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阿西莫夫:熱聚變、冷聚變和偽聚變

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【譯者之言:科學(xué)研究是一件嚴(yán)肅的事情,科學(xué)家對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科學(xué)成果的發(fā)布,更應(yīng)該有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,有敬畏之心?!?/p>

出于某些原因,我親愛(ài)的妻子珍妮特,極其關(guān)心我的生活起居、健康狀況。如果天空中出現(xiàn)了一朵云,我就得帶上雨傘。如果小雨沾濕了街道,我就必須穿上橡膠套鞋。如果氣溫降到21℃以下,我就得繼續(xù)戴著毛皮帽。至于對(duì)我飲食的密切監(jiān)視,對(duì)我輕輕咳嗽進(jìn)行盤(pán)問(wèn)等等,我都懶得去提了。

你可能會(huì)認(rèn)為,我對(duì)所有這些關(guān)心都應(yīng)該非常感激。問(wèn)問(wèn)任何處境與我相似的丈夫們,“你感激嗎?”,不知他們會(huì)如何作答。

我想我并不感激。

事實(shí)上,我經(jīng)常抱怨這些事,而在感到委屈的時(shí)候,我還會(huì)去爭(zhēng)辯。但我得到同情了嗎?

一點(diǎn)都沒(méi)得到同情。

對(duì)于我的抱怨,所有的朋友和熟人都會(huì)冷冰冰地看著我說(shuō):“那是因?yàn)樗龕?ài)你?!?/p>

你不知道這有多惱人!

最近有一次,我乘坐一輛豪華轎車(chē),去較遠(yuǎn)的地方做報(bào)告。司機(jī)是個(gè)外國(guó)人,他開(kāi)車(chē)非常不錯(cuò),也很聰明,但他對(duì)英語(yǔ)的掌握卻很粗糙。在意識(shí)到他費(fèi)很大勁在我身上練習(xí)英語(yǔ)時(shí),我盡量仔細(xì)地回答,并清楚地發(fā)音,以便他學(xué)習(xí)。

有那么一刻,他望著微笑的陽(yáng)光,享受拂面的微風(fēng),欣賞著路旁公園的景色,說(shuō)道:“這真是灰(非)常美累(麗)的一天。”

聽(tīng)到這話(huà),我的委屈感頓時(shí)高漲,我恢復(fù)了正常的說(shuō)話(huà)方式,說(shuō)道:“是啊,是??!那為什么我妻子還要讓我?guī)弦话褌隳兀俊蔽遗e起那把倒霉的雨傘,使勁揮了揮。

于是,司機(jī)小心地選著字眼,說(shuō)道:“但是你,你的妻子——她很賴(lài)(愛(ài))你?!?/p>

我去!我又被打敗了。陰謀是超越文化的!

信不信由你,這竟然把我?guī)У搅诉@篇隨筆的主題。

· · ·

科學(xué)也是超越文化的,科學(xué)錯(cuò)誤依然如此。我現(xiàn)在說(shuō)的科學(xué)錯(cuò)誤不是欺詐行為,而是有能力的科學(xué)家們所犯下的誠(chéng)實(shí)的錯(cuò)誤。我在另一本書(shū)中討論了一個(gè)例子,是關(guān)于1903年法國(guó)物理學(xué)家琳 P·金朗德洛特(Rene P. Blondlot)發(fā)現(xiàn)的N-射線(xiàn)。

你也許忍不住會(huì)說(shuō),這不過(guò)是一種關(guān)于令人吃驚而又可疑的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)度興奮,尤其是對(duì)于法國(guó)人。畢竟,高盧人總是給我們一種不穩(wěn)重和充滿(mǎn)熱情的固定印象。

胡說(shuō)!其實(shí)這樣的事情到處都有發(fā)生。

1962年,蘇聯(lián)物理學(xué)家鮑里斯V·德里亞金(Boris V. Deryagin)報(bào)道了“聚水”的存在。這似乎是一種新形態(tài)的水,是在非常細(xì)的管子中發(fā)現(xiàn)的。環(huán)境的收縮似乎壓縮了水分子,并迫使它們異常緊密地靠在一起。據(jù)報(bào)道,聚水的密度為普通水的1.4倍,并在500℃,而不是100℃時(shí)沸騰。

