太阳能奇迹：声聚变能否装进一瓶？

12.声聚变：太阳的能量可以被装进一个瓶子里吗——就像古时的神话一样——然后提供给我们一个拥有无尽能源的未来？约翰·凯特勒

你的洗甲水和你的超声波牙刷在一个可能的核聚变突破上有着什么样的共同点呢？你想都不会想到！实际上，这两样东西，丙酮和超声波，都可能成为产生核聚变的新方式，这会使得核聚变不再需要造价昂贵、耗资几百万美元的托卡马克（Tokamak）磁控制容器，以及一个有多条手臂的以印度神“湿婆”命名的高能激光⁽¹¹⁾。潜在的核聚变——与太阳的燃烧相同的反应过程——将可以在一个桌面上完成。

另外一个好消息是，如果这个实验的基本原理能被其他科学家成功地重复实验，那么这项新技术一定会得到核研究界的支持——它不像冷核融合，冷核融合因为是化学家们搞出来的，它一直不为物理学界接受——而声聚变则完全属于物理学热核聚变的范畴，它可能会真正地繁荣起来。的确，发表在2002年3月8号《科学》杂志上的第一篇声聚变论文——《声波气泡中的核聚变证据》（E vidence for Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation）——它的两位作者R.P.塔利亚克汉（R.P.Taleyarkhan）和C.D.韦斯特（C.D. West）都和田纳西州的橡树林有关，橡树林是美国最重要的核研究中心。塔利亚克汉在橡树林国家实验室工作，而韦斯特则在橡树林联合大学工作。这看起来好像是权威科学界的一种认可和赞赏，刚好和1989年他们对冷核聚变的攻击相反，但事实上，完全不是这样。这篇文章差一点就没能发表出来，我们后面还会详细叙述这件事。

声聚变的定义

声聚变（Sonofusion）是一个新产生的词，它的意思是“从声音中产生的核聚变”。当然，这个词只是部分地概括了事情的真相。声聚变是一个新出现的化学领域——声化学（Sonochemistry）的直接产物，主要来自于一个特殊的现象——声致发光（Sonoluminescence）。是的，我们现在又多了两个新名词，但是我们离主题已经越来越近了。

在一定的温度和压力条件下，用超声波轰击一种适当的液体，比如丙酮，就会产生声致发光的现象。声波会导致无数小的气泡产生，就像我们刷牙时，由牙刷产生的那些气泡，不同的是这些气泡含有巨大的能量。当这些气泡破裂时，它们的部分能量会释放成为光——这就是这一现象的名称的由来，声致发光。

声聚变的理念来自于在声致发光的过程中，这些气泡的内部会形成非常高的温度和气压，如果再往这个媒介里加入可以发生热核反应的氘元素——一种氢的同位素，接着再用中子脉冲冲击这个已经具有非常强的压力的混合物，这足以引起核聚变反应。总的来说，这就是塔利亚克汉和他的同伴们声称的他们实验的声聚变。不过，这项工作不管是在发表之前，还是在发表之后都充满了争议。

科学：理论对抗现实

科学喜欢把自己描述成对事物本质、结构和功能的不断发展的、开放的和随心所欲的探索，从无限小的事物到无穷大的事物，以及它们彼此之间的相互作用，从最简单的到最复杂的，科学只受到诚实、实验、同行审查，以及可重复性的实验结果的限制。这就是“尊贵的科学家们”所描述的科学工作的标准。

不幸的是，科学的世界却更加像是一间超级监狱和一所精神病院的结合物。

不管在什么时候，科学都是根据一些教条主义的观点来定义的，为了使这个定义确信无疑，那些教条的执行者们进一步地说道：教条无处不在。学校只会用规定的方法来教授真理，我们在这里只列举历史当中的三个例子：地球是平的、托勒密的天文学，或者达尔文主义。天堂会帮助那些威胁了标准模式的人，现在大多数情况下是权威科学机构的自尊心在起作用，过去则常常是外部安全和宗教法庭在做主，有时还会产生致命的后果，比如乔达诺·布鲁诺（Giordano Bruno）。

