弗萊西曼-龐斯實驗

1989年3月23日，美國猶他大學的彭斯和英國南安普敦大學的弗萊西曼舉行新聞發布會，宣稱在實驗室的小型裝置上，用鈀作陰極電解重水，實現了常溫常壓下的“冷核聚變”。但是，世界各地1000多個實驗室始終沒有人成功地重複出彭斯和弗萊什曼的實驗結果，最終否定了這一成果。他們倆的故事也就成了科學界幾乎人人皆知的反面教材。這個科學史上的醜聞是科學發展過程中操之過急以及過度炒作的典型例證。

基本介紹

• 中文名：弗萊西曼-龐斯實驗
• 時間：1989年3月23日
• 內容：常溫常壓下的“冷核聚變
• 性質：科學史上的醜聞

冷聚變假說

核能可以通過兩種不同的過程釋放出來，即裂變和聚變。裂變是使原子核分裂，它就是商業核電力和簡單核子彈的能源。聚變過程是兩個氫原子核發生碰撞，從而聚合在一起。因為原子核具有電荷相互排斥，所以要得到聚變反應是極端困難的。只有在超常的高溫下，原子核才會發生聚變。在太陽的中心和在氫彈中，發生的就是聚變。在氫彈中是利用簡單的裂變核子彈產生的大量熱能來使氫原子核聚合。

科學家們積極研究，已經提出一些利用高溫聚變所產生的能量的方案，但是，由於達到必要的高溫十分困難，更由於那樣的高溫難於維持，這樣的目標至今未能實現。然而，受控聚變動力的這一前景，卻一直吸引著關注我們世界能源需求的許許多多的科學家和工程師。

既然極端的高溫是產生聚變能的障礙，人們自然要探索其他或許能導致聚變的途徑。是否存在著不依賴於像太陽中心那樣的條件也能使原子核發生聚變的其他過程？幾十年過去了，人們對這個問題有過大量的探索，但一直沒有結果。

冷聚變實驗·弗萊西曼-龐斯實驗

早在1924年，即在人們知道聚變過程很久以前，柏林大學的弗里茲·潘勒塞（FritzPaneth）和庫爾特·彼得斯（KurtPeters）曾經強行使氫氣通過一個鈀陣列，企圖以此來產生氦。他們報告說，他們的實驗得到了氦4（這是一種被認為可以表明發生了聚變的副產物）。不久，約翰·唐德貝爾格（JohnTand?berg）在1927年改進上述兩人的方法，讓電流通過重水以後再進入一根鈀桿，似乎也昭示了可以廉價產生出氦的希望。可惜，潘勒塞和彼得斯以及唐德貝爾格所用方法得到的那種讓他們高興不已的產品是一種假象，原來是實驗室中常會發生的沾染。因此，他們的假說未能成立。

這期間，有關裂變的研究一直集中在需要極高溫度的方法。大約在1984年，有兩位電化學家開始關注起在低溫下產生聚變的課題。他們中間一位是馬丁·弗萊西曼，英國皇家學會的成員和南安普敦大學的電化學研究教授；另一位是斯坦利·龐斯，美國猶他大學的化學教授。他們構想，如果強行把兩個氘（氫元素的一個變種）原子核擠進一個容不下兩個原子核的小空間，這兩個氘原子核就有可能發生聚合。金屬鈀的分子結構便提供了適合這種要求的小空間。

但是，怎樣才能把氘核擠入鈀金屬的晶格中去呢？他們製作了一個簡單的電解槽，電解槽里的重水中有所需要的氘原子，而電解槽的陰極是用鈀製成的。他們的假說是：電流從陽極向陰極的運動會迫使氘原子核從重水移入鈀的晶格，從而在那裡發生聚變。因為這種聚變將會是在接近室溫的條件下發生，比起在極高溫度下發生的聚變，它是“冷的”。弗萊西曼和龐斯兩人顯然沒有意識到他們是在重複潘勒塞、彼得斯和唐德貝爾格的工作。

弗萊西曼和龐斯採用這種方法還需要解決一個問題：怎樣才能知道一個電學過程真的產生了一個核事件？查明這一點的主要線索是兩個跡象：一個是，發生聚變應產生的輻射，這可以通過測量放射性粒子即中子的數量來加以確定；另一個是，電解槽所產生的能量應當肯定大於提供給電解槽的電能，這可以通過測量溫度來加以確定。

在1989年春天，馬丁·弗萊西曼和斯坦利·龐斯感到他們的研究還不夠成熟，原打算就冷聚變問題繼續工作一段時間再發表成果。然而這時他們獲悉，布賴漢姆·楊（BrighamYoung）大學也有幾位物理學家正在進行類似的實驗，雖然要解決的問題與他們的並不相同。龐斯和弗萊西曼感到了壓力，覺得必須儘快公布他們的研究成果。無疑，

他們渴望獲得首先發現冷聚變的殊榮。這時候，猶他大學的律師們和管理層也對他們施加壓力，認為只要龐斯和弗萊西曼首先公布他們的成果，那么猶他大學對冷聚變的專利權地位肯定會極大地加強，而布賴漢姆·楊大學的相應地位便會削弱。就是在這樣一種情況下，弗萊西曼和龐斯兩人在一次記者招待會上宣布，他們在一個電解槽里通過把氘核聚合在一個鈀晶格里實現了冷聚變。他們解釋說，在這項實驗中，輸出的能量至少是輸入能量的四倍。

