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冷核聚变丑闻的背后

2000-06-28 来源:中华读书报  我有话说

科学经常被假冒,被人用来支持一些与科学毫不相干的事情,甚至引发出闹剧。《科学幻像》属江西教育出版社“三思文库·公众科学系列”之一,作者探讨了科学在美国人生活中的地位,剖析科学与美国主流文化之间的关系,描述了产生假冒科学的那些文化条件。书中讨论了发生在当代美国的五个典型案例:水加氟事件,关于艾滋病的种种理论,冷聚变事件,进化论与创世论之争,科幻作品中“狂人科学家”角色的演变。读来不仅十分有趣,而且给人颇多启迪。下文节选自该书,题目为编者所加。

冷聚变假说

核能可以通过两种不同的过程释放出来,即裂变和聚变。裂变是使原子核分裂,它就是商业核电力和简单原子弹的能源。聚变过程是两个氢原子核发生碰撞,从而聚合在一起。因为原子核具有电荷相互排斥,所以要得到聚变反应是极端困难的。只有在超常的高温下,原子核才会发生聚变。在太阳的中心和在氢弹中,发生的就是聚变。在氢弹中,是利用简单的裂变原子弹产生的大量热能来使氢原子核聚合。科学家们积极研究,已经提出一些利用高温聚变所产生的能量的方案,但是,由于达到必要的高温十分困难,更由于那样的高温难于维持,这样的目标至今未能实现。然而,受控聚变动力的这一前景,却一直吸引着关注我们世界能源需求的许许多多的科学家和工程师。

既然极端的高温是产生聚变能的障碍,人们自然要探索其他或许能导致聚变的途径。是否存在着不依赖于像太阳中心那样的条件也能使原子核发生聚变的其他过程?几十年过去了,人们对这个问题有过大量的探索,但一直没有结果。

有意思的是,早就有一个与这个问题不相干的实验,竟然与庞斯和弗莱西曼的冷聚变实验惊人地相似。早在1924年,即在人们知道聚变过程很久以前,柏林大学的弗里兹·潘勒塞(FritzPaneth)和库尔特·彼得斯(KurtPeters)曾经强行使氢气通过一个钯阵列,企图以此来产生氦。他们报告说,他们的实验得到了氦4(这是一种现在被认为可以表明发生了聚变的副产物)。不久,约翰·唐德贝尔格(JohnTand?berg)在1927年改进上述两人的方法,让电流通过重水以后再进入一根钯杆,似乎也昭示了可以廉价产生出氦的希望。可惜,潘勒塞和彼得斯以及唐德贝尔格所用方法得到的那种让他们高兴不已的产品是一种假象,原来是实验室中常会发生的沾染。因此,他们的假说未能成立。

这期间,有关裂变的研究一直集中在需要极高温度的方法。大约在1984年,有两位电化学家开始关注起在低温下产生聚变的课题。他们中间一位是马丁·弗莱西曼,英国皇家学会的成员和南安普敦大学的电化学研究教授;另一位是斯坦利·庞斯,美国犹他大学的化学教授。他们设想,如果强行把两个氘(氢元素的一个变种)原子核挤进一个容不下两个原子核的小空间,这两个氘原子核就有可能发生聚合。金属钯的分子结构便提供了适合这种要求的小空间。

但是,怎样才能把氘核挤入钯金属的晶格中去呢?他们制作了一个简单的电解槽,电解槽里的重水中有所需要的氘原子,而电解槽的阴极是用钯制成的。他们的假说是:电流从阳极向阴极的运动会迫使氘原子核从重水移入钯的晶格,从而在那里发生聚变。因为这种聚变将会是在接近室温的条件下发生,比起在极高温度下发生的聚变,它是“冷的”。弗莱西曼和庞斯两人显然没有意识到他们是在重复潘勒塞、彼得斯和唐德贝尔格的工作。

