סיקור מקיף

פריצת דרך בהיתוך גרעיני – בזכות הבינה המלאכותית

סם אלטמן השקיע באופן אישי 375 מיליון דולרים בחברה בשם הליון המנסה לפתח כור היתוך גרעיני. עד כה משימה זו לא צלחה, אבל כעת הבינה המלאכותית עשויה לשפר את התכנון, דבר שיביא למהפכה בתחום האנרגיה

הדמיה של כור היתוך גרעיני. באדיבות General Atomics.
הדמיה של כור היתוך גרעיני. באדיבות General Atomics.

סם אלטמן מפורסם בעיקר בזכות היותו המנכ”ל ואחד המייסדים של חברת OpenAI, שפיתחה את צ’אט-GPT ושינתה את הדרך בה אנו עובדים עם בינה מלאכותית. שלא במפתיע, אלטמן נהנה מהון לא-מבוטל. מה שכן מפתיע היא הדרך בה אלטמן בוחר לחלק מחדש את הונו, בהשקעות שמתחלקות בעיקר לשני תחומים: הארכת חיים והיתוך גרעיני. לא מדובר בגרושים: אלטמן השקיע 180 מיליון דולרים בחברת רטרו ביו-מדעים (Retro BioSciences) להארכת חיים, ועוד 375 מיליון דולרים בחברת הליון (Helion Energy) להיתוך גרעיני.

איש אינו חולק על הבנתו של אלטמן בתחום הבינה המלאכותית, אבל הבחירות הפיננסיות שלו מעלות את השאלה: מה הוא יודע שאנחנו לא? 

אני מאמין שהתשובה היא שדווקא מתוך הידע של אלטמן בתחום הבינה המלאכותית, והעובדה שהאיש מחובר בווריד למגמות הטכנולוגיות המתקדמות ביותר היום, יש לו את היכולת להבין את הכיוון בו אנו מתקדמים. בקיצור, אלטמן בוחר להשקיע בתחומים שהיו נראים כבעלי סיכון גבוה לפני שנים ספורות – אבל הינם גם בעלי פוטנציאל הרווח הגדול ביותר. והוא עושה זאת מכיוון שהוא מבין שאנו נכנסים לתקופה חדשה של התפתחות טכנולוגית מואצת. כזו שתגיע, כמובן, בזכות הבינה המלאכותית מאחוריה עומד אלטמן.

ואוסף של התפתחויות מהשנה האחרונה תומך בקביעה הזאת.


היתוך גרעיני

כשמדברים כיום על אנרגיה גרעינית, מתייחסים למעשה רק לדרך אחת להפקת אנרגיה: באמצעות ביקוע גרעיני. בתהליך הביקוע הגרעיני, מבוקע גרעין כבד של אטום לשני גרעינים קלים יותר. תהליך הביקוע משחרר גם שפע של אנרגיה שאפשר לרתום אותה לצרכינו. חומר ‘הדלק’ המבוקע הוא אטומים של חומרים רדיואקטיביים כמו אורניום ופלוטוניום, ותוצרי הלוואי של הביקוע הינם רדיואקטיביים ומסוכנים לסביבה. 

כורים גרעיניים מסתמכים כיום רק על ביקוע גרעיני. הם אמנם יעילים ונקיים-יחסית (בוודאי יותר מתחנות כוח פחמיות), אך תהליך הפקת האנרגיה עלול לצאת משליטה במצבים קיצוניים, ולהוביל לאסונות בקנה-מידה נרחב. אסונות כאלו, למשל, אירעו בפוקושימה ובצ’רנוביל לפניה. זו הסיבה שמספרם של הכורים הגרעיניים כיום עומד על 437 בלבד בעולם כולו. המספר אולי נשמע גדול, אך הוא מתגמד לעומת יותר מ- 2,400 תחנות הכוח על בסיס פחם

פיזיקאים פינטזו כבר שנים רבות על סוג אחר של אנרגיה גרעינית: כזו שיכולה להגיע מתהליך הפוך, המכונה “היתוך גרעיני”. אם בתהליך הראשון אנחנו מבקעים אטומים, הרי שבתהליך ההיתוך אנו גורמים לאטומים קטנים להתמזג ביחד ולהפוך לאטומים גדולים יותר, תוך שהם משחררים אנרגיה. חומר הדלק במקרה זה אינו רדיואקטיבי אלא אטומי מימן, ותוצר הלוואי המרכזי הוא הליום – גז שאינו מזיק ואינו נחשב למזהם. 