醜聞曝光

在猶他大學的記者招待會開過以後不到24小時，全世界就有科學家開始了兩方面的工作：或者重做龐斯和弗萊西曼講述的實驗，或者竭力證明他們的錯誤。根據《新聞周刊》的披露，至少有1000個實驗室在檢驗他們的聲明。報紙、雜誌和電視台也行動起來，追蹤著科學家，急於獲得有關這個問題的最新進展。在頭三個月，從科學家那裡傳出五花八門的大量訊息，有的傾向確認，有的傾向否定，有的說已完全證實，有的說已部分證實，還有不十分肯定的指責和個人看法，等等。總之，關於冷聚變，眾說紛紜。

史丹福大學、喬治亞理工學院、德克薩斯A&M、洛斯阿拉莫斯、佛羅里達大學和華盛頓大學等單位的科學家，先後公布了他們的肯定結果。巴西、捷克斯洛伐克、匈牙利、印度、義大利和蘇聯等國的科學家，也出面予以肯定。但是，密西根大學、橡樹嶺和英國原子能管理局等處的科學家，卻給出的是詳細說明的否定性結果。而且，喬治亞理工學院的研究人員後來又收回了他們原來的意見，因為他們事後發現他們對中子數的測量大有問題。

加利福尼亞理工學院、麻薩諸塞理工學院和其他一些大學的科學家一直不相信關於冷聚變的那些肯定性報告，他們的批評集中在三個方面：

（1）根據那些報告的內容，作者沒有做過必要的而且十分容易

的對照實驗；

（2）對熱量、中子數和證明發生了冷聚變的其他跡象的測量，許多都十分草率，攙有水份；

（3）斷定發現了冷聚變的那些人誤解了有關核聚變的公認理論的實質。

1989年5月初，美國物理學會在巴爾的摩召開年會，會上出現了對冷聚變最嚴厲的批評。兩位來自加利福尼亞理工學院的科學家內森·劉易斯（NathanLewis）和史蒂文·庫林（StevenKoonin），向大會提交了一份關於冷聚變研究的毫不留情面的評論。庫林面對眾多的聽眾激動地說：“根據我的工作經驗和我掌握的核聚變知識，我的結論是，猶他的實驗是錯誤的。由於龐斯和弗萊西曼不夠資格和採取了欺瞞手段，我們受騙了。”兩個半月以後，能源部組成的一個諮詢小組在經過調查後宣布：“沒有可信的證據”表明龐斯和弗萊西曼的方法產生了聚變。

後記·被炒作誇張的希望

冷聚變在1989年春季曾經被人們那樣地大肆張揚，想來都叫人難以置信，除非這短短的詞組具有更豐富得多的內涵：一種能夠輕而易舉地解決我們能源危機的了不起的新技術。"冷聚變"已經成為"希望"的同義詞，怎能指望人們會拋棄它的深層含義而只讓它代表狹義的事物呢?用平常的圖像和通過文化加工來把原子核科學的思想轉換成一個非科學家也能夠理解的概念，要遇到一些難以克服的困難。冷聚變簡單裝置的可視圖像，科學新聞的傾向性，以及膚淺地為信奉和懷疑兩種對立的觀點加上人性因素的社會學，所有這一切，無非好像是縮短了非科學家與科學的距離而已，卻對於加深科學認識毫無裨益。

當然，這些都屬於文化手段，全都可以加以改變。人們可以把冷聚變的可視表象弄得更複雜一些，譬如像魯伯·哥德伯格(Rube Goldberg)的裝置那樣，根據物理和化學理論添加三四十件小零碎。人們也可以改變新聞報導的傾向性，讓懷疑者有機會發表懷疑意見，讓信仰者仿效政治家去回答帶有敵意的提問。人們還可以重建關於冷聚變的通俗社會學，依照史蒂芬·傑依·古爾德(Stephen Jay Gould)或者卡爾·薩根(CarlSagan)的說法大肆抬高懷疑派的聲譽，而把他們的對手描繪成魔鬼--除了約翰·博克里斯和尤金·馬洛夫，當然就要數馬丁·弗萊西曼和斯坦利·龐斯了。所有這些都可以做到，但對於非科學家認識科學不會有多大幫助。這樣做，只會在趕走了圍繞著冷聚變的幽靈之後，又在那裡放上一個英雄故事，即若干英雄人物揭露一種虛假希望的故事。然而那樣一來，不過是掉換了一個簡單化的故事而已。

堅信冷聚變和反對冷聚變的這兩種亞文化已經是勢不兩立，一個人在他的個人偏見和文化意義已經根深蒂固之時，就會聽不進對立的意見。堅信冷聚變的亞文化比起掌握著大部分主流科學的懷疑派來，固然要謙虛得多，但是他們仍然擁有大量文化資源，足以讓需要希望的那些人產生出希望。科學名氣，一份豪華的雜誌，每年一次的國際會議，受圍攻的心理，以及支撐這種心理的關於存在著一個陰謀集團的說法，不斷出現的雜七雜八的殘缺證據，來自金融界的一份簽約，所有這些都是對堅信派的有利因素，可以使他們--不論科學家還是非科學家--確信希望的真實性，儘管來自加利福尼亞理工學院、麻薩諸塞理工學院和美國物理學會的聲音一再說它是假的。