弗莱西曼和庞斯采用这种方法还需要解决一个问题:怎样才能知道一个电学过程真的产生了一个核事件?查明这一点的主要线索是两个迹象:一个是,发生聚变应产生的辐射,这可以通过测量放射性粒子即中子的数量来加以确定;另一个是,电解槽所产生的能量应当肯定大于提供给电解槽的电能,这可以通过测量温度来加以确定。

在1989年春天,马丁·弗莱西曼和斯坦利·庞斯感到他们的研究还不够成熟,原打算就冷聚变问题继续工作一段时间再发表成果。然而这时他们获悉,布赖汉姆·杨(BrighamYoung)大学也有几位物理学家正在进行类似的实验,虽然要解决的问题与他们的并不相同。庞斯和弗莱西曼感到了压力,觉得必须尽快公布他们的研究成果。无疑,他们渴望获得首先发现冷聚变的殊荣。这时候,犹他大学的律师们和管理层也对他们施加压力,认为只要庞斯和弗莱西曼首先公布他们的成果,那么犹他大学对冷聚变的专利权地位肯定会极大地加强,而布赖汉姆·杨大学的相应地位便会削弱。就是在这样一种情况下,弗莱西曼和庞斯两人在一次记者招待会上宣布,他们在一个电解槽里通过把氘核聚合在一个钯晶格里实现了冷聚变。他们解释说,在这项实验中,输出的能量至少是输入能量的四倍。这事发生在1989年3月23日。

经过选择的科学报道

在犹他大学的记者招待会开过以后不到24小时,全世界就有科学家开始了两方面的工作:或者重做庞斯和弗莱西曼讲述的实验,或者竭力证明他们的错误。根据《新闻周刊》的披露,至少有1000个实验室在检验他们的声明。报纸、杂志和电视台也行动起来,追踪着科学家,急于获得有关这个问题的最新进展。在头三个月,从科学家那里传出五花八门的大量消息,有的倾向确认,有的倾向否定,有的说已完全证实,有的说已部分证实,还有不十分肯定的指责和个人看法,等等。总之,关于冷聚变,众说纷纭。

斯坦福大学、佐治亚理工学院、得克萨斯A&M、洛斯阿拉莫斯、佛罗里达大学和华盛顿大学等单位的科学家,先后公布了他们的肯定结果。巴西、捷克斯洛伐克、匈牙利、印度、意大利和苏联等国的科学家,也出面予以肯定。但是,密歇根大学、橡树岭和英国原子能管理局等处的科学家,却给出的是详细说明的否定性结果。而且,佐治亚理工学院的研究人员后来又收回了他们原来的意见,因为他们事后发现他们对中子数的测量大有问题。

加利福尼亚理工学院、马萨诸塞理工学院和其他一些大学的科学家一直不相信关于冷聚变的那些肯定性报告,他们的批评集中在三个方面:(1)根据那些报告的内容,作者没有做过必要的而且十分容易的对照实验;(2)对热量、中子数和证明发生了冷聚变的其他迹象的测量,许多都十分草率,搀有水份;(3)断定发现了冷聚变的那些人误解了有关核聚变的公认理论的实质。1989年5月初,美国物理学会在巴尔的摩召开年会,会上出现了对冷聚变最严厉的批评。两位来自加利福尼亚理工学院的科学家内森·刘易斯(NathanLewis)和史蒂文·库林(StevenKoonin),向大会提交了一份关于冷聚变研究的毫不留情面的评论。库林面对众多的听众激动地说:“根据我的工作经验和我掌握的核聚变知识,我的结论是,犹他的实验是错误的。由于庞斯和弗莱西曼不够资格和采取了欺瞒手段,我们受骗了。”两个半月以后,能源部组成的一个咨询小组在经过调查后宣布:“没有可信的证据”表明庞斯和弗莱西曼的方法产生了聚变。

