核聚變，出現重大突破還是夢魘再現

南方周末 李虎軍

　　美國《科學》雜誌３月８日發表的一篇論文稱，在小燒杯裡面觀測到了
核聚變反應發生的跡象。實驗結果倘若被證實，有可能為人類利用核能打開
一扇便捷之門。但許多科學家對此深表懷疑，更有人聯想到了１０多年前一
起著名的科學醜聞———“冷核聚變”事件。

　　近段時間，享譽盛名的美國《科學》雜誌成了眾矢之的。

一石激起千層浪
　　導火線是《科學》３月８日發表的一篇研究論文。來自美國橡樹嶺國家
實驗室、特洛伊倫塞勒理工學院和俄羅斯科學院的科學家聲稱，在相當於三
個咖啡杯大小的燒杯裡面，觀測到了核聚變反應發生的跡象。
　　結果一旦得到證實，意味着人類可能找到一種生產核能的簡易方法，從
而為解決能源危機提供全新的方案。這條爆炸性的消息傳出後，在國內外科
學界好比投下了一枚重磅氫彈。
　　小小的燒杯裡面也能發生威力強大的核聚變？在電話的另一端，不少國
內科學家表示難以置信，其中一位斷然告訴本報記者，“這不可能！”
　　在美國，這篇論文更是招致了同行激烈的批評，而批評意見首先來自橡
樹嶺國家實驗室內部。在同意塔利亞克漢及其合作者向《科學》提交論文後
，橡樹嶺要求該實驗室的索爾特馬什等人採用另外一種探測器進行檢驗。不
幸的是，索爾特馬什說，他們在實驗中沒有探測到核聚變反應發生的跡象，
塔利亞克漢等人的結果純屬假象。塔利亞克漢則辯稱，他這兩位同事錯誤地
理解了那些實驗數據。
　　橡樹嶺以外的科學家們迅速加入到這場論戰，處處可見尖銳的評論。勞
倫斯·利弗莫爾國家實驗室的莫蘭就直言不諱地將塔利亞克漢等人的論文稱
為“一篇拼湊之作，漏洞比比皆是”。
　　當然，在幾乎一邊倒的質疑聲中，並不乏支持者。按照科學界的慣例，
《科學》沒有透露論文評審人的姓名，但西雅圖華盛頓大學的克拉姆公開承
認是評審人之一。與其他批評者形成鮮明對照的是，克拉姆的羨慕之情溢於
言表。他說：“當我看到論文的時候，心裡就想，真糟糕，我怎麼沒去做這
個實驗呢？”
　　中國工程院院士、同濟大學李同保教授也是支持者之一。他告訴本報記
者，目前中科院聲學所、物理所、南京大學和同濟大學等單位也在國家自然
科學基金資助下從事這一領域的研究。“塔利亞克漢等人的論文發表對我們
這些同行是一個有益的啟示和鼓舞，雖然其實驗結果有很大爭議，結論的正
確性還有待進一步驗證，但這是任何重大科學發現所必須經歷的。”

《科學》的煩惱
　　從去年１０月３１日收到這篇論文那一天起，《科學》雜誌就遇到了一
個難題：接受發表還是拒絕發表？它選擇了接受。
　　於是，一些科學家將矛頭直指《科學》，強調嚴肅的學術雜誌不應當發
表一篇極富爭議的論文。
　　就在論文發表日期臨近之際，橡樹嶺負責人一度想從《科學》撤回先前
同意論文發表的許可證明。不僅如此，《科學》主編肯尼迪接到了無數個電
話和電子郵件，要麼希望將那篇論文拒之門外，要麼希望推遲發表日期。２
月底，核聚變領域的兩位權威，普林斯頓大學的哈珀和ＩＢＭ公司的加文也
分别致信肯尼迪，敦促《科學》重新考慮發表計劃。
　　發表一篇論文本是學術雜誌的內部事務，《科學》也很少遇到過如此惱
人的外界干涉。肯尼迪感到有些生氣，並在同期雜誌的社論中抱怨，“很明
顯，許多人不願意我們發表這篇論文。”他認為，既然論文發表符合學術雜
志的編輯程序，並且通過了同行評審，就不應當有這麼多人再來指手畫腳。
“我們的任務是，在力所能及地保證論文質量之後，將有趣而重要的科學研
究呈現給公眾。當然，我們不能保證每一篇論文都是正確的，我們沒有這麼
聰明。”
　　不過，面對種種壓力，論文作者和《科學》雜誌也有所妥協。塔利亞克
漢等人後來又對論文進行修改，引用了索爾特馬什等人撰寫的未經同行評審
的論文，並對質疑做出了回應。《科學》也採納了哈珀和加文的建議，沒有
將塔利亞克漢等人的論文作為封面文章。