在当代现实生活中，科学是国家和经济的女仆，它依赖于这两者提供的资金，以及其他类型的支持。他们主宰一切，而科学只能合着他们的旋律跳舞，因为科学的工作需要大量的资本，有时会包括耗资数十亿美元的设备、昂贵的学术和工程技术人才，以及大量昂贵的实验设备和供给。

到目前为止，国家都是科学最大的投资者，国家不仅在无数个机构和实验室里雇佣了一大批的科学家，而且国家不仅资助商业化的和工业化的科学技术发展，同时也资助基础理论研究。这样的结果是培养了一大批温顺驯服的科学家，而不是具有自由精神的独立自主的探险者。这些科学家的工作是不犯错、让老板高兴、使他们的组织不受其他非法的势力的损害、发展他们的事业，以及扩大他们的组织。在这许多的职责当中，今天他们还着重了另外一个，那就是从那些纳税者支持的研究那里保护他们的专利权。这样的氛围很显然不利于培养开放的调查精神和知识的共享。诸如安全分级、商业机密、保护专利权等不断加入进来的新的规则无疑把这种氛围变得更糟糕了。

那些反对这个系统的，或者真正提出问题的科学家都要受到这些力量的控制。他们会被取消参加专业会议的权利，或者禁止他们自己举办会议；他们会被否认他们的进步；他们的著作不会被出版，被非正式的封杀，被从科学组织里除名，遭到非难，或者被解雇，甚至更糟。那些最为激进的科学家，总是遭到威胁和恐吓，他们的实验室被非法入侵或者遭到破坏，他们甚至会被暗杀。他们中的一些被关进了监狱，其他人的著作和实验设备则被没收和销毁。

科学发现越是基础，越是具有突破性，它们的威胁就越大，所遭到的轰炸也就越激烈。在这样的攻击当中，媒体、科学团体和大众的力量是最重要的。他们通常都主宰了科学战争到底谁胜谁负，同时也主宰了胜负双方的声誉。这就是为什么控制出版业是如此的重要。这也是关于《声波气泡中的核聚变证据》的真相。

科学论文出版过程概述

如果世界上任何一个地方的一个科学家或者一个科学组织，决定要验证一个特定的科学假设。他们就会小心谨慎地用可操纵的实验来证实这个假设，或者推翻这个假设这个实验的所有数据都会被一丝不苟地记录下来，新的发现、正反两方面的观点也都会呈现在正式的科学论文中。当然，通常情况下，这样的实验得以完成的前提都要经受各种各样的政府机构的内部调查。

然后，这份论文就会被提交给与这个新发现相关的领域的科学杂志的编辑手中。这个编辑接着将论文发给一组相关的科学家，这组科学家对公众来说在通常情况下都是匿名的。这组科学家将对论文进行审查，他们会检查它是否是符合科学的扎实的工作，是否具有正确的结构和实验数据，论文的可识别的倾向和错误是否都经过了说明等等。这组科学家的评论最后会反馈给编辑，然后编辑决定是完全拒绝出版，还是让作者部分进行修改，或者全文发表，最后这个一般只会经过一些标准论文格式的编排。一旦一篇论文得到了发表许可，那么它最后就会发表出来。这就是科学论文发表的整个过程。

发表论文的不同命运

但是以上的这种出版过程很明显不是声聚变的论文所遭遇的。尽管声聚变的论文已经得到了科学家小组的许可，甚至已经安排好了出版时间。但是它仍然遭到了许多其他势力的干扰，这些势力很明显的是想要阻止它的出版，或者，在某种程度上，减少它的出版会对社会造成的冲击。(www.xing528.com)