面对如此大量信息,新闻媒体不得不进行挑选,看看什么东西值得作为新闻加以报道。这种挑选并非是防止不负责任新闻的那种审查,而是在众多新闻素材中寻找一个好故事的一种新闻传统。如果说选择是不可避免的话,那么问题在于选择持什么态度。《自然》、《纽约时报》和少数其他媒体一开始就对冷聚变持怀疑立场。《科学》和《高等教育记事》(ChronicleofHigherEduca?tion)在头两个月不偏不倚,同时刊载肯定意见和否定意见,大致一半对一半。然而,一般说来,面向大众的媒体,有关报道几乎都不加批判地相信冷聚变,因为报道肯定冷聚变的消息会产生新闻轰动效应,而否定的消息让人乏味。

如果对这种普通的报道方式有责难的话,那么新闻记者们只应负一部分责任,科学家也要负一些责任才是。在印刷媒体中,《华尔街日报》(WallStreetJournal)为冷聚变进行喝彩的热情最高。它为了压过美国的其他报纸,在3月23日,即在盐湖城召开新闻记者会的当天,便匆忙地发了一条简讯。第二天,这家报纸再以极大的热情补充报道了记者会的详细情况。布鲁克海文实验室曾经发表过某些研究结果,似乎证实了布赖汉姆·杨大学史蒂文·琼斯(StevenJones)的带有很大试探性的聚变研究。《华尔街杂志》立即接过来,把那些结果夸张解释为证实了庞斯和弗莱西曼的争议要大得多的声明。当持怀疑立场的人出来批评冷聚变时,《华尔街日报》发表一篇社论,申斥那些人态度恶劣,反映了“当前全国的一种喜欢唱反调的顽固陋习”。那份日报社在为自己“走在冷聚变事业的最前头”很是得意一番以后,最后说:“具有卓越思想的人(即指庞斯和弗莱西曼那样的人)找到了正确道路已经在思考未来,而站在一旁的其他人却仍旧在为眼前的问题所困扰。”

约翰·休曾格(JohnHuizenga)分析专为《华尔街日报》跟踪这一事件的记者杰里·毕肖(JerryBishop)撰写的那些报道,进行了概括。休曾格说:“他大量转述相信冷聚变的那些主要人物的看法,仿佛他们就要作出本世纪的重大发现。对于众多科学家得到的否定结果,他却熟视无睹。”毕肖积极报道冷聚变,获得了美国物理学会颁发的科学新闻奖。对此,学会的许多科学家反应强烈,认为他的报道充满天真幼稚的胡话,绝少科学。接着,这些科学家集体抵制颁奖仪式,给毕肖一个难堪。

《华尔街日报》即使犯有过失,但也并不比其他媒体严重多少。大多数大众媒体表现出来的对消息来源失去鉴别能力的狂热,只不过稍逊一筹而已。在冷聚变热消退下去以后,过了很久,《商业周刊》(BusinessWeek)仍然保持了它对冷聚变的钟情。在1992年,这份杂志接连发表三篇社论,让人们觉得又出现了什么支持冷聚变的新情况,而早在一年多以前,犹他大学已经关闭了它的国家冷聚变研究所。

关于冷聚变的报道出现偏向的另一个起因,不是记者,而是科学家。那些自以为进一步证实了庞斯-弗莱西曼假说的人,总是急匆匆向世界宣布他们的结果,而且常常采用记者招待会的方式。然而,他们的那些得到否定结果的同行,却迟迟不出来说话。原子核研究欧洲中心(theEuropeanCenterfortheStudyofNuclearRe?search)的道格拉斯·莫里森(DouglasMorrison)对这两种截然不同的态度有很好的分析:

因为他们得到的是肯定结果,那已经发表过……他们不用担心受到批评。因此,他们马上宣布,多半还召开任何人都可以参加的记者会……而那些认真做过实验却一无所获的人,反而会犹疑,因为公开指出同行的错误要冒风险……因此他们迟疑,不轻易发表。他们需要时间核实,再核实。他们会说:“唔,也许藏有什么