小，最后飞行极长的距离。几年前曾经有一篇文章讨论撕开胶带的时候出现的X射线，比较可能的机理也是这种逃逸电子的韧致辐射：撕胶带导致应变充电，然后击穿空气发生放电，最后出现韧致辐射。在雷暴中，军事观测卫星可以看到强烈的gamma射线爆发，据信也是这种韧致辐射。所以你看，尽管韧致辐射和电子-原子散射都是理论上研究得非常透彻的问题，一旦集合到一起，仍然会出现非同寻常的行为。(PS:以前某人专门写基金申请，就是针对这个高能逃逸电子问题，但是被直接打回来，理由就是“毫无新意”，我想评审人这么说也有道理，因为这里确实没什么本质上新的物理或者新的技术）