邊策乾明 發自 凹非寺
　　量子位 報道 公眾號 QbitAI

　　谷歌，對核冷核聚變（Cold Fusion）下手了。

　　這個被稱為核能版“水變油”的設想，30 年前首次提出后，一直被主流的物理學界斥為“偽科學”。

　　讓原本幾千萬度高溫下才能發生的核聚變反應，在接近常溫、常壓和相對簡單的設備條件下發生，如果能夠變成現實，意味著只用水就能夠創造出無限能源。

　　同時，現在整個社會所依賴的石油、煤炭等資源，都將被替代，成為過去。

　　遺憾的是，這種比擬、甚至要超越“水變油”的研究，從來都沒有得到過確定的結果。以至于相關的研究者都指為騙子，笑話。

　　30 年來，Nature、Science 等科研圈權威雜志一直對其持批判態度，基本沒有發表過關于冷核聚變相關的研究論文。

　　但現在，谷歌重金押注，MIT 科學家參與。

　　Nature 意外刊出一系列文章，要重新審視冷核聚變（Revisiting the cold case of cold fusion）。

　　所以，“偽科學”要被正名了嗎？

　　谷歌“下手”冷核聚變

　　Nature 在相關文章中透露，從 2015 年開始，谷歌一直在為冷核聚變研究提供實驗基金，金額高達 1000 萬美元，折合成人民幣近 7000 萬。

　　本周，谷歌的項目經過同行評審在 Nature 的 Perspective 欄目上公布。這篇文章，名為重新審視冷核聚變（Revisiting the cold case of cold fusion）。

