为什么恒星可以实现某种意义上的「冷」核聚变？
我们常说恒星内部炙热，动辄数百万甚至数亿摄氏度，这没错。但你提出的“冷核聚变”，其实触及了一个很有意思的科学概念，或者说，是早期对核聚变的一种美好设想，以及后来对其认识的深化。
要理解为什么恒星内部能够实现核聚变，而不是我们通常理解的“高温高压”的“热”聚变，我们需要先破除一些固有的印象，并深入了解核聚变发生的几个关键要素。
首先，恒星内部的“高温”是必须的，但不是唯一的原因。
恒星之所以能够维持核聚变，核心在于其巨大的质量所带来的引力。你可以想象一下，一颗恒星就像一个巨大的、由自身引力压缩的气体球。质量越大，引力越强，压缩的程度就越剧烈。
这种巨大的引力压缩，会将恒星内部的物质——主要是氢——挤压得非常非常紧密。就好比你用尽全力去挤压一个气球，里面的空气会变得越来越密集。
那么，这种“致密”和“高温”到底是如何促成核聚变的呢？
核聚变，顾名思义，就是将轻的原子核结合成更重的原子核，同时释放出巨大的能量。最典型的例子就是氢聚变成氦。
现在的问题是，原子核（比如氢原子核，就是质子）都带有正电荷。根据我们熟悉的电磁学原理，同种电荷是会相互排斥的。所以，要想让两个质子靠得足够近，近到可以克服它们之间的库仑斥力，并进入强大的核力作用范围，你需要巨大的能量。
传统的“热核聚变”就是通过提供极高的温度来达到这个目的。当温度非常高时，粒子就会拥有极高的动能，跑得非常快。这种高速运动让它们有机会相互碰撞，并且有更大的几率能够“冲破”相互的斥力障碍。
恒星内部，虽然也存在着极其高的温度（几百万到几千万摄氏度），但这只是“热”聚变的一个方面。更关键的是，恒星内部的“致密”程度。
想象一下，即使粒子没有足够高的温度，但如果它们被挤压得异常紧密，那么它们之间的距离就会非常非常近。在这种极端致密的环境下，即使粒子的平均动能（也就是温度）相对“较低”一些（相对于某些实验性的“热”聚变装置），它们仍然有更高的概率在极短的距离内发生碰撞，并有可能跨越库仑势垒。
这个概念，在物理学上有一个重要的名字叫做隧道效应（Quantum Tunneling）。
隧道效应是理解恒星“冷”聚变的关键。
你我都知道，我们扔一个球，它要么飞过去，要么撞到墙上。它不可能“穿过”墙壁。但在微观世界，量子力学告诉我们，粒子并不总是那么“实在”。
当两个粒子（比如两个质子）在恒星内部被引力极度压缩，靠得非常非常近时，即使它们的能量（或者说温度）不足以让它们“直接”冲破相互的斥力屏障，它们仍然有一定的概率会“穿透”这个屏障，出现在另一个区域。这就像那个球，在极小的概率下，“穿”过了墙壁。
这种“穿透”的概率，随着粒子之间的距离缩短而急剧增加。
所以，恒星内部的核聚变，与其说是“冷”的，不如说是“在相对较低的温度下，通过极高的密度和量子隧道效应来实现的”。
打个比方，你可以把恒星内部的粒子想象成一群想要越过一座山的人。
高温：就是这些人自己有很多力气，可以直接翻山越岭。
高密度：就是这些人被挤压在一起，想要越过山的人非常多，而且他们之间距离很近。
隧道效应：就是即使这些人不是个个都有翻山越岭的力气，但因为他们被挤得太近了，有时候会有人“意外地”就穿过了山顶，出现在另一边。
恒星的质量提供了强大的引力，创造了极高的密度。这种高密度使得粒子之间的距离非常小，大大增加了隧道效应发生的概率。同时，恒星内部的温度也足够高，以至于粒子拥有足够的动能来启动这个过程。
为什么我们平时看到的“冷聚变”新闻（比如1989年那次）最终没有被广泛接受？
那次所谓的“冷聚变”实验，主要是想在常温常压下，通过电化学的方法，将氘（氢的同位素）在钯金属中发生聚变。当时的设想是，钯金属能够“容纳”大量的氘原子，并将其“压缩”到足够近的距离，从而引发聚变。