כל זה טוב ויפה, אבל היתוך גרעיני אינו קורה סתם כך. הוא מתרחש בשמש ובכוכבים רבים אחרים תחת תנאים של לחץ עצום וטמפרטורות גבוהות. קשה מאד לגרום לתהליך כזה להתממש על פני כדור-הארץ. הוא מחייב השקעת אנרגיה גדולה מאד כדי להלהיט באמצעות לייזר את האזור בו ימומש ההיתוך. רק ב- 2022 הצליח לראשונה משרד האנרגיה בארצות הברית להגיע להיתוך “בתנאי שוויון”. כלומר, שהשקעה מסוימת של אנרגיה הביאה להפקה של אותה כמות אנרגיה ממש. זה לא נשמע מרשים במיוחד, אבל חברי הקונגרס והסנאט בארצות הברית תיארו את ההגעה לשוויון אנרגטי בהיתוך גרעיני כ – 

“… הישג היסטורי, חדשני…” ו- “עניין גדול מאד (this is a very big deal)”.

מדוע? מכיוון שהם מבינים איך מדע וטכנולוגיה עובדים, ורואים את מגמת השיפור בהפקת האנרגיה מהיתוך גרעיני. הם מבינים ומצפים שכבר בשנים הקרובות נצליח לייעל את התהליך עוד יותר – עד להגעה למצב בו נוכל להפיק אנרגיה ירוקה באמת ובתמים, עם מינימום של סכנה לסביבה. 

חברי בית הנבחרים בארצות הברית מאמינים בכך, והם לא לבדם. כאמור, גם סם אלטמן הצטרף אליהם בשנים האחרונות. כנראה מכיוון שהוא יודע שקצב השיפור יהיה גבוה יותר מהמצופה, בזכות הטכנולוגיה שהוא עצמו אחד מהמקדמים העיקריים שלה: הבינה המלאכותית.


בינה מלאכותית והיתוך גרעיני

בפברואר 2024 התפרסם מחקר חדש בנייצ’ר – כנראה המגזין המדעי היוקרתי ביותר – שממחיש את הקשר ההדוק בין בינה מלאכותית לבין מדע וטכנולוגיה בכלל, והיתוך גרעיני בפרט. 

החוקרים בחנו מודל של כורים חדשניים להיתוך גרעיני, שיהיו מעוצבים בדמות סופגניה. מגנטים רבי-עוצמה יגרמו לחלקיקים להיצמד ביחד בתוך הסופגניה ולהמשיך להתרוצץ לאורכה במעגל אינסופי. בדרך זו אמורה להיווצר תגובת היתוך לאורך זמן, שתוכל להמשיך לספק אנרגיה ללא הפסקה. הצרה היא שאם יש אפילו הפרעה קטנה אחת בשדה המגנטי, זרימת החלקיקים תשובש והתהליך יבוא לסופו בטרם-עת במקרה הטוב. במקרה הרע, ההתקן יכול להיפגע ואפילו להיהרס.

המודל הזה אינו תיאורטי בלבד. אחד הכורים המבטיחים ביותר כיום בתחום ההיתוך הגרעיני מכונה ITER – International Thermonuclear Experimental Reactor. מספיקות כמה הפרעות כאלו בלבד כדי להסב נזק בלתי-הפיך למרכיביו העדינים.

המדענים במחקר מתחילת 2024 השתמשו בבינה מלאכותית כדי לזהות מראש את האיתותים העדינים המעידים על כך שהתגובה עומדת לצאת משליטה. הבינה המלאכותית מזהה את הסימנים כ- 300 אלפיות-השנייה בלבד לפני שמתרחש נזק ממשי לכור, אבל זה מספיק זמן עבורה כדי לאזן מחדש את השדות המגנטיים ולאפשר לכור להמשיך לעבוד כסדרו. כאשר נבדקה הבינה המלאכותית על כור מזערי וראשוני, היא הצליחה לשמר את פעולתו.

