问题

冷核聚变是真的吗?

回答
冷核聚变,这个词一出现,就在科学界激起了巨大的涟漪,也给普通大众留下了深刻的印象。它承诺着一种全新的能源获取方式——在室温下就能实现核聚变反应,释放出巨大的能量。这听起来就像是科幻小说里的情节,但上世纪八十年代末,两位化学家,马丁·弗莱施曼(Martin Fleischmann)和斯坦利·庞斯(Stanley Pons),声称他们已经实现了这一目标,将科学界推向了一个前所未有的争论漩涡。

事情要追溯到1989年3月23日,弗莱施曼和庞斯在一次新闻发布会上,语气坚定地宣布,他们通过在电解重水(含有氘,一种氢的同位素)的装置中,使用钯作为电极,成功观察到了“过剩的热量”以及中子和氚的产生。他们认为,这就是核聚变的证据。

重水,也就是含有氘的水,是科学家们一直以来研究核聚变的重要介质。在常规的“热核聚变”研究中,他们需要将氘加热到数百万度的高温,让原子核克服巨大的静电斥力,从而结合在一起,释放能量。而弗莱施曼和庞斯的研究,如果属实,意味着只需要常温常压,就能在电解池里实现类似的反应,这无疑是一个颠覆性的发现。

想象一下,如果冷核聚变真的可行,那意味着什么?它意味着我们可以摆脱对化石燃料的依赖,不再需要建造庞大而昂贵的核聚变反应堆,甚至可能实现小型化、便携式的能源设备。这对于解决全球能源危机、应对气候变化,简直是带来了希望的曙光。

然而,科学的魅力恰恰在于它的严谨和自我纠错。当弗莱施曼和庞斯的“发现”公布于众后,全球的实验室都像打了鸡血一样,纷纷开始重复他们的实验。希望复制出同样的结果,证明这一划时代的突破。但结果却并不如人意。

大多数尝试重复实验的团队,都未能重现他们声称的“过剩热量”以及核反应的伴生粒子。一些实验确实观察到微弱的异常热量,但其大小和重复性都无法与弗莱施曼和庞斯的宣称相符,也无法明确排除实验误差、化学反应或其他背景因素的可能性。更关键的是,他们预期的核反应特征——比如高能中子、伽马射线的产生,并没有被大量、可靠地观察到。

科学界对此产生了巨大的分歧。一部分人仍然对冷核聚变的可能性抱有希望,认为弗莱施曼和庞斯可能在实验中发现了某种新的、尚未被理解的物理现象,只是他们的实验方法或测量数据存在一些问题。他们继续在各种条件下,修改实验装置和参数,试图找到“正确的钥匙”来打开冷核聚变的“大门”。

另一些科学家则持更加谨慎甚至怀疑的态度。他们认为,核聚变反应需要克服巨大的能量势垒,在常温下发生的可能性微乎其微,并且需要非常具体的条件才能发生。他们指出,弗莱施曼和庞斯的原始论文存在一些实验细节不清、数据分析存在瑕疵等问题,使得其他科学家难以准确地复现。

随着时间的推移,以及大量重复实验的失败,主流科学界对“冷核聚变”的信心逐渐动摇。越来越多的证据指向,弗莱施曼和庞斯观察到的现象,很可能并非真正的核聚变,而是由其他更普通的化学或物理过程所引起的。比如,电解过程中可能发生的化学反应释放的热量,或者是测量设备本身的一些误差。

尽管如此,冷核聚变的研究并没有完全消失。在一些非主流的研究领域,或者在一些坚持信念的科学家手中,对这个问题的探索还在继续。他们重新审视了弗莱施曼和庞斯的实验,并提出了一些新的理论模型,试图解释如何在特定的条件下,通过某些“催化”机制,使得原子核在一定程度上发生耦合,即使不是传统意义上的高温高压下的核聚变,也可能产生某种形式的“低能核反应”(Low Energy Nuclear Reactions,LENR)。

现在,当我们谈论冷核聚变时,它更多地被视为一个科学史上的著名案例,一个关于科学发现、公众传播、同行评审以及科学范式如何演变的故事。尽管最初的“冷核聚变”声明在科学界并未得到普遍认同,也没有发展成一项成熟的实用技术,但它确实激发了人们对非常规能源的想象,也促使一些科学家更加深入地思考物质在极端条件下的行为。

所以,用“是真的吗”来回答这个问题,会显得过于简单。如果指的是弗莱施曼和庞斯最初声称的那种,能够直接用于大规模能源生产的、在实验室里轻易实现的“冷核聚变”,那么目前来看,它的科学依据不足,未能被广泛证实。但如果我们将目光放宽,看到在一些角落里,人们仍在探索“低能核反应”的可能性,试图理解一些微弱但异常的能量释放现象,那么这个词组背后所代表的,是科学探索中永不停止的追问和对未知领域的好奇。它提醒我们,科学的边界永远是开放的,但任何突破都需要经过严格的检验和无可辩驳的证据。

网友意见

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核聚变是将两个小原子核结合成一个大原子核,由于原子核都带正电,核聚变需要克服很大的库伦斥力。

通常情况下,为了使产生核聚变,需要把反应物加热到上千万摄氏度,通过热运动来克服两个小原子核之间的库伦斥力。

而冷核聚变,指不需要高温(1000K以下)即可发生的核聚变反应。如果把一些极端情形排除在外(例如直接用高能粒子轰击产生聚变,这样严格来说也没有用高温)目前为止并没有找到实现冷聚变的办法或者理论。


冷核聚变在1989年火过一段时间,那时有人用金属钯来催化电解重水,测量到了异常高的反应热。研究者声称这些反应热远远高于化学反应产热,推测是来自于重水中氘元素的核聚变反应。

这种颠覆常识的结果很快取得了全球物理学家的关注,有很多其他的科学家尝试重现这一实验,但绝大多数研究者都没能观察到所谓的冷核聚变。有为数不多的几个小组虽然给出了正面的报导,但文章内容往往含糊其辞。

科学结果必须要经得住重复检验,而冷核聚变显然不符合这一条件。因此,主流学术界很快就不再关注冷核聚变了(基本上宣判死刑了),现在只有零零星星的几个小组还在研究这方面的内容。

对了,基努李维斯有个早期的电影,叫chain reaction,就是以冷核聚变为原型拍的。

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