核能版“水变油”登上Nature 谷歌7000万押注MIT参与

　　摘要： “要和我们的水车争风头吗？”

　　本文来自于量子位，作者为边策、乾明

　　谷歌，对核冷核聚变（Cold Fusion）下手了。

　　这个被称为核能版“水变油”的设想，3O年前首次提出后，一直被主流的物理学界斥为“伪科学”。

　　让原本几千万度高温下才能发生的核聚变反应，在接近常温、常压和相对简单的设备条件下发生，如果能够变成现实，意味着只用水就能够创造出无限能源。

　　同时，现在整个社会所依赖的石油、煤炭等资源，都将被替代，成为过去。

　　遗憾的是，这种比拟、甚至要超越“水变油”的研究，从来都没有得到过确定的结果。以至于相关的研究者都指为骗子，笑话。

　　3O年来，Nature、Science等科研圈权威杂志一直对其持批判态度，基本没有发表过关于冷核聚变相关的研究论文。

　　但现在，谷歌重金押注，MIT科学家参与。

　　Nature意外刊出一系列文章，要重新审视冷核聚变（Revisiting the cold case of cold fusion）。

所以，“伪科学”要被正名了吗？

　　谷歌“下手”冷核聚变

　　Nature在相关文章中透露，从2015年开始，谷歌一直在为冷核聚变研究提供实验基金，金额高达1000万美元，折合成人民币近7000万。

　　本周，谷歌的项目经过同行评审在Nature的Perspective栏目上公布。这篇文章，名为重新审视冷核聚变（Revisiting the cold case of cold fusion）。

　　参与的机构有麻省理工、英属哥伦比亚大学、马里兰大学、劳伦斯伯克利国家实验室等等。

　　谷歌的团队，已经探索了三种被提议用来产生冷核聚变的实验装置。两个涉及钯和氢，另一个涉及金属粉末和氢。 同样，在数百次的实验中，并没有发现关于冷核聚变可行的证据。

　　但是，他们在测量和材料科学技术方面取得了一些进展，比如用来测量热能微小变化的新方法，会提高未来各类实验的精密度。

　　研究人员说，这些进展对于能源研究能够带来帮助。他们还希望，自己的工作能够激励其他人重新审视冷核聚变实验。

　　谷歌项目经理Matthew Trevithick表示，进行资助研究并不及仅仅是对冷核聚变的追求，如果仅限于此，就不会对这个团队保持这么长的兴趣了。

　　谷歌的团队有3O年名研究专家，他们之间可以访问彼此之间的数据和设备，并可以互相审查对方的工作。

　　他们的研究结果，在过去两年中发表了12篇论文：9篇发表在有同行评审的期刊上，3篇发表在 arXiv预印本服务器上。

　　重温3O年年前的实验

△Fleischmann正在演示他的实验装置

　　核聚变通常需要在几千万度的高温下才能发生，比如太阳核心、氢弹爆炸，这个过程被称为热核聚变。

　　有些人猜测，像钯这种金属催化剂可以吸收氢原子，从而可以在更低的温度下进行冷核聚变。反应温度不超过1000度，相比几千万度可以说是“非常冷”了。

　　1989年，当时世界上知名的电化学专家Martin Fleischmann和Stanley Pons发现，在用钯电极电解重水时会有异常的热量放出。

　　在大多数情况下，输入到电解池的功率等于计算的功率，系统温度稳定在3O年°C左右。但是，在某些时候，温度会突然升高到约50°C，而输入功率却没有变化。

　　有时高温过程能持续两天或更长时间，并且一旦发生，将在实验中重复数次。

△ 冷核聚变可能的几种反应和实验装置

　　反应中产生的热量多于输入整个系统的能量，根据能量守恒定律，多出来的热量一定有其他来源。Fleischmann认为是重水中的氘核发生了核聚变。

　　他们发表了3篇通过同行评审的论文，但是投给Nature的文章被拒绝了。

　　其他科学家试图复现他们的实验，却没有一个能够成功的。谷歌的研究人员测试了三个他们认为足够可信的实验线索，都没有重复出结果。

　　其中一个，他们试图用钯吸附氘是引发聚变。但在高浓度条件下，谷歌团队无法制造出稳定的样品。

　　第二个是美国物理学家在20世纪90年代工作的后续，他们声称通过用热氘离子脉冲轰击钯，产生了异常水平的氚，另一种仅通过核反应产生的氢同位素。谷歌对核信号的分析显示，这次实验没有氚产生。

　　最后一个实验是在富氢环境中加热金属粉末。目前一些冷聚变的支持者声称，这个过程会产生过多的无法解释的热量，他们认为这是核聚变的结果。但是在420次测试中，谷歌资助的团队没有发现热量过剩。

　　也就是说，谷歌也没有发现关于冷核聚变的可行证据。

　　此外，还有另一种实现冷核聚变的方法——气泡核聚变。当具足够强度的声波引起液体内的气泡快速压缩时，可能会产生几万度的高温。

　　一位印度认为在这个过程中也会引发核聚变，但是并不被主流学术界承认，它自己也因为学术不端被撤销了教授职位。

　　3O年间，很多科学家前赴后继，只希望一朝实现冷核聚变，让人类用上用不枯竭的能源，但是无一例外全没有拿出靠谱的证据。

　　有一些人希望走捷径，主流的科学家们则在人工可控核聚变道路上苦苦追寻。

　　激光核聚变、托卡马克、仿星器，这些实验几十年来虽然发展缓慢，但是看起来更有希望。有些反应设备已经接近于能向外输出能量了。

　　冷核聚变在被视为“病态科学”（pathological science），和伪科学也差不多了。Hacker News网友知道谷歌投资这种研究，对此是嗤之以鼻的：

　　“这不是非常困难的问题，实际上根本不可能。”

　　“谷歌完全是在没有成功希望的研究上浪费钱。”

　　“谷歌如果认真对待核聚变，应该投资主流研究。”

　　谷歌的核能之路

　　谷歌布局核能源，并不仅仅只有这一次。往前追溯，可以到2010年。

　　当年4月，美国科技博客TechCrunch报道，谷歌收购了一家开发和设计小型移动高效核能发电机有关的公司。

　　这家公司，已经开发出了能够进行高效同位素分离的新程序，这个技术的主要用途，就是进行铀浓缩。而浓缩铀，是生产核能源的必然条件。

　　此外， 谷歌也在利用自己的AI技术，切入核能领域。

　　2017年，Futurism报道称，谷歌与核聚变公司Tri Alpha Energy （TAE）合作，一起开发出了核聚变演算法，并发表了相关论文。

　　这演算法名为“Optometrist”演算法，由机器学习技术驱动，可帮助实验者选出核聚变实验的最佳参数。

　　这两个动作，都是当前核能研究的主流做法。

　　而这次，谷歌选择了资助冷核聚变研究，被不少人指认为是“走捷径”的行为。

　　国内的网友，更是拎出了“南阳水汽车”与其进行对比，调侃称：要和我们的水车争风头吗？

　　但正如Nature系列文章所展现出来的那样，也有人认为，找不到可行的证据，可能是研究不够全面，但我们不能因此就排斥任何去探索相关研究的科学家。

　　你怎么看？

责任编辑：张国帅