立即,世界各地的化學(xué)家們都開(kāi)始重復(fù)德里亞金的工作,并確認(rèn)了他的研究結(jié)果。也許聚水在人類(lèi)細(xì)胞收縮的環(huán)境中也起著重要的作用。興奮的情緒一觸即發(fā)。

但隨后化學(xué)實(shí)驗(yàn)室出來(lái)的報(bào)告說(shuō),如果盛水的容器中一些玻璃被溶解,就會(huì)出現(xiàn)聚水的性質(zhì)。難道聚水真的是硅酸鈣的溶液?jiǎn)??唉!結(jié)果真是這樣,“聚水”就像N-射線(xiàn)一樣,徹底坍塌了。

你可能還會(huì)說(shuō),俄羅斯人也不夠穩(wěn)重。畢竟,我們都知道“瘋狂的俄羅斯人”這一模式化的印象。

還有帕西瓦爾·羅威爾(Percival Lowell)的例子,他可是一個(gè)最純粹的波士頓婆羅門(mén)血統(tǒng)的美國(guó)人,也是一個(gè)一流的天文學(xué)家。

他報(bào)告說(shuō)在火星上看到了運(yùn)河,并為它們制作了復(fù)雜的地圖。這些運(yùn)河在“綠洲”處匯合,有時(shí)還是成雙成對(duì)的。羅威爾絕對(duì)相信,這些運(yùn)河表明火星上存在先進(jìn)的技術(shù),火星人正努力用極地冰蓋的水來(lái)灌溉中部的沙漠。

其他人觀察火星,有的也看到了運(yùn)河,但大多數(shù)天文學(xué)家都沒(méi)有看到它們。通過(guò)多年來(lái)積累的相反證據(jù),還有火星探測(cè)器的拜訪(fǎng),我們現(xiàn)在都知道,火星上毫無(wú)疑問(wèn)是沒(méi)有運(yùn)河的。羅威爾是被一種錯(cuò)覺(jué)所愚弄了。

這是否意味著,驚人的發(fā)現(xiàn)總是錯(cuò)誤的呢?當(dāng)然不是。

1938年,一直用中子轟擊鈾的德國(guó)化學(xué)家?jiàn)W托·哈恩(Otto Hahn)得出結(jié)論:轟擊結(jié)果只能通過(guò)假設(shè)鈾原子分裂成兩半(“鈾裂變”)來(lái)加以解釋。這樣的事情可從來(lái)就沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò),所以哈恩選擇不加宣布,以免毀掉自己的名聲。

1938年,他的前合伙人,奧地利化學(xué)家莉澤·邁特納(Lise Meitner),因?yàn)槭仟q太人而被驅(qū)逐出德國(guó)和瑞典。也許莉澤覺(jué)得自己再?zèng)]什么可失去的了,所以她準(zhǔn)備了一份關(guān)于鈾裂變的論文,并告訴了她的侄子奧托·弗里施,奧托又告訴了尼爾斯·波爾(Niels Bohr),而尼爾斯正在去美國(guó)參加一個(gè)科學(xué)會(huì)議的路上。會(huì)議上,他發(fā)布了這個(gè)新聞,美國(guó)物理學(xué)家們立即跑到各自的實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn),并確認(rèn)了鈾裂變。后面結(jié)果我們都是知道的。

這是因?yàn)楣魇堑聡?guó)人,而邁特納是奧地利人嗎?根本就不是。我應(yīng)該告訴你,1926年德國(guó)優(yōu)秀的化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了元素“鎷(锝)”,但還是另找機(jī)會(huì)吧。

· · ·

這就把我們帶到了核聚變,核聚變與核裂變正好相反。在裂變過(guò)程中,一個(gè)大的原子核分裂成兩半。而在聚變過(guò)程中,兩個(gè)小核結(jié)合成為一個(gè)大的核。

在某種程度上,裂變更容易發(fā)生。有些大原子本身就處于裂變點(diǎn)。短程強(qiáng)大的核力幾乎夠不到它們,它們的自然振動(dòng)不斷地使它們處于裂變點(diǎn)。事實(shí)上,鈾原子每隔很長(zhǎng)一段時(shí)間就會(huì)經(jīng)歷一次自發(fā)的裂變。

而如果你給原子核增加一點(diǎn)能量,就可以立即發(fā)生裂變,特別是在原子非常接近邊緣的地方,就像鈾-235一樣。你向它發(fā)射一個(gè)中子,未帶正電荷的中子不會(huì)被帶正電荷的原子核所排斥。中子嵌入大原子核,增加的不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致原子立即發(fā)生裂變。

