氣泡核聚變尚未被判科學死刑

方玄昌　馮亦斐　楊　亮

“一杯水里面可以產生如同太陽中心一樣劇烈的反應，從而為人類提供源源不絕的能源。”

這一近乎瘋狂的想法來自于4年前美國《科學》雜志發表的一篇論文。當時在美國橡樹嶺國家實驗室做研究的拉什·塔拉亞克漢(Rusi Taleyarkhan)等人在2002年3月8日出版的《科學》雜志上報告說，他們使用“聲致發光”的方法，在實驗室中一個燒杯里實現了核聚變。

實際上，這篇論文在發表之前、之后都一直伴隨著激烈的爭議，但由于將這一成果工業化(如果它真的可能的話)的前景過于誘人，塔拉亞克漢之后，全世界眾多國家的相關專家都投入了這一領域的研究，期望能夠重復塔拉亞克漢的實驗，然后進一步發展這一技術。

4年過去了，盡管這期間塔拉亞克漢又有兩篇相關論文在國際其他著名的學術刊物上發表，但除了塔拉亞克漢本人之外，其他實驗者都沒有取得任何正面的結果。

于是，2006年3月8日，與當年塔拉亞克漢在《科學》雜志上發表論文同樣的日子，與《科學》同樣重量級的權威學術刊物——英國《自然》雜志發表了一組文章，眾多科學家在此質疑塔拉亞克漢的研究結論：燒杯里的核聚變很可能從來都沒有發生過。

難道，國際科學界又出現了一個黃禹錫?

爭論蓋過理論

20世紀30年代，德國科學家發現，當強大的聲波作用于液體的時候，液體中會產生一種“聲空化”現象一一在液體中產生氣泡，氣泡隨即坍塌到一個非常小的體積，內部的溫度可以超過10萬攝氏度，過程中會發出瞬間的閃光。這就是被稱為“聲致發光”的一種現象。

進一步推測，科學家認為，如果聲音的能量足夠強，產生的氣泡足夠大，那么它坍塌后的溫度就越高，甚至可能達到1億攝氏度，從而引發核聚變反應一一在地球上實現核聚變，目前知道的必要條件就是1億攝氏度的高溫。氫彈也需要獲得這樣的高溫才能爆炸，人們通過原子彈爆炸來創造這一條件。顯然，人類迄今無法控制、利用氫彈爆炸產生的能量。

這就是“聲空核聚變”(也被俗稱為“氣泡核聚變”)理論的來源。然而，在物理學上，10萬度和1億度有著本質的差別，“聲空化”真的能夠創造1億度的高溫嗎?塔拉亞克漢的燒杯中真的發生核聚變了嗎?本著對重大科學發現應該持特殊的謹慎態度這一原則，塔拉亞克漢的論文不可避免地成為科學界爭論的焦點。

在論文提交《科學》雜志之前，包括塔拉亞克漢當時的眾多同事在內的很多專家都已經開始反對發表這篇論文，而《科學》雜志在同行評審這篇論文時，意見更是出現了巨大的分歧。用《科學》雜志上一篇文章的話來說，“圍繞塔拉亞克漢等人論文的爭論都足以引發核聚變了”。

最終，《科學》雜志選擇了在他們自己看來是“折中”的做法：發表論文，但不以它作該期封面文章。

論文發表后，三位參與該論文同行評審的匿名審稿人，分別是加州大學洛杉磯分校的賽斯‘帕特曼(S e t h：Putterman)、伊利諾伊大學的肯尼斯·薩司利克(Kenneth Suslick)以及華盛頓大學的勞倫斯·克拉姆(LawrenceCrum)教授，公開站出來批評《科學》發表這篇論文。他們認為，塔拉亞克漢的實驗結果嚴重不可靠。

塔拉亞克漢認為他的實驗成功的主要依據是：他們在氣泡的爆裂中探測到了中子，這是核聚變發生的證據。而其后，全世界眾多試圖重復其實驗的人，按照他描述的做法，都沒有得到這一結果。加州大學洛杉磯分校的研究者認為，塔拉亞克漢的實驗是被污染了一他們探測到的中子來自于實驗室周圍放射性元素锎的衰變。據此他們認為：塔拉亞克漢實驗中核聚變發生的可能性只有一千萬分之一。