זוהי רק דוגמה אחת לדרך בה בינה מלאכותית מקדמת בימים אלו את תחום ההיתוך הגרעיני. היא אינה מגיעה לבדה. היא מצטרפת למחקר אחר מ- 2022 בו נעשה שימוש בבינה מלאכותית כדי לעצב ולשלוט בשדה המגנטי שבכור ההיתוך. ושני אלו מצטרפים לתנועה גדולה יותר, במסגרתה השקיע משרד האנרגיה בארצות הברית כמעט 30 מיליון דולרים באמצע 2023, בפרויקטים שמטרתם להשתמש בבינה המלאכותית כדי להזניק קדימה את תחום ההיתוך הגרעיני. גם הרשות הבינלאומית לאנרגיה אטומית השיקה לפני שנתיים את תכנית ה- “בינה מלאכותית להאצת מחקר ופיתוח בהיתוך“, שכשמה כן היא.


בינה מלאכותית – לטובת המדע

העובדה שבינה מלאכותית יכולה לסייע במחקר ופיתוח בתחום ההיתוך הגרעיני, ובבקרה ושליטה על פעולת הכור, אינה מפתיעה איש כיום. בסקר שערך לאחרונה נייצ’ר בקרב מדענים, כ- 85 אחוזים האמינו שבינה מלאכותית יכולה לסייע במטלות מחקריות שחוזרות על עצמן, או שמחייבות עבודה אינטנסיבית. 38 אחוזים סברו שבינה מלאכותית תוכל לשפר את הפרודוקטיביות – הפיריון – של החוקרים.

בינות מלאכותיות אינן עוזרות רק במטלות מדעיות רוטיניות. אנו יכולים למצוא אותן כיום מתכננות ניסויים בכוחות עצמן. הפיזיקאי מריו קרן, למשל, השתמש בשנים האחרונות באלגוריתם שהציע עבורו ניסויים במכניקת הקוואנטים, ונותר המום מהתוצאות – 

“נתתי לאלגוריתם לרוץ, ותוך מספר שעות הוא מצא בדיוק את הפתרון שאנחנו כמדענים אנושיים לא הצלחנו למצוא לאורך שבועות ארוכים.”

בינות מלאכותיות אחרות מנהלות מעבדות שלמות – הידועות כ- Self-Driving Labs, או “מעבדות אוטונומיות” – בכוחות עצמן. שם הן יכולות להציע היפותזות, לפתח ניסויים, לשלוט ברובוטים המבצעים את הניסויים, לפענח את תוצאותיהם, ובקרוב גם לכתוב טיוטות למאמרים שישתפו את התוצאות ואת המסקנות עם הקהילה המדעית הרחבה יותר. 

בראי כל אלו, אין פלא שאחד מגופי המחקר הגדולים בעולם – “האקדמיות הלאומיות למדעים, הנדסה ורפואה” בארצות הברית – ערך לאחרונה סדנה בת יומיים שהוקדשה כולה ל- “בינה מלאכותית לגילויים מדעיים“. בין תיאורי המפגשים בסדנה אפשר למצוא הכרה ברורה בתרומתה של הבינה המלאכותית למדע – 

“בינה מלאכותית עשתה כבר השפעה משמעותית על תחום המחקר בתחומים הכוללים חקר חומרים, כימיה, מדע האקלים, ביולוגיה וקוסמולוגיה. התפתחויות אלו שילבו את הפיתוח של מעבדות אוטונומיות לביצוע יעיל של ניסויים פיזיקליים, האצה בכוח הבינה המלאכותית של ניתוח מצבורי מידע גדולים והחיבור של אפיקי מידע רבים ושונים.”


כששני נהרות מתחברים

אפשר להשוות את המצב כיום לזה בו שני נהרות מתחברים ביחד. נהר אחד הוא הבינה האנושית בקהילה המדעית. עד היום, הבינה האנושית הייתה זו שהניעה את החדשנות והניבה את מירב המחקרים. עכשיו מצטרף אליה נהר שני, שכיום מצומצם בגודלו, והוא זה של הבינה המלאכותית. הנהר השני אמנם צר עדיין, ומימיו עדיין רדודים, אבל כל העוסקים בתחום הבינה המלאכותית מבינים שהוא מתרחב וגדל במהירות. ככל שיגדל מהר יותר, כך יתמלא מהר יותר האוקיאנוס אליו מזרימים שני הנהרות את מימיהם.

