谜底仍未揭晓
冷聚变揭示的现象为探索微观世界提供了一种崭新的手段,我们有可能通过桌面反应就做到以前必须由大型加速器才能做到的事。例如现在的激光尾场加速技术已使带电粒子达到GeV量级的能量,而冷聚变正是这种趋势中的一个极致,尽管现在还不为人解,作为最简单的对比:原来热核聚变研究需要大型的托克马克才可能达到的一些指标,现在冷聚变实验仅需要一个手持玻璃瓶就能实现。国际上有许多国家在开展“冷聚变”研究。国际上已召开过13届冷聚变国际会议,第14届国际冷聚变会议将于2008年8月在美国华盛顿举行。美国物理学会年会和化学会年会都开辟了冷聚变分会场。现国际上对“冷聚变”研究比较重视的国家有:美国、日本、俄罗斯、意大利、中国、法国、以色列等。对冷聚变现象的确定性是成立的,但在理论的解释上争议很大。
“冷聚变”是一个颇为敏感且备受质疑的话题,也是当前科技界应当面对的重大问题之一。2008年4月8~9日,中国科协学会学术部以“‘冷聚变’的争论”为题在北京召开了第l7期新观点新学说学术沙龙,邀请了许多专家学者就此问题进行自由讨论。会议就氢、氘气体放电实验出现的许多奇异现象(如异常x射线谱线、超热、新核素生成等)和其理论解释(如“小氢原子模型”、“P.e—P等束缚态模型”),以及其他的实验现象和理论解释进行了报告、质疑和热烈的争论。
我们先不要去担心冷聚变的未来,而是先从科幻电影里找到它的应用前景。这其中最著名的就是美国好莱坞著名大片钢铁侠《IRON MAN》Tony Stark自制的聚变核反应堆。其中出现的核心技术为——方舟式反应堆,该反应堆为微型无级可控式冷聚变核反应堆。 美国好莱坞著名大片钢铁侠《IRON MAN》Tony Stark自制的聚变核反应堆。其中出现的核心技术为——方舟式反应堆,该反应堆为微型无级可控式冷聚变核反应堆。该技术的峰值功率:3亿焦耳/秒,可持续输出约15分钟;额定功率:500万焦耳/秒,可不间断输出约2亿年。电影和漫画中的主角正是使用冷聚变反应堆实现机甲的能源供应,并通过聚变反应中的光子释放提供飞行动力和光子武器的。也许电影里的这一天离我们并不远了。
近年来,在冷聚变的支持者中形成一种共同的观点:就是需要通过某种金属或晶体传导电流才能启动以产生能量。对于小粒子和氢原子碰撞引起聚变,大量中子移动产生惊人的能量的质疑在减少。一旦可以达成冷聚变实验中所产生的结果,那么人类将有能力将发电的方式转化为非集中式的,如每一家自行取暖和发电,并可以大胆地假设把水作为燃料。现在,冷聚变需要大量的时间去实验,冷聚变实验如同温室种植、海水脱盐和空间发动机等实验一样,需要数十年甚至更长的时间去开发。它们需要大量的投资、新工厂和长时间的研究。
科学界对冷聚变的研究从科学本身的发展来看传统的热核聚变乃至整个核反应理论限制了冷聚变学者的思路并规制了科学界多数人的看法,从技术与应用角度而言冷聚变本身潜在的巨大商业前途使研究者与支持者过早背上了功利包袱——这不仅限制了科学的自由交流,也降低了研究结果的透明度与可信度。大多数科学家仍然对所谓的“冷聚变”持怀疑态度,因为在现有的理论中,同带正电的原子核要克服相互之间的斥力聚合成新的原子核,必须在极端的高温高压下才能发生。受控核聚变容器“托卡马克”就是利用通电时产生的巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,才能实现受控核聚变。截至目前,“托卡马克”仍然只是一个庞大的实验装置,并不能为人们所利用。
不论怎样,“冷聚变”的追随者们没有停下他们的脚步。研究者们似乎都陷入了一个怪圈:他们的实验永远都只有自己能看到成果,别人不能重复验证,没有主流学术期刊承认他们的研究成果,永远只能引起媒体的关注。再一次提出实现“冷聚变”的安德烈·罗西也没能跳出这个怪圈,他证实自己的方式仍然是进行一场示范实验,邀请了一组没有透漏姓名的工程师和少数媒体记者作为他这一“伟大”创举的见证人。他也像他的前辈们一样,没能获得其他科学家的信任,质疑的声音仍然四起,比如,美国能源顾问乔纳森·库米索就直指其“应该被视为一个骗局”。
如果说“冷聚变”确实存在,那么为何20年过去了,冷聚变依然没能取得实质性进展,甚至不能拿出一个令所有人信服的证实冷聚变真实存在的证据。重复性差可以说是反对者对“冷聚变”不屑一顾的最大原因。复制并分析该实验,仍然是验证真实性的焦点。这里我们将“冷聚变”与高温超导技术进行了对比。自上世纪初人类发现超导现象之后过了40年,超导现象才得到了合理的解释,而高温超导发现已逾20年但物理学家们还是无法理解。“冷聚变”与高温超导类似的地方在于它们都是在凝聚态中发生的,而当代科学不善于处理凝聚态这种复杂系统。“冷聚变”与超导不同的地方在于,虽然后者也存在重复性问题但超导材料造出来后就算成功了,而“冷聚变”是一个反应过程,一个人做出来还要其他人也能做出来。“冷聚变”和热核聚变的一个显著区别是,热聚变更像无机化学反应,常规技术手段就是大幅度升温,加压以促进反应进行,而冷聚变更像生物化学反应,需通过催化载体与添加剂选择、温度的小范围控制等精细条件调节(核)反应率。除此之外,“冷聚变”研发还有经济、政治、旧科学范式的限制等因素的限制。
量热器的复杂性,这个问题在1989年审查以来,虽然已经取得了重大进步,今天的审评结论是类似的发现在1989年的检讨。
目前的评审确定了一些可能有助于解决一些在基础科学的研究领域的争议,其中两个是:(1)氘化金属材料科学方面利用现代表征技术,和(2)使用国家的最先进的设备和方法报告研究从氘箔中发射出来的粒子。评论认为,这一领域将受益于提交相关机构的提案和提交档案期刊论文的同行评审过程。
冷聚变在1989年春季曾经被人们那样地大肆张扬,现在想来都叫人难以置信,除非这短短的词组具有更丰富得多的内涵:一种能够轻而易举地解决我们能源危机的了不起的新技术。“冷聚变”现在已经成为"希望"的同义词,怎能指望人们会抛弃它的深层含义而只让它代表狭义的事物呢?用平常的图像和通过文化加工来把原子核科学的思想转换成一个非科学家也能够理解的概念,要遇到一些难以克服的困难。冷聚变简单装置的可视图像,科学新闻的倾向性,以及肤浅地为信奉和怀疑两种对立的观点加上人性因素的社会学,所有这一切,无非好像是缩短了非科学家与科学的距离而已,却对于加深科学认识毫无裨益。
坚信冷聚变和反对冷聚变的两大阵营现在已经是势不两立,一个人在他的个人偏见和文化意义已经根深蒂固之时,就会听不进对立的意见。坚信冷聚变的人们比起掌握着大部分主流科学的怀疑派来,固然要谦虚得多,但是他们仍然拥有大量文化资源,足以让需要希望的那些人产生出希望。科学名气,一份豪华的杂志,每年一次的国际会议,受围攻的心理,以及支撑这种心理的关于存在着一个阴谋集团的说法,不断出现的杂七杂八的残缺证据,来自金融界的一份签约,所有这些都是对坚信派的有利因素,可以使他们--不论科学家还是非科学家--确信希望的真实性,尽管来自加利福尼亚理工学院、马萨诸塞理工学院和美国物理学会的声音一再说它是假的。
科学一直以来是成功的。因为某些实证规则已经被采用了几个世纪,即所谓的科学方法。这些规则要求新的科学发现能被很多人使用不同的设备去重复。这种重复降低人们欺骗和被欺骗的可能。此外,这些不同的研究中观察到的行为或现象,必须显示出类似的模式,即无论使用何种设备,重要的变量在所有研究中必须具有相同的效果。尽管对一个奇怪的行为或现象的最终解释很重要,但是最初这些解释并不是必要的。这是一种很好的方法,自它被应用在科学领域以来对人类起到了很好的作用。科学失败时,这些规则会被忽略。它们可以以几种不同的方式被忽略,最明显的是过早的接受。一些科学家认为这条规是如此的重要,以至于他们以保护科学,并使其不违反这样的规则作为自己职业生涯的准则。反复重复被忽视时,一个不太明显的问题发生。因为一个科学家并不想要相信一个与他支持的理论相冲突的结果。起初,冷聚变前的原因被拒绝的原因是前者。现在是基于后者。起初对冷聚变的否认是有效的,而且和用科学的方法规则是一致的。但是如今大对数对冷聚变的否认并不是基于这个科学的方法。 持怀疑态度到了极端和不假思索的接受同样有害。现在很多人因捍卫科学的崇高理想而尊重怀疑论者。事实上,怀疑论者经常使得重要进展停滞不前,扼杀了原创性,甚至让有创造性思维的人都远离了科学。虽然从过去可以举出类似的例子,特别是目前而言,因为持续激烈的争论和该发现的重要性,人们对“冷聚变”研究持有特别严重的否定态度。读到这里,亲爱读者们, 你们可以运用自己良好的判断力和负责任的态度来评估这种令人难以置信的“冷聚变”装置是否真的存在。请记住,新奇的观点不需要盲目接受或盲目拒绝,只需要以开放的心态探索去探索。重要的新思想几乎总是与传统的理解相冲突,因此在仔细审查这种观点的可能性之前,这样的冲突不应该被作为断然拒绝新发现的理由。
然而,未来的“冷聚变”究竟走向何方?这个确实是未知数。尽管我们不能完全否定它的存在,但对于冷聚变,从目前的情况来看仍然不宜宣传。“冷聚变”的未来唯有依靠研究者们继续的深入研究。我们还可以套用林肯的一句名言:“你可以一时欺骗所有人,也可以永远欺骗某些人,但不可能永远欺骗所有人。”“冷聚变”究竟是伪科学,还是真知灼见,留待时间去检验吧。当然,或许未来某一天,我们真的也能像电影里那样,穿上微型反应堆机甲在天空中飞翔! |
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