然而，当时的实验并没有能够提供足够可靠的证据来证明核聚变确实发生了，并且重复性也极差。更重要的是，如果真的发生了聚变，应该会产生大量的伽马射线、中子等标志性的核反应产物，但这些产物在实验中并没有被清晰地探测到，或者与理论预测的量级差距太大。
恒星的“冷”聚变，是物理学上早已成熟和理解的现象，是引力、高密度和量子力学共同作用的结果。 它和我们设想的在实验室里“随便就能实现”的“常温核聚变”是完全不同的概念。恒星能够持续地进行聚变，是因为它拥有一个极其庞大的质量，能够提供持续的引力挤压和能量来源，并且其内部环境的参数（温度、密度）恰好能够使得核聚变反应链（质子质子链、CNO循环等）高效地进行。
所以，当你提到恒星的“冷”聚变时，其实是在强调一个关键点：核聚变发生的条件不仅仅是高温，高密度在某些情况下，通过量子效应，可以大大降低对温度的要求。 恒星正是依靠其巨大的引力，创造了这种“高密度，相对（于某些实验）较低但仍然很高的温度”的独特环境，从而实现了核聚变。
要理解为什么恒星内部能够实现核聚变，而不是我们通常理解的“高温高压”的“热”聚变，我们需要先破除一些固有的印象，并深入了解核聚变发生的几个关键要素。
首先，恒星内部的“高温”是必须的，但不是唯一的原因。
恒星之所以能够维持核聚变，核心在于其巨大的质量所带来的引力。你可以想象一下，一颗恒星就像一个巨大的、由自身引力压缩的气体球。质量越大，引力越强，压缩的程度就越剧烈。
这种巨大的引力压缩，会将恒星内部的物质——主要是氢——挤压得非常非常紧密。就好比你用尽全力去挤压一个气球，里面的空气会变得越来越密集。
那么，这种“致密”和“高温”到底是如何促成核聚变的呢？
核聚变，顾名思义，就是将轻的原子核结合成更重的原子核，同时释放出巨大的能量。最典型的例子就是氢聚变成氦。
现在的问题是，原子核（比如氢原子核，就是质子）都带有正电荷。根据我们熟悉的电磁学原理，同种电荷是会相互排斥的。所以，要想让两个质子靠得足够近，近到可以克服它们之间的库仑斥力，并进入强大的核力作用范围，你需要巨大的能量。
传统的“热核聚变”就是通过提供极高的温度来达到这个目的。当温度非常高时，粒子就会拥有极高的动能，跑得非常快。这种高速运动让它们有机会相互碰撞，并且有更大的几率能够“冲破”相互的斥力障碍。
恒星内部，虽然也存在着极其高的温度（几百万到几千万摄氏度），但这只是“热”聚变的一个方面。更关键的是，恒星内部的“致密”程度。
想象一下，即使粒子没有足够高的温度，但如果它们被挤压得异常紧密，那么它们之间的距离就会非常非常近。在这种极端致密的环境下，即使粒子的平均动能（也就是温度）相对“较低”一些（相对于某些实验性的“热”聚变装置），它们仍然有更高的概率在极短的距离内发生碰撞，并有可能跨越库仑势垒。
这个概念，在物理学上有一个重要的名字叫做隧道效应（Quantum Tunneling）。
隧道效应是理解恒星“冷”聚变的关键。
你我都知道，我们扔一个球，它要么飞过去，要么撞到墙上。它不可能“穿过”墙壁。但在微观世界，量子力学告诉我们，粒子并不总是那么“实在”。
当两个粒子（比如两个质子）在恒星内部被引力极度压缩，靠得非常非常近时，即使它们的能量（或者说温度）不足以让它们“直接”冲破相互的斥力屏障，它们仍然有一定的概率会“穿透”这个屏障，出现在另一个区域。这就像那个球，在极小的概率下，“穿”过了墙壁。
这种“穿透”的概率，随着粒子之间的距离缩短而急剧增加。
所以，恒星内部的核聚变，与其说是“冷”的，不如说是“在相对较低的温度下，通过极高的密度和量子隧道效应来实现的”。