而聚變要復(fù)雜得多。如果兩個(gè)小原子核必須相互粘在一起并發(fā)生聚變,它們必須靠得非常近。然而,所有的原子核都充滿(mǎn)正電荷,并相互排斥。讓它們足夠接近,并發(fā)生聚變似乎是一項(xiàng)艱巨的、幾乎不可能的任務(wù)。

然而,聚變卻在宇宙中發(fā)生,甚至十分常見(jiàn)。它會(huì)自發(fā)地發(fā)生在任何一團(tuán)物質(zhì)中,只要這團(tuán)物質(zhì)是(1)大部分由氫組成,而且(2)質(zhì)量足夠大,大約是太陽(yáng)質(zhì)量的五分之一或更大。

宇宙中發(fā)生核聚變最近的地方,就是我們自己太陽(yáng)的核心。

這是怎么發(fā)生的呢?首先,太陽(yáng)(或任何像太陽(yáng)這樣的普通恒星)的核心溫度有數(shù)百萬(wàn)度。在這樣的溫度下,原子被分解了,裸露的原子核被暴露在外。這很重要,因?yàn)樵谄胀ㄔ又?,就像我們周?chē)脑右粯?,有電子在外圍,這些電子就像緩沖器,阻止了原子核的相互接近。

更重要的是,在太陽(yáng)核心的高溫下,原子核以巨大的速度運(yùn)動(dòng),比它們作為普通原子的一部分運(yùn)動(dòng)要快得多。它們移動(dòng)得越快,能量就越大,在太陽(yáng)核心的溫度下,原子核的能量會(huì)足夠高,足以克服相互排斥力,使它們能夠有力地互相撞擊對(duì)方。

此外,太陽(yáng)巨大的引力場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致外層壓在核心上,迫使那些裸露的原子核非常緊密地靠在一起,使得核心的密度是我們周?chē)胀ㄎ镔|(zhì)密度的數(shù)千倍。

在像太陽(yáng)核心這樣的密集物質(zhì)中,加速的原子核錯(cuò)失的機(jī)會(huì)更少,即使它們離開(kāi)了一個(gè)核,也可能會(huì)直接轉(zhuǎn)向下一個(gè)核。因此,高溫和高密度都鼓勵(lì)了核聚變。其中一個(gè)越高,對(duì)另一個(gè)要求就越低,而其中一個(gè)越低,對(duì)另一個(gè)的要求一定就越高。

為了實(shí)現(xiàn)核聚變,我們必須有一定的溫度和密度的組合,并讓它們保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。知道了溫度、密度和時(shí)間的必要值,只需同時(shí)滿(mǎn)足它們即可。

因?yàn)榧词故窃谧钣欣那闆r下,也需要非常高的溫度,所以這被稱(chēng)為“熱聚變”。

· · ·

熱聚變能在地球上產(chǎn)生嗎?當(dāng)然了!

35年前,我們就有了一種被稱(chēng)為氫彈的玩意兒,這實(shí)際上就是一顆核聚變炸彈。只需要使用核裂變炸彈(在廣島投下的普通原子彈)作為觸發(fā)器,來(lái)產(chǎn)生核聚變所需的溫度和壓力即可。

在這一點(diǎn)上,讓我解釋一下,氫有三種同位素。有普通的氫(氫-1),原子核由一個(gè)質(zhì)子組成;氘(氫-2),原子核由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成;以及氚(氫-3),原子核由一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成。

氘比普通的氫更容易發(fā)生聚變,而氚也更容易發(fā)生聚變。普通的氫是目前為止最常見(jiàn)的類(lèi)型,它就是在太陽(yáng)中心發(fā)生聚變的氫,但在地球上很難模仿。我們應(yīng)該使用氚,但它是放射性的,在幾年內(nèi)就會(huì)分解,必須不斷地制造。將它用作純聚變材料是不切實(shí)際的。

核聚變炸彈使用氘,氘很稀少,但可獲得的數(shù)量還是相同的。顯然,還是要添加一點(diǎn)氚。裂變炸彈觸發(fā)氚與氘的聚變,并產(chǎn)生足夠的熱量,來(lái)觸發(fā)氘自身更復(fù)雜的聚變。(顯然,我不知道其中的細(xì)節(jié),我也不想知道。)