因为情况很糟糕，所以《科学》杂志在发表这篇论文的同时，还不同寻常地发表了编辑唐纳德·肯尼迪（Donald Kennedy）所写的《出版，还是不出版》，在这篇文章里，肯尼迪描述了他所遇到的阴谋和压力。一开始，橡树林国家实验室的高级科学经理就丧失了信心，他表达了他们对这项发现、以及它的实验方法的保留意见，同时还不断地要求论文发表延期。这引起了另外一组科学家，D·夏皮拉（D.Shapira）和M·索尔特玛什（M..Saltmarsh），他们都在橡树林工作，加入到了对这个发现的讨论和争执当中，他们都发表了意见。然后，这篇论文的作者修改了他们的原始文章，他们引述了第二组科学家的评论，并在修改后的文章里回应了他们提出的批评——这是多么不正常的程序啊！

唐纳德·肯尼迪当然也不会为这样的事高兴。在《科学》杂志的同一期上，还发表了第三篇相关的文章，它是查尔斯·塞菲（Charles Seife）的《气泡核聚变：烧杯里产生的暴风雨》，这篇文章引述了肯尼迪的一段话，他说：“橡树林一直在给我施加压力，要么不发表，要么延期。”他还说道：“我烦透了这样的干涉，这样的干涉让我们知道某种讨人厌的事实——没有作者有权利告诉我们，我们能不能发表这篇论文。”

除了上述情况外，《科学》杂志很快收到了普林斯顿大学的物理学家威廉·哈珀（William Happer）和IBM的托马斯·J·沃森（Thomas J.Watson）实验室的理查德·加尔文（Richard Garwin）的来信。编辑在文章里并没有点明这两位绅士的名字，他含蓄的称呼他们为“该领域的杰出科学家”。这两位科学家在信里提出了反对意见，并要求《科学》杂志重新考虑到底要不要发表这篇论文。在《气泡核聚变》的那篇文章里，作者指出哈珀曾经在90年代早期担任了两年的美国能源科学部办公室主任。文章里提到，哈珀的担心主要有两个方面：一方面是为了阻止《科学》杂志自己搬石头砸自己的脚，另一方面是为了避免整个科学界遭到又一次的公开羞辱——“上次冷核融合的时候，我就见过这样的情形了。如果我们不够幸运，那么丹·拉瑟（Dan Rather）⁽¹²⁾会在晚间新闻节目里大肆嘲笑我们，他会做首诗来讽刺说：靠天保佑，我们终于解决了能源问题！我们整个科学界都会被公众当做傻子看待。”

这就是典型的将公众对科学的理解和科学的真实状况截然分开的做法，是压制先进思想的一种思维方式，是政府机构不愿意承担风险的自我保护措施。

不过理查德·加尔文在他的信里至少还是提到一个真实的问题，他认为为了保持恰当的实验条件而不断地调整实验设备，可能会导致实验结果中的无意识的错误。综合以上观点，塞菲先生引述了他的话：“……如果《科学》杂志要为这个实验的准确性承担风险，那就太不幸了。”

额外的压力还来自于外部，美国物理协会的罗伯特·帕克（Robert Park），在这篇论文还没有发表的时候，他就积极的表达了他的反对意见。

唐纳德·肯尼迪并不确定这篇论文地结果是否是能够重复实验的，这也不是他的工作。在编辑的过程中他说道：“…我们的工作是将有趣的、有潜力的重要科学成果介绍给公众，在我们尽我们最大的能力确保了它们的质量之后……重复的实验和重新的审视都可以在其后再进行。科学的世界就是这样的，科学不是存在于一个匿名作者占主导地位的世界当中，在这个世界里谣言迟早会消失，真相一直在里面。”

综上所述，读者们应该已经清楚了，在这篇文章发表的整个过程当中，只有两个方面是公正的：文章的作者和《科学》杂志的编辑——唐纳德·肯尼迪，毫无疑问，他是一个正直的、有勇气的人。

