冷聚變事件

1989年3月23日，美國猶他大學舉行新聞發布會發布一條震驚世界的重大消息：化學家馬丁·弗雷希曼和斯坦利·龐斯實現了世界各國眾多物理學家研究了幾十年也沒能成功的夢想——受控核聚變，人類有望一勞永逸地解決能源問題了。

核聚變是指兩個較輕的原子核相遇聚合成較重的原子核，并釋放出巨大的能量，例如太陽能就是來自于太陽內部氫原子聚合成氦原子的聚變。但是原子核都帶正電，兩個原子核要聚合在一起，首先要克服同性電荷之間的斥力。氫原子核只帶一個正電荷，斥力最小，聚變也最容易，如果能利用水中氫的同位素氘的聚變獲取能量，可供人類用上幾百萬年，而且沒有核廢料，可謂理想的能源。不過，要讓氘實現聚變，需要將它加熱到上億度的高溫才能克服斥力，怎么控制如此熾熱的物質？不加控制的話，就變成氫彈了。目前物理學家在探索用一種叫托卡馬克的大型而昂貴的裝置來實現受控核聚變，在弗雷希曼和龐斯宣布其發現的時候，托卡馬克還只能讓聚變過程持續幾毫秒，而且獲得的能量少于消耗的能量，根本不實用。

但是弗雷希曼和龐斯宣稱，他們能讓聚變在室溫下就能進行，所以被稱為“冷聚變”，與熱聚變所需的上億度高溫相比，室溫的確夠冷。他們所用的裝置不是昂貴的反應堆，而是一個簡單的電解池：將一對用稀有金屬制造的電極（正極是鉑，負極是鈀）浸入到盛有鋰鹽和重水的玻璃瓶，通上電流就能讓重水中的氘發生聚變。整個裝置的費用大約也就100美元。

首先有這個主意的是弗雷希曼。他曾是英國南安普敦大學電化學系主任。作為一名著名的電化學家，他知道如果用鈀做電極，很容易吸附氫離子。多年來他一直在想，有沒有可能利用鈀的這個特性，用電解的方法讓氘發生聚變呢？1984年，他從南安普敦大學退休后，到猶他大學拜訪以前的學生、長期合作者龐斯，決定實現他多年的夢想。兩人秘密地從事這一研究，最開始是在龐斯家的廚房做實驗，之后把實驗裝置搬到猶他大學化學樓的地下室。因為是秘密實驗，他們只能自掏腰包購買實驗器材和材料。

他們知道，如果重水中的氘發生了聚變，就會釋放出中子。他們用一個簡單的中子探測器來檢測在鈀極是否有中子輻射。有時候能檢測到比本底高一些的中子數目，但是最多也只比本底高50％。

作為電化學家，他們對放熱現象很感興趣。他們用一個恒溫水浴箱作為量熱器，把電解池泡在水浴中，測量電解池和水浴的溫差，就可以知道有多少熱從電解池釋放出來，由此可以算出輸出的能量，把輸出的能量與輸入的能量 （通電的電能）相比，可以知道是否產生了多余的能量。他們發現，有時候輸出的熱能的確要比輸入的電能多，大約能多出10%～25％。他們認為這些多余熱能就是聚變產生的。他們推論說，如果使用一個超大型的電解池，就能讓輸出熱能與輸入電能的比提高到4:1。在新聞發布會上，這個“推論”被作為事實提供給了媒體：用1瓦電能產生4瓦的熱。

1988年，在利用業余時間做了4年實驗、自費花了10萬美元之后，他們仍然只有一些時有時無的初步結果。這時，他們想到應該設計一系列對比實驗，改變各種參數，例如使用不同的電極形狀、電解質、電流強度等等，看在什么條件下能獲得最佳結果。但是做這一系列的實驗需要用到許多電解池和其他儀器，不是個人能負擔得起的。于是他們向美國能源部提交了一份資金申請報告。

能源部將他們的報告送給一些專家評審。其中一名專家是猶他大學附近的伯里格漢·揚大學的物理學家斯蒂芬·瓊斯。自1986年起，瓊斯碰巧也正在做電解重水的實驗。他并沒有想到要去測量熱量，而只是檢測中子的釋放。他覺得他檢測到有多余的中子從電解池中釋放出來，但是所用的中子探測器過于簡陋，無法做精確測量。為此他花了一年半的時間建造了一個精致的中子探測器，用它檢測到電解池能釋放出比本底高一點點的中子。

見了弗雷希曼和龐斯的資金申請，瓊斯非常驚訝地獲悉就在50英里外居然有人也在做和他類似的實驗。他想到也許彼此之間可以有合作，比如可以讓弗雷希曼和龐斯使用他建造的中子探測器。于是在1988年秋，瓊斯與弗雷希曼和龐斯聯系上了。

龐斯此時覺得不能再保守秘密，向猶他大學校長報告了他們的重大發現。校方對此極為興奮。如果龐斯的發現是真的，并擁有了專利，就意味著能給學校帶來滾滾的財源。猶他大學的律師立即開始為其申請專利。但是猶他大學校方又擔心會被伯里格漢·揚大學搶了先。1989年3月6日，兩個學校的校長以及弗雷希曼、龐斯、瓊斯在伯里格漢·揚大學會晤，達成協議，雙方分頭各寫成一篇論文，在3月24日這一天在機場見面，把兩篇論文交給聯邦快遞寄給英國《自然》。

猶他大學校方覺得自己就坐在金山上，仍然害怕被伯里格漢·揚大學把金子挖走。于是不惜違反協議：3月11日，弗雷希曼、龐斯將其論文寄給《電分析化學雜志》；3月23日，即在約定向《自然》投稿的前一天，猶他大學單方面舉行新聞發布會。在發布會上，有記者問到猶他大學是否知道有其他人也在從事類似研究時，得到的回答是不知道。瓊斯極為惱怒，在發布會后即用傳真給《自然》發去了論文。

猶他大學的做法不僅背信棄義，而且違反了科學研究的規范。開新聞發布會并非發布科研成果的正常渠道，何況發布的還只是初步的實驗結果。按慣例，一個科學設想在有了初步的實驗結果之后，還應該進行一系列嚴格的實驗獲得更確定的結果，然后經過同行評議在學術期刊上發表，這才是發布科研成果的正常渠道。僅僅有了初步結果，就急忙向媒體宣布，是在貪婪驅使下的一種孤注一擲的賭博行為。在科學研究中違反規范進行賭博，雖然也有可能如愿以償，但更可能賠個精光，乃至身敗名裂。 （未完待續）

方舟子

留美學者，生物化學博士smfang@yahoo.com

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