最近,事實(shí)證明,我們生產(chǎn)氚的核電站多年來(lái)一直在將放射性物質(zhì)泄漏到環(huán)境中。然而,急于“讓美國(guó)保持強(qiáng)大”的政府保守了這個(gè)秘密,并讓它持續(xù)下去。因?yàn)閷?duì)他們來(lái)說(shuō),只要美國(guó)抽象地保持強(qiáng)大,美國(guó)人民發(fā)生了什么問(wèn)題并不重要。(你能理解嗎?坦率地說(shuō),我無(wú)法理解。)【譯者之言:這和今天日本政府執(zhí)意將福島含氚核廢水排入大海何其相似!】

現(xiàn)在氚的工廠(chǎng)被關(guān)閉了,因?yàn)橐恍?ài)管事的人再也無(wú)法忍受了,使泄露問(wèn)題公之于眾。這意味著氚的供應(yīng)正在慢慢減少,當(dāng)它們消失時(shí),我們就不能再爆炸氫彈了,除非我們建造新的工廠(chǎng)來(lái)制造氚,這顯然需要很多年,花費(fèi)數(shù)十億美元。

不過(guò),談?wù)撨@些有些離題了。我對(duì)氫彈不感興趣,至少這篇隨筆對(duì)它不感興趣。問(wèn)題是,是否有辦法以一種不用原子彈觸發(fā)器,不會(huì)發(fā)生毀滅性爆炸的可控方式,來(lái)實(shí)現(xiàn)核聚變。

我們想要的是讓一小點(diǎn)氫發(fā)生聚變,利用它產(chǎn)生的能量再讓一小點(diǎn)氫發(fā)生聚變,如此持續(xù)下去——每次總是讓一小點(diǎn)氫發(fā)生聚變,這樣我們就不會(huì)有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。讓核聚變持續(xù)下去并不會(huì)消耗掉產(chǎn)生的所有能量,多余能量可以為我們所用。核聚變將是一種清潔能源,地球壽命有多長(zhǎng),它就可以支撐我們多久。

要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),我們必須得到正確的密度和溫度,并保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間長(zhǎng)度。我們現(xiàn)在或在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),都不能將加熱的氘的密度變得非常高,所以我們必須通過(guò)達(dá)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)太陽(yáng)核心的溫度來(lái)加以補(bǔ)償。我們需要超過(guò)1億度的溫度,而不只是超過(guò)1000萬(wàn)度的溫度。

近四十年來(lái),物理學(xué)家們一直在試圖通過(guò)在升高溫度的同時(shí),用強(qiáng)磁場(chǎng)像柵欄一樣圍住氘氣體,來(lái)獲得必要的條件?;蛘撸脧?qiáng)大的激光束同時(shí)包圍固體氘,迅速將其加熱到必要的溫度,讓原子沒(méi)有時(shí)間離開(kāi)。

但他們沒(méi)有成功,目前還沒(méi)有成功?;ㄙM(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元的巨大設(shè)備還沒(méi)有把氘轉(zhuǎn)移到核聚變發(fā)火點(diǎn)。

【譯者之言:2020年12月4日14時(shí)02分,新一代“人造太陽(yáng)”裝置——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置(HL-2M)在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電?!?/p>

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還有其他的方法來(lái)啟動(dòng)聚變嗎?關(guān)鍵是讓氘核以足夠長(zhǎng)的時(shí)間足夠接近,然后它們就會(huì)自發(fā)地發(fā)生聚變并釋放出能量。高溫的唯一目的,就是迫使原子核緊密地靠在一起,防止它們相互排斥。

但是,如果沒(méi)有熱量,我們能哄騙氘核聚在一起嗎?我們能在室溫下以巧妙的方式讓氘核聚在一起嗎?這就是“冷聚變”。讓我們考慮一下:

普通的氘原子整體上是電中性的,帶負(fù)電荷的電子恰好平衡了原子核中帶正電荷的質(zhì)子,這樣兩個(gè)氫原子就可以毫無(wú)阻礙地接觸。這樣,兩個(gè)原子核中的質(zhì)子就相距大約一個(gè)原子直徑(約1億分之一厘米)的距離。