打个比方，你可以把恒星内部的粒子想象成一群想要越过一座山的人。
高温：就是这些人自己有很多力气，可以直接翻山越岭。
高密度：就是这些人被挤压在一起，想要越过山的人非常多，而且他们之间距离很近。
隧道效应：就是即使这些人不是个个都有翻山越岭的力气，但因为他们被挤得太近了，有时候会有人“意外地”就穿过了山顶，出现在另一边。
恒星的质量提供了强大的引力，创造了极高的密度。这种高密度使得粒子之间的距离非常小，大大增加了隧道效应发生的概率。同时，恒星内部的温度也足够高，以至于粒子拥有足够的动能来启动这个过程。
为什么我们平时看到的“冷聚变”新闻（比如1989年那次）最终没有被广泛接受？
那次所谓的“冷聚变”实验，主要是想在常温常压下，通过电化学的方法，将氘（氢的同位素）在钯金属中发生聚变。当时的设想是，钯金属能够“容纳”大量的氘原子，并将其“压缩”到足够近的距离，从而引发聚变。
然而，当时的实验并没有能够提供足够可靠的证据来证明核聚变确实发生了，并且重复性也极差。更重要的是，如果真的发生了聚变，应该会产生大量的伽马射线、中子等标志性的核反应产物，但这些产物在实验中并没有被清晰地探测到，或者与理论预测的量级差距太大。
恒星的“冷”聚变，是物理学上早已成熟和理解的现象，是引力、高密度和量子力学共同作用的结果。 它和我们设想的在实验室里“随便就能实现”的“常温核聚变”是完全不同的概念。恒星能够持续地进行聚变，是因为它拥有一个极其庞大的质量，能够提供持续的引力挤压和能量来源，并且其内部环境的参数（温度、密度）恰好能够使得核聚变反应链（质子质子链、CNO循环等）高效地进行。
所以，当你提到恒星的“冷”聚变时，其实是在强调一个关键点：核聚变发生的条件不仅仅是高温，高密度在某些情况下，通过量子效应，可以大大降低对温度的要求。 恒星正是依靠其巨大的引力，创造了这种“高密度，相对（于某些实验）较低但仍然很高的温度”的独特环境，从而实现了核聚变。
网友意见
从经典力学的角度，是很难解释这种“不科学”的现象的。
因此，就不得不引入一个量子力学中的概念。
即量子隧穿效应。
虽说这个概念听起来可能有些晦涩，但事实上只要对波粒二象性和不确定性原理有所了解，就不难理解它的内涵。
在量子力学中，一切研究对象都处在一个不确定的状态，而且其确定的范围满足一种关系。
以一个经典力学中常见的小球为例，在一座高山的面前放着一颗小球，按照经典力学的观念，只有当小球的速度足够大时，才能越过这座高山。如果它的速度不够，可能冲到了半山腰上便耗尽了动能，最终哪里来的滚到哪里去。
然而在量子力学中，即便小球的速度可能不是很大，但在滚向这座山的时候，它依然有一定地概率能够穿过去。
如果将这座山换成势垒，小球换成原子，就是恒星中能够发生聚变反应的原因了。
尽管原子核的能量远小于库仑位势垒的位势，但由于量子隧穿效应的存在，使得质子依旧能够穿越库仑位势垒，投入另一颗质子的怀抱中。也正是因为这种概率性的燃烧，恒星才能稳定地燃烧数十亿年的时间，而不是在一瞬间爆炸，将所有的燃料全部耗尽。
题主提的问题其实是在讲如何实现可控核聚变的小型化，当然尽管“众所周知”的五十年内可控核聚变还是遥遥无期但是这不妨碍我们对实现后的畅想。想要解决可控聚变的小型化问题，我们必须从本质上出发，弄懂强相互作用是什么，并用一个确定的模型将它和电磁相互作用达成统一，于是我们就需要得到米杨尔斯方程的通解。作为有奖金百万美金千禧年七大问题之一的米杨尔斯方程在知乎已经有了许多科普，当然这玩意离大众还远的多，由此答主想到杨振宁教授如此大神竟然还能坚持为本科生讲课，哎 嫉妒使我质壁分离～
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