《自然》雜志總結說，迄今為止，沒有一項獨立的研究能證實塔拉亞克漢的發現；更多的評估顯示，如今物理學界已經普遍嚴重質疑塔拉亞克漢的研究成果。

中國專家：暫時不應該放棄

2004年4月——也就是塔拉亞克漢有關聲空核聚變的第二篇論文發表不久，香山科學會議在北京召開以“聲空化物理及在核聚變和聲化學等方面應用”為主題的第222次學術討論會。中國科學院聲學研究所應崇福院士擔任會議主席；并作了題為“聲空化的特性和主要應用”的主題評述報告。會議重點討論了聲空化產生核聚變的可能性。

“在那次會議上，對于聲空核聚變，大家的意見是不能完全排除其發生的可能性?！睉绺８嬖V本刊記者?？吹贸鰜?，現已88歲高齡的老院士對這一話題依然深為關注?！坝捎诤司圩兊哪芰繉θ祟惗砸饬x太大，哪怕是有一點可能，人們也要努力去嘗試?！?/p>

應崇福院士介紹說，目前中國有兩個小組，分別在北京(中國原子能技術研究院)和上海(同濟大學)做有關聲空核聚變的實驗，另外還有幾個人在做這方面純理論的研究。

“到現在為止，中國這兩個小組也還沒有做出任何結果。與此同時，做純理論研究的學者，通過計算得到的結論是：聲空核聚變在理論上也行不通。實際上，就目前《自然》《紐約時報》等報刊發表的文章來看，對這一話題的爭議、質疑并沒有特別多的新內容，實驗重復不了等問題幾年來一直在爭論?，F在，物理學界普遍對它質疑有一個很大的原因就是它在理論上不行。”應崇福說。

根據應崇福的描述，目前國際、國內做聲空理論研究的專家普遍計算得到的聲空內部極限溫度為幾十萬度，少數專家認為可以達到百萬度，距離核聚變發生所需要的溫度都還很遠。但是，應崇福同時又表示，現在這一理論并不完整，理論也在發展、也需要發展。

應崇福認為，假如最終證明聲空核聚變是可能發生的，那么，它實現起來有可能會比已經做了超過半個世紀實驗的“激光核聚變”容易、方便些。綜合上述多種因素，應崇福說，他不主張現在就要大家完全放棄這項研究。

也正如應崇福所主張的那樣，北京和上海兩個實驗小組的相關專家分別告訴本刊，盡管他們迄今沒有做出結果，也很清楚國際上目前此項目所面臨的態勢——并且，中國原子能技術研究院的一位專家表示，他們傾向于認為塔拉亞克漢的實驗是失敗的——但他們并不打算放棄研究，《自然》這組文章對他們的工作并不會造成太大的影響。

責任在誰?

聲空核聚變的爭論最終又扯出一個老話題：與純數理科學不同，現在很多實驗科學的成果都需要重復實驗才能最終檢驗其真偽，而有時這種重復往往又需要很高的代價，或者是在技術上很難被重復。如何解決這一難題?

應該說，相比較其他領域一些實驗而言，重復聲空核聚變這個實驗，需要付出的物質代價并不太大——所需要的實驗資金也就只有幾十萬到幾百萬美金。這個實驗帶給人們更麻煩的是：它需要比較精致的實驗條件，并且需要復合型的人才來做實驗。應崇福說，你要驗證前人的真偽，就需要比前人更為嚴格的實驗條件。而這個實驗牽扯到聲學、物理學、化學、原子能科學等幾種學科，適合做實驗的是兼通這些學科的人，本來就很少。

“美國國防部國防高級研究計劃局確實提供資金給加州大學洛杉磯分校由賽斯·帕特曼主持的實驗小組、伊利諾伊大學我自己的這個小組以及一大筆錢給了普渡大學的塔拉亞克漢教授本人來進行實驗，以求重復這個結果。”質疑者肯尼斯·薩司利克教授說，“但從整個事情的大框架來說，塔拉亞克漢教授工作的整個代價實際上是非常小的。對于一個科學結論，如果結果真的很重要，無論代價大小，他們最終將會被重復實驗并得到驗證。”

“在科學界，類似黃禹錫這樣的例子依然非常少，因為正如我們所見，真理現身后，在科學領域欺騙的后果就是被宣判了‘科學界的死刑。我最大的抱怨是針對科學雜志的編輯過程的。塔拉亞克漢教授最初的結果的確應該被發表，但應該是發表在一家三流的期刊上。但很不幸，《科學》雜志發表了這些結果，而這帶給它們的可信度遠遠超過了它們本身應得的。在我看來，科學雜志的編輯唐·肯尼迪應該受到像塔拉亞克漢教授一樣的責備?！笨夏崴埂に_司利克最后總結說。