“冷核聚變”夢魘
　　為什麼一篇論文會在科學界引起強烈震盪？我們不能不提到１０多年前
一起著名的科學醜聞———“冷核聚變”事件。
　　哈珀就提到，他之所以致信肯尼迪，是為了避免科學界蒙羞。“我們已
經有冷核聚變事件的先例。如果這一次不幸又出現錯誤，那些脫口秀節目主
持人就會喋喋不休————瞧瞧科學家們是如何把能源問題給解決的———
—那麼科學界將再次陷入尷尬局面。”
　　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
萊什曼舉行新聞發布會，宣稱在實驗室的小型裝置上，用鈀作陰極電解重水
，釋放出巨大的能量，實現了常溫常壓下的“冷核聚變”。
　　當時，整個科學界似乎都亂了套。美國學者托默在《科學幻象》一書中
寫道，冷核聚變被描述為在廚房裡就可實現的清潔能源技術，來自猶他州的
眾議員歐文思更是把冷核聚變說成“人類自發明火以來最偉大的發明”，猶
他大學校長彼得森特意趕到華盛頓，為成立一個冷核聚變研究中心申請２５
００萬美元經費，世界各地至少有１０００個實驗室先後行動起來。但是，
始終沒有人成功地重複出彭斯和弗萊什曼的實驗結果，他們倆的故事也就成
了科學界幾乎人人皆知的反面教材。
　　不過，李同保院士認為這一次與“冷核聚變”事件的性質完全不同。
　　首先，渴望獲得首先發現冷核聚變榮譽的彭斯和弗萊什曼在論文沒有發
表之前就匆匆發布新聞，而塔利亞克漢等人的論文是通過同行評審程序後公
開發表的，《科學》雜誌也希望“論文”的發表能夠促進公開透明的討論，
“這是非常正常的科學爭論”。
　　另外，塔利亞克漢等人在實驗中藉助聲空化和聲致發光產生了局部高溫
高壓條件，這其實已經是人所共知的物理事實。單泡聲致發光在論文評審者
之一、西雅圖華盛頓大學克拉姆領導的實驗室首次實現，而李教授領導的實
驗室也已經實現了長時間穩定的單泡聲致發光。“如果塔利亞克漢等人的結
果被證實，那也是熱聚變而不是冷聚變”。

吃一塹，長一智
　　按照《科學》的規定，新聞媒體最早必須等到雜誌正式出刊前一天才能
發布其發表的成果。但這一次，《科學》破例於３月４日就允許媒體提前報
道，但同時呼籲報道應儘可能客觀和準確。
　　《科學》的擔心不無道理，客觀和準確地進行科學報道，並不是一件容
易的事情。當年的“冷核聚變”事件中，很多大眾媒體就扮演了不光彩的角
色。例如，根據《科學幻象》一書的記載，當持懷疑立場的人出來批評冷核
聚變時，《華爾街日報》發表社論申斥批評者態度惡劣，“反映了當前全國
一種喜歡唱反調的頑固陋習”；《商業周刊》則在冷核聚變熱已經消退之後
，繼續保持它對冷聚變的鐘情，在１９９２年連發３篇社論，讓人們以為又
出現了什麼支持冷聚變的新情況。
　　吃一塹，長一智。這一次，包括《華爾街日報》、《商業周刊》在內的
絕大多數新聞媒體，都顯得比較謹慎，同時報道了批評者和支持者的意見。
　　有意思的是，《商業周刊》文章的標題是《這一次真是聚變嗎？》。這
個問號，似乎是同時送給科學界和新聞界的。