האוקיאנוס, כמובן, הוא תוצרי המחקר והפיתוח המדעיים. האוקיאנוס מכיל את הבנתנו את העולם, ואת הטכנולוגיות שיכולות לקום מתוך אותה הבנה. 

הבינה המלאכותית זינקה קדימה בחמש השנים האחרונות בצעדים עצומים. ההתקדמות אינה מפסיקה לרגע. אם כבר, היא רק ממשיכה להאיץ. המשקיעים בתחום הבינה המלאכותית מבינים זאת. הם קשובים היטב למתרחש. הם מבינים שנהר הבינה המלאכותית ימשיך להזין בקצב גובר את אוקיאנוס המדע והטכנולוגיה, ושהתפתחויות בתחום הבינה המלאכותית יובילו להאצה גם בגילוי תובנות מדעיות חדשות ובפיתוח טכנולוגיות חדשות.

סם אלטמן הוא אחד מהמשקיעים והמנהלים הללו, והוא בוחר להמר בגדול על התחומים המדעיים והטכנולוגיים החשובים ביותר. ספציפית, הוא מתרכז בהיתוך גרעיני ובהארכת חיים. קטונתי מלומר האם הוא משקיע בחברות הנכונות בתחומים אלו, אבל אני מאמין שאסטרטגיית ההשקעה שלו נכונה: הבינה המלאכותית יכולה לגרום לניסים ונפלאות להתממש עוד בימי חיינו, ואם כך – כדאי להשקיע בתחומים בעלי ההשפעה הגדולה ביותר על חיינו, ועם פוטנציאל הרווח הגדול ביותר.


יש גם סערות באוקיאנוס

אולי הצלחתם להבין בין השורות שאני אופטימי לגבי עתיד המדע והטכנולוגיה. זה נכון. או ליתר דיוק, אני אופטימי שהבינה המלאכותית תצליח לרומם את ההבנה המדעית שלנו ולעזור לנו לפתח טכנולוגיות חדשות מהר יותר וטוב יותר מאי פעם. אני מאמין באמת ובתמים שהבינה המלאכותית תאפשר לנו להתמודד עם בעיות שהפתרונות להן ישנו את העולם: אנרגיה חופשית, הארכת חיים, ריפוי כל המחלות, העתקת תודעה אנושית למחשב ועוד ועוד. 

כל זה לא אומר, כמובן, שלא יהיו גם סכנות.

בקרוב, כל ילד יזכה לכוח-על של בינה מלאכותית שתוכל לערוך עבורו מחקרים ולהסביר לו איך להרכיב נגיפים וחיידקים קטלניים. כל דוקטורנט ילמד איך לבנות פצצות אטום. כל גאון מטורף יוכל להציב מעבדה אוטונומית שלמה במרתף. וכמובן, מנועי בינה מלאכותית מתקדמים יוכלו גם לצאת משליטה, לפתח טכנולוגיות כנגד בני-אדם – וליישם אותן בכוחות עצמם.

אלו אינן סכנות תיאורטיות. הן ממשיות מאד, וניתן לשרטט נתיב ישיר שמסביר איך נגיע אליהן. אני לא רוצה להמעיט מחשיבותן. נצטרך להתמודד גם עמן, אבל אי אפשר לשכוח שלצד החששות הגדולים הללו, ניהנה כולנו מפירותיה של הבינה המלאכותית בכל התחומים. פחדים, חששות וסכנות יש תמיד – אבל ההצלחות ישרתו את כולנו, במוקדם ולא במאוחר.

אנרגיה חופשית. הארכת משך החיים הבריאים. אלו רק שני תחומים מרכזיים שסם אלטמן מאמין שעומדים לזנק קדימה בשנים הקרובות. הם יצטרפו לעוד רבים אחרים, והעולם לא יהיה שוב כפי שהיה.

עוד בנושא באתר הידען: