冷聚变事件

1989年3月23日，美国犹他大学举行新闻发布会发布一条震惊世界的重大消息：化学家马丁·弗雷希曼和斯坦利·庞斯实现了世界各国众多物理学家研究了几十年也没能成功的梦想——受控核聚变，人类有望一劳永逸地解决能源问题了。

核聚变是指两个较轻的原子核相遇聚合成较重的原子核，并释放出巨大的能量，例如太阳能就是来自于太阳内部氢原子聚合成氦原子的聚变。但是原子核都带正电，两个原子核要聚合在一起，首先要克服同性电荷之间的斥力。氢原子核只带一个正电荷，斥力最小，聚变也最容易，如果能利用水中氢的同位素氘的聚变获取能量，可供人类用上几百万年，而且没有核废料，可谓理想的能源。不过，要让氘实现聚变，需要将它加热到上亿度的高温才能克服斥力，怎么控制如此炽热的物质？不加控制的话，就变成氢弹了。目前物理学家在探索用一种叫托卡马克的大型而昂贵的装置来实现受控核聚变，在弗雷希曼和庞斯宣布其发现的时候，托卡马克还只能让聚变过程持续几毫秒，而且获得的能量少于消耗的能量，根本不实用。

但是弗雷希曼和庞斯宣称，他们能让聚变在室温下就能进行，所以被称为“冷聚变”，与热聚变所需的上亿度高温相比，室温的确够冷。他们所用的装置不是昂贵的反应堆，而是一个简单的电解池：将一对用稀有金属制造的电极（正极是铂，负极是钯）浸入到盛有锂盐和重水的玻璃瓶，通上电流就能让重水中的氘发生聚变。整个装置的费用大约也就100美元。

首先有这个主意的是弗雷希曼。他曾是英国南安普敦大学电化学系主任。作为一名著名的电化学家，他知道如果用钯做电极，很容易吸附氢离子。多年来他一直在想，有没有可能利用钯的这个特性，用电解的方法让氘发生聚变呢？1984年，他从南安普敦大学退休后，到犹他大学拜访以前的学生、长期合作者庞斯，决定实现他多年的梦想。两人秘密地从事这一研究，最开始是在庞斯家的厨房做实验，之后把实验装置搬到犹他大学化学楼的地下室。因为是秘密实验，他们只能自掏腰包购买实验器材和材料。

他们知道，如果重水中的氘发生了聚变，就会释放出中子。他们用一个简单的中子探测器来检测在钯极是否有中子辐射。有时候能检测到比本底高一些的中子数目，但是最多也只比本底高50％。

作为电化学家，他们对放热现象很感兴趣。他们用一个恒温水浴箱作为量热器，把电解池泡在水浴中，测量电解池和水浴的温差，就可以知道有多少热从电解池释放出来，由此可以算出输出的能量，把输出的能量与输入的能量 （通电的电能）相比，可以知道是否产生了多余的能量。他们发现，有时候输出的热能的确要比输入的电能多，大约能多出10%～25％。他们认为这些多余热能就是聚变产生的。他们推论说，如果使用一个超大型的电解池，就能让输出热能与输入电能的比提高到4:1。在新闻发布会上，这个“推论”被作为事实提供给了媒体：用1瓦电能产生4瓦的热。

1988年，在利用业余时间做了4年实验、自费花了10万美元之后，他们仍然只有一些时有时无的初步结果。这时，他们想到应该设计一系列对比实验，改变各种参数，例如使用不同的电极形状、电解质、电流强度等等，看在什么条件下能获得最佳结果。但是做这一系列的实验需要用到许多电解池和其他仪器，不是个人能负担得起的。于是他们向美国能源部提交了一份资金申请报告。

能源部将他们的报告送给一些专家评审。其中一名专家是犹他大学附近的伯里格汉·扬大学的物理学家斯蒂芬·琼斯。自1986年起，琼斯碰巧也正在做电解重水的实验。他并没有想到要去测量热量，而只是检测中子的释放。他觉得他检测到有多余的中子从电解池中释放出来，但是所用的中子探测器过于简陋，无法做精确测量。为此他花了一年半的时间建造了一个精致的中子探测器，用它检测到电解池能释放出比本底高一点点的中子。

见了弗雷希曼和庞斯的资金申请，琼斯非常惊讶地获悉就在50英里外居然有人也在做和他类似的实验。他想到也许彼此之间可以有合作，比如可以让弗雷希曼和庞斯使用他建造的中子探测器。于是在1988年秋，琼斯与弗雷希曼和庞斯联系上了。

庞斯此时觉得不能再保守秘密，向犹他大学校长报告了他们的重大发现。校方对此极为兴奋。如果庞斯的发现是真的，并拥有了专利，就意味着能给学校带来滚滚的财源。犹他大学的律师立即开始为其申请专利。但是犹他大学校方又担心会被伯里格汉·扬大学抢了先。1989年3月6日，两个学校的校长以及弗雷希曼、庞斯、琼斯在伯里格汉·扬大学会晤，达成协议，双方分头各写成一篇论文，在3月24日这一天在机场见面，把两篇论文交给联邦快递寄给英国《自然》。

犹他大学校方觉得自己就坐在金山上，仍然害怕被伯里格汉·扬大学把金子挖走。于是不惜违反协议：3月11日，弗雷希曼、庞斯将其论文寄给《电分析化学杂志》；3月23日，即在约定向《自然》投稿的前一天，犹他大学单方面举行新闻发布会。在发布会上，有记者问到犹他大学是否知道有其他人也在从事类似研究时，得到的回答是不知道。琼斯极为恼怒，在发布会后即用传真给《自然》发去了论文。

犹他大学的做法不仅背信弃义，而且违反了科学研究的规范。开新闻发布会并非发布科研成果的正常渠道，何况发布的还只是初步的实验结果。按惯例，一个科学设想在有了初步的实验结果之后，还应该进行一系列严格的实验获得更确定的结果，然后经过同行评议在学术期刊上发表，这才是发布科研成果的正常渠道。仅仅有了初步结果，就急忙向媒体宣布，是在贪婪驱使下的一种孤注一掷的赌博行为。在科学研究中违反规范进行赌博，虽然也有可能如愿以偿，但更可能赔个精光，乃至身败名裂。 （未完待续）

方舟子

留美学者，生物化学博士smfang@yahoo.com

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