每種粒子都有它波的特性,因此每個(gè)質(zhì)子都可以被視為是一種波,沿著波在任何地方都有“粒子特性”。(這只有用數(shù)學(xué)才能正確地加以描述,但為了我們的目的,我們可以利用波的概念。)粒子出現(xiàn)在波特定部分的可能性,取決于該部分波的強(qiáng)度。波的中心強(qiáng)度最強(qiáng),并隨著距離迅速消失或減弱。這意味著質(zhì)子粒子通常靠近波的中心,盡管它可能會(huì)偏離中心。

事實(shí)上,每個(gè)質(zhì)子在彼此的方向上都可以離中心足夠遠(yuǎn),這樣它們就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己實(shí)際發(fā)生了接觸,并發(fā)生聚變。(這被稱(chēng)為“隧道效應(yīng)”,由于粒子的波特性,它可以通過(guò)隧道來(lái)穿過(guò)一個(gè)明顯無(wú)法越過(guò)的屏障。)然而,當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子相距一個(gè)原子直徑的距離時(shí),穿過(guò)隧道的機(jī)會(huì)非常渺茫,我懷疑在宇宙的整個(gè)歷史中,是否曾經(jīng)發(fā)生過(guò)大量這樣的聚變。

但如果我們讓原子變得更小呢?電子有一個(gè)締合波(我還在使用波的概念),它只能非常接近質(zhì)子,讓一個(gè)電子波圍繞質(zhì)子旋轉(zhuǎn)。電子不能比這再接近了。這是一個(gè)普通氫原子的最小尺寸,但對(duì)于聚變這還不夠小。

不過(guò),有一種叫做μ子的粒子,除了兩個(gè)地方之外,它在每個(gè)方面都完全像電子。其中一個(gè)區(qū)別點(diǎn)是質(zhì)量。μ子的質(zhì)量是電子的207倍。這意味著與之相關(guān)的波,相應(yīng)地比電子的波要短。μ子可以取代氫原子中的電子,但由于它的波較短,它可以更接近原子核。事實(shí)上,“μ子氘”的直徑只有普通原子的百分之一,而且由于μ子正好帶有電子的負(fù)電荷,μ子氘整體上是電中性的,兩個(gè)μ子氘原子可以毫無(wú)阻礙地相互接觸。

在這種情況下,這兩個(gè)質(zhì)子可以靠得足夠近,很容易產(chǎn)生隧道效應(yīng),在室溫下就可以發(fā)生聚變。

這是個(gè)陷阱嗎?當(dāng)然是的。μ子和電子的第二個(gè)區(qū)別是μ子不穩(wěn)定。一個(gè)電子如果只剩下了自己,它將永遠(yuǎn)保持不變,而一個(gè)μ子會(huì)在大約百萬(wàn)分之一秒內(nèi)分解成一個(gè)電子和幾個(gè)中微子,所以沒(méi)有太多的時(shí)間發(fā)生聚變。μ子催化的冷聚變是可能的,但完全不切實(shí)際,除非出現(xiàn)一些不可預(yù)見(jiàn)的突破。這太糟糕了!

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還有其它什么辦法嗎?

氫原子是已知最小的原子,它們有時(shí)會(huì)潛入大原子的晶體,在空隙中找到安身之處。最著名的一個(gè)案例涉及到鈀,一種類(lèi)似鉑的金屬。在室溫下,鈀可以吸收其自身體積900倍的氫或氘。

當(dāng)氘原子涌入鈀時(shí),它們緊靠在一起,比在普通的氘氣體中要近得多。更重要的是,它們被鈀原子牢牢地保持在位,不能四處移動(dòng)。

問(wèn)題在于,它們是否會(huì)被緊密地?cái)D壓在一起,讓隧道效應(yīng)可以大到足以被探測(cè)到,以及冷聚變是否可能以令人滿(mǎn)意的速度發(fā)生。有兩位化學(xué)家認(rèn)為值得進(jìn)行研究,他們是猶他大學(xué)的B·斯坦利·龐斯(B.Stanley Pons)和英格蘭南安普頓大學(xué)的馬丁·弗萊施曼(Martin Fleischmann)。兩人花了五年半的時(shí)間,試圖用任何熟練的化學(xué)系學(xué)生都可以建立的簡(jiǎn)單電解電池得到冷聚變。他們花掉了自籌的10萬(wàn)美元資金,下面就是他們所進(jìn)行的試驗(yàn)。

他們從一罐重水(帶有氘原子而不是普通氫原子的水)開(kāi)始,在其中加入了一點(diǎn)鋰與重水發(fā)生反應(yīng),并產(chǎn)生攜帶電流的離子。然后他們讓電流通過(guò)插有兩個(gè)電極(一個(gè)是鉑,一個(gè)是鈀)的溶液。電流將重水電解成氧和氘,而氘又被鈀吸收。電解的水越來(lái)越多,形成的氘就越來(lái)越多,并被鈀吸收,直到最后,發(fā)生冷聚變。

他們?cè)趺粗腊l(fā)生了冷聚變呢?鈀電極產(chǎn)生的熱量是輸入系統(tǒng)的熱量的四倍。這些熱量總得有個(gè)出處,因?yàn)樗豢赡軄?lái)自他們所能想到的任何其它東西,所以他們就確定是來(lái)自于冷聚變。

很好。龐斯和弗萊施曼都是合法的科學(xué)家,有相當(dāng)高的造詣,并有良好的研究記錄。他們應(yīng)該得到尊重。

但是,如果有人發(fā)現(xiàn)了實(shí)用的冷聚變,并且是該領(lǐng)域的第一人,他立馬就可以成為世界上最著名的化學(xué)家,并且立即就可以獲得諾貝爾獎(jiǎng)。如果他申請(qǐng)專(zhuān)利,他將變得令人難以置信的富有。自然,如果龐斯和弗萊施曼一點(diǎn)都不想成為該領(lǐng)域的第一人,他們也就不是人類(lèi)了。一旦他們有了關(guān)于冷聚變存在的任何明顯的標(biāo)志,即使他們可能并沒(méi)做到,難道他們會(huì)決定放棄嗎?人性就是人性。

他們是不是應(yīng)該等到真正加以確定,直到有了壓倒性的證據(jù)呢?對(duì)于這樣一個(gè)驚人的和前所未有的發(fā)現(xiàn),科學(xué)的謹(jǐn)慎會(huì)引導(dǎo)他們等待,但對(duì)于這樣的謹(jǐn)慎,建議很容易,接受卻很難。

畢竟,對(duì)于龐斯和弗萊施曼個(gè)人來(lái)說(shuō),除非他們是該領(lǐng)域中的第一人,否則不會(huì)有什么好的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有特別的地方,科學(xué)家們都知道鈀的訣竅;他們都了解隧道效應(yīng);他們都掌握μ子催化作用;并且他們也準(zhǔn)備建立電解電池。那么,誰(shuí)知道有多少化學(xué)家或物理學(xué)家可能也都靜靜地在朝著鈀催化冷聚變的方向努力。事實(shí)上,龐斯和弗萊施曼肯定也知道布里漢揚(yáng)大學(xué)有人也正朝著這個(gè)方向努力。

據(jù)說(shuō),這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)同意在1989年3月24日同時(shí)向非常受人尊敬的《自然》雜志投稿。然而,龐斯和弗萊施曼顯然忍不住想要確立優(yōu)先權(quán)。他們通過(guò)在3月23日舉行新聞發(fā)布會(huì)并告知媒體,而搶了先。

這讓科學(xué)家們(尤其是物理學(xué)家們)感到了憤怒,原因有很多。

1.將一個(gè)重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)交給媒體,并不是一種正確的方法。它應(yīng)被編寫(xiě)為詳細(xì)的科學(xué)論文,送到科學(xué)期刊,提交同行評(píng)審,必要時(shí)進(jìn)行修訂,然后再發(fā)表。這聽(tīng)起來(lái)非常學(xué)術(shù)和迂回,但這是保持科學(xué)處于正確軌道的唯一方法。而龐斯和弗萊施曼所做的是,重視使用可能不完整或模棱兩可的工作來(lái)吸引公眾的眼球。如果這成為了一種時(shí)尚,科學(xué)就會(huì)在混亂中崩潰。

2.龐斯和弗萊施曼沒(méi)有給出這個(gè)過(guò)程的全部細(xì)節(jié),這也是做了一件不科學(xué)的事情。自然,每個(gè)科學(xué)家都想親自進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn),看看是否能確認(rèn)或者發(fā)現(xiàn)其它相關(guān)情況(正如鈾裂變的情況)。然而,由于數(shù)據(jù)不完整,他們無(wú)法確定自己在做什么。即使當(dāng)龐斯和弗萊施曼最終向《自然》雜志提交了一篇論文,它還是極不完整,《自然》雜志要求提供更多的細(xì)節(jié),龐斯和弗萊施曼卻拒絕了。