相關
為能源“投保”
　　在能源危機日趨嚴重的今天，“聚變研究好比是給未來的能源投保”，
核工業部西南物理研究院聚變研究所王恩耀研究員說。
　　核能包括裂變能和聚變能兩種主要形式。裂變是較重的原子核裂變為較
輕的原子核，聚變則是較輕的原子核聚合成較重的原子核。在裂變和聚變的
過程中，都會放出巨大的能量。裂變很容易發生的，事實上，鈾２３５在天
然條件下就能夠自發進行裂變。聚變則不然，氫原子核帶有正電荷，它們之
間相互排斥，難以實現聚變。
　　裂變能目前已實現商業化，世界各地核電廠採用的都是這種方式。但是
，裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上含量稀少，而且常規裂變反應堆會產
生核廢料，從而限制了裂變能的發展。
　　自然界中最容易實現的聚變是氫同位素之間的聚變，太陽的能量就是通
過內部聚變產生的。海洋中存在取之不盡的氫同位素，而且其反應產物是無
放射性污染的氦。另外，由於核聚變需要極高溫度，一旦某個環節出現問題
，燃料溫度下降，聚變反應就會自動中止。也就是說，聚變堆不會發生類似
前蘇聯切爾諾貝利核電站的泄漏事故。
　　在地球上，除了科學家們的實驗室里進行過核聚變以外，我們唯一知道
的大規模聚變就是氫彈爆炸，但那只會給人類帶來災難，人類需要的是受控
聚變。實現受控聚變是一個比登月還要困難得多的科學工程。聚變研究仍處
於基礎階段，樂觀的估計認為，聚變能有望在５０年後實現商業化。

“聚變”在中國
　　中國是世界上第二個研製成功氫彈的國家，著名物理學家王淦昌也早在
１９６４年就提出了和平利用聚變能的設想。但是，由於這類大科學工程需
要巨大的投入等原因，中國目前在這方面的研究仍然落後於發達國家。
　　聚變研究分為慣性約束和磁約束兩種途徑。慣性約束是利用超高強度激
光的輻照來產生聚變；磁約束是利用強磁場約束帶電粒子來建立聚變反應堆
。
　　由於慣性約束聚變的過程與氫彈有相似之處，相關研究從一開始就處於
保密狀態。去年年底，中國最大的激光聚變裝置“神光ＩＩ”號在中科院上
海光機所通過驗收，但對外宣傳比較低調。
　　在磁約束研究上，超導托卡馬克裝置是目前公認最有效的途徑。目前，
全世界僅有俄羅斯、日本、法國、中國等擁有該裝置。今年年初，從中科院
等離子體所傳出好消息，ＨＴ—７超導托卡馬克實驗獲得重要進展。中科院
院士、鄭州大學物理系教授霍裕平稱，這使中國進入一個“與聚變反應堆有
極密切聯繫的新領域打開了大門”。與激光聚變裝置的低調宣傳相比，等離
子體所的科學家們認為核聚變研究需要公眾更多的理解和支持，該所毛劍珊
研究員還從國家自然科學基金申請到“等離子體與核聚變科普宣傳”項目，
多次開展科普宣傳。
　　談到《科學》雜誌３月８日論文中的小型實驗裝置時，中科院上海光機
所副所長朱健強研究員說，即使論文結果得到證實，可能會出現一種新的聚
變途徑。但在相當長時間內，占主導的仍將是已經研究了數十年的慣性約束
和磁約束。