　　參與的機構有麻省理工、英屬哥倫比亞大學、馬里蘭大學、勞倫斯伯克利國家實驗室等等。

　　谷歌的團隊，已經探索了三種被提議用來產生冷核聚變的實驗裝置。兩個涉及鈀和氫，另一個涉及金屬粉末和氫。 同樣，在數百次的實驗中，并沒有發現關于冷核聚變可行的證據。

　　但是，他們在測量和材料科學技術方面取得了一些進展，比如用來測量熱能微小變化的新方法，會提高未來各類實驗的精密度。

　　研究人員說，這些進展對于能源研究能夠帶來幫助。他們還希望，自己的工作能夠激勵其他人重新審視冷核聚變實驗。

　　谷歌項目經理 Matthew Trevithick 表示，進行資助研究并不及僅僅是對冷核聚變的追求，如果僅限于此，就不會對這個團隊保持這么長的興趣了。

　　谷歌的團隊有 30 名研究專家，他們之間可以訪問彼此之間的數據和設備，并可以互相審查對方的工作。

　　他們的研究結果，在過去兩年中發表了 12 篇論文：9 篇發表在有同行評審的期刊上，3 篇發表在 arXiv 預印本服務器上。

　　重溫 30 年前的實驗

Fleischmann 正在演示他的實驗裝置

　　核聚變通常需要在幾千萬度的高溫下才能發生，比如太陽核心、氫彈爆炸，這個過程被稱為熱核聚變。

　　有些人猜測，像鈀這種金屬催化劑可以吸收氫原子，從而可以在更低的溫度下進行冷核聚變。反應溫度不超過 1000 度，相比幾千萬度可以說是“非常冷”了。

　　1989 年，當時世界上知名的電化學專家 Martin Fleischmann 和 Stanley Pons 發現，在用鈀電極電解重水時會有異常的熱量放出。

　　在大多數情況下，輸入到電解池的功率等于計算的功率，系統溫度穩定在 30°C左右。但是，在某些時候，溫度會突然升高到約 50°C，而輸入功率卻沒有變化。

　　有時高溫過程能持續兩天或更長時間，并且一旦發生，將在實驗中重復數次。

冷核聚變可能的幾種反應和實驗裝置

　　反應中產生的熱量多于輸入整個系統的能量，根據能量守恒定律，多出來的熱量一定有其他來源。Fleischmann 認為是重水中的氘核發生了核聚變。

　　他們發表了 3 篇通過同行評審的論文，但是投給 Nature 的文章被拒絕了。

　　其他科學家試圖復現他們的實驗，卻沒有一個能夠成功的。谷歌的研究人員測試了三個他們認為足夠可信的實驗線索，都沒有重復出結果。

　　其中一個，他們試圖用鈀吸附氘引發聚變。但在高濃度條件下，谷歌團隊無法制造出穩定的樣品。

　　第二個是美國物理學家在 20 世紀 90 年代工作的后續，他們聲稱通過用熱氘離子脈沖轟擊鈀，產生了異常水平的氚，另一種僅通過核反應產生的氫同位素。谷歌對核信號的分析顯示，這次實驗沒有氚產生。

　　最后一個實驗是在富氫環境中加熱金屬粉末。目前一些冷聚變的支持者聲稱，這個過程會產生過多的無法解釋的熱量，他們認為這是核聚變的結果。但是在 420 次測試中，谷歌資助的團隊沒有發現熱量過剩。

　　也就是說，谷歌也沒有發現關于冷核聚變的可行證據。

　　此外，還有另一種實現冷核聚變的方法——氣泡核聚變。當具足夠強度的聲波引起液體內的氣泡快速壓縮時，可能會產生幾萬度的高溫。

　　一位印度學者認為在這個過程中也會引發核聚變，但是并不被主流學術界承認，他自己也因為學術不端被撤銷了教授職位。

　　30 年間，很多科學家前赴后繼，只希望一朝實現冷核聚變，讓人類用上用不枯竭的能源，但是無一例外全沒有拿出靠譜的證據。

　　有一些人希望走捷徑，主流的科學家們則在人工可控核聚變道路上苦苦追尋。

　　激光核聚變、托卡馬克、仿星器，這些實驗幾十年來雖然發展緩慢，但是看起來更有希望。有些反應設備已經接近于能向外輸出能量了。

　　冷核聚變在被視為“病態科學”（pathological science），和偽科學也差不多了。Hacker News 網友知道谷歌投資這種研究，對此是嗤之以鼻的：

　　“這不是非常困難的問題，實際上根本不可能。”

　　“谷歌完全是在沒有成功希望的研究上浪費錢。”

　　“谷歌如果認真對待核聚變，應該投資主流研究。”

　　谷歌的核能之路

　　谷歌布局核能源，并不僅僅只有這一次。往前追溯，可以到 2010 年。

　　當年 4 月，美國科技博客 TechCrunch 報道，谷歌收購了一家開發和設計小型移動高效核能發電機有關的公司。

　　這家公司，已經開發出了能夠進行高效同位素分離的新程序，這個技術的主要用途，就是進行鈾濃縮。而濃縮鈾，是生產核能源的必然條件。

　　此外， 谷歌也在利用自己的 AI 技術，切入核能領域。

　　2017 年，Futurism 報道稱，谷歌與核聚變公司 Tri Alpha Energy (TAE)合作，一起開發出了核聚變演算法，并發表了相關論文。

　　這演算法名為“Optometrist”演算法，由機器學習技術驅動，可幫助實驗者選出核聚變實驗的最佳參數。

　　這兩個動作，都是當前核能研究的主流做法。

　　而這次，谷歌選擇了資助冷核聚變研究，被不少人指認為是“走捷徑”的行為。

　　國內的網友，更是拎出了“南陽水汽車”與其進行對比，調侃稱：要和我們的水車爭風頭嗎？

　　但正如 Nature 系列文章所展現出來的那樣，也有人認為，找不到可行的證據，可能是研究不夠全面，但我們不能因此就排斥任何去探索相關研究的科學家。

　　你怎么看？

總結

以上是生活随笔為你收集整理的核能版“水变油”登上Nature！谷歌7000万押注，MIT参与的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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