3.龐斯和弗萊施曼顯然沒(méi)有進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?。他們沒(méi)有描述用普通水來(lái)進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)。即使是氘在給定的條件下發(fā)生聚變,普通的氫也不會(huì),這應(yīng)該進(jìn)行測(cè)試。如果實(shí)驗(yàn)使用普通氫也產(chǎn)生了熱量,那么這個(gè)熱源肯定是別的東西,而不是核聚變。

4.龐斯和弗萊施曼報(bào)告說(shuō),熱量的產(chǎn)生是聚變的主要證據(jù),但熱量可以來(lái)自任何其它來(lái)源;它是所有可以想象的能量形式的共同產(chǎn)物。僅僅說(shuō)它不可能是這樣,也不可能是那樣,所以它一定就是聚變,這是不夠的。這種負(fù)面的證據(jù)會(huì)崩塌,因?yàn)樗部赡苁且恍┲皇桥銮蓻](méi)有想到,或不知道的非聚變過(guò)程。我們所需要的是一些對(duì)聚變正面的觀察,而不是一些對(duì)其他事物負(fù)面的觀察。例如,如果氘原子發(fā)生了聚變,它們應(yīng)該形成中子或氚,或者可能是氦-4。這一點(diǎn)并沒(méi)有加以報(bào)道。

布里漢揚(yáng)大學(xué)的研究人員確實(shí)報(bào)告發(fā)現(xiàn)了中子,但只有龐斯和弗萊施曼報(bào)告的產(chǎn)生熱量所需的中子的十萬(wàn)分之一。事實(shí)上,它們數(shù)量很少,很難證明它們不是來(lái)自周?chē)h(huán)境中閑逛的中子。

5.在宣布這一消息后不久,猶他州州長(zhǎng)就要求聯(lián)邦政府提供數(shù)百萬(wàn)美元,在猶他州發(fā)展實(shí)用的聚變,而日本人竊取了這個(gè)概念并在日本開(kāi)發(fā)。這又增添了一種不愉快的商業(yè)色彩,強(qiáng)調(diào)了相關(guān)科學(xué)中匆忙性和不完整性的經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)。

6.一次,一群化學(xué)家在戶(hù)外集會(huì),龐斯和弗萊施曼暗示他們拯救了物理學(xué)家,做了物理學(xué)家們花了數(shù)百萬(wàn)美元都無(wú)法做到的事情。沒(méi)有必要取笑誠(chéng)實(shí)和理性的工作。物理學(xué)家也是人,他們反過(guò)來(lái)對(duì)化學(xué)家咆哮,原本的科學(xué)討論變成了一場(chǎng)相當(dāng)令人不快的科學(xué)病理學(xué)的謾罵。

總之,在最初的報(bào)告發(fā)布十周后我正在寫(xiě)這篇隨筆。越來(lái)越多的情況表明,龐斯-弗萊施曼的報(bào)告得不到證實(shí);它會(huì)消失,就像火星運(yùn)河、N-射線(xiàn)和聚水一樣消失。這太糟糕了,因?yàn)閷?shí)用的冷聚變無(wú)疑是這個(gè)世界所需要的。

但需要以一個(gè)積極的方式結(jié)束:還沒(méi)有出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)折點(diǎn),冷聚變?nèi)匀挥幸粋€(gè)不大可能的確認(rèn)機(jī)會(huì),一個(gè)極不可能的確認(rèn)機(jī)會(huì)。不管怎樣,當(dāng)這篇隨筆發(fā)表的時(shí)候,我們就應(yīng)該完全知道結(jié)果了。(注:我們現(xiàn)在知道,冷聚變已經(jīng)完全死翹翹了!)

其次,即使龐斯-弗萊施曼的發(fā)現(xiàn)只是一種妄想和海市蜃樓,人們還是正在投入巨大的精力來(lái)研究帶有鈀電極的電解電池,誰(shuí)知道人們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么,也許是一些有趣的東西,甚至可能是其它方式的冷聚變。我當(dāng)然希望如此,盡管我必須承認(rèn),即使大賠率對(duì)我有利,我也不會(huì)對(duì)此下賭注。

(作者:艾薩克.阿西莫夫(Isaac Asimov),譯者:勁松,校對(duì):曉燕)

評(píng)論
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2023-12-31