现在我们再回过头来重新看看这个被我过于简单化的描述了的实验，让它丰富一点。

声聚变：对实验的具体补充

想象两间一模一样的小房间，每一间里面都非常小心地放置了脱气洗甲油（丙酮），我们往其中的一间加入氘原子，用它取代丙酮里面原来就有的氢原子。两间房都处于完全的真空状态，温度控制在摄氏0°（华氏32°），然后从一个超声波发生器向这两间房同时发射超强声波，同时再用1400万电子伏特的中子波来轰击它，这样就会产生无数个纳米尺寸大小的气泡，这些气泡会迅速膨胀到一个相对巨大的比例，我们肉眼都能看见（大约1毫米左右）。我们可以通过一个与墙壁相接触的麦克风来检测这些气泡的爆炸，而在这个阶段所发生的所有声致发光现象都可以通过一个光电倍增管收集起来，光电倍增管是一个特殊的仪器，它能够将少量轻微的光放大到人的肉眼就能察觉的程度，并且将探测到的反应现象全部展示出来。这两个房间的另外一个主要的设备部件是闪烁检测器，它用来检测有没有核反应发生。

塔利亚克汉和他的同事们在论文里宣称有非常奇妙的现象发生。对于我们和大多数科学家来说，至少在用声波和中子波来轰击含氘的丙酮时确实如此。为什么这么说呢？因为能探测到氚的形成和2.45兆电子伏特的中子。如果这是真的，那么这无疑就证明了在极端的温度和压力条件下，伴随着气泡的聚爆和声致发光，同时会产生氘-氘核聚变。

图12.1.　早期声聚变实验中所使用的设备（图片由橡树林国家实验室提供）。

有趣的是，实验观察报告同时包含了氘-氘聚变反应中的两个同样可能的结果。其中一个产生出了氦-3和2.45兆电子伏特的中子，另一个则产生了氚和被丙酮所吸收了的3.02兆电子伏特的质子。但是另外一间放置普通丙酮的房间则任何一个结果都没有发生，同样的，当温度改变时含氘丙酮会溶解，也不会发生任何核聚变，或者在关闭超声波发生器时也不会。

接下来会是什么呢？

虽然经历了丑陋的干涉和多次封杀，现在，这篇论文还是发表出来了，它等待着科学界的其他科学家们开始他们自己的实验。有的人希望科学家们能考虑开展他们自己的实验；有的人则认为在上述条件中核聚变是可能会发生的，但是证据还不足；有的人仍然还在质疑这个或那个因素并不算数，比如氚里有污染物，或者中原子的存在有问题。这样的讨论已经变得越来越复杂了。

但是这一切都是理所当然的，因为我们只有在经历了一个完完全全的突破性实验之后，再用其他独立的实验去确认前一个，或者否定前一个，我们最后才能得到真相。当然，这必须假设所有的人都是在规规矩矩的工作。可悲的是，我们并非没有听闻过欺骗的存在，比如实验设备被有意地配置错误，或者实验条件被改变，或者完全篡改实验结果。诽谤诬陷也经常会发生。如果想要独立地重复实验，以上的这些丑陋现象都是我们必须尽我们所能去避免的。这非常重要，尤其是当科学家们所做的后续工作是从属于一个有着巨大的商业利益的经济实体时，它必须面临一系列的投资巨大的竞争。

有组织的行为告诉我们，对一个组织来说，第一个需要优先考虑的问题就是，如何让这个组织生存下去。再者，人的本性就是拒绝那些不熟悉的东西，同时保护个人的利益和社会地位。坚持热核聚变的科学团体吸国家的血已经很多年了，他们获得了数不清的金钱支援，同时他们还有势力强大的、与政治挂钩的供应商提供给他们重要的实验设备。所以，试想一下，如果声聚变真的成功了，如果核聚变真的可以在一个桌面上完成的话，那么政府和商界的众多大企业、总裁、组织都会面临危机。

声聚变能源的时代是否已经临近了呢？我们是否马上就能从大海里提取出无限量的热核燃料呢？看起来很难。正如R·P·塔利亚克汉在今日物理网站上发表的文章《对气泡核聚变的怀疑主义宣言》里所说的一样：“我们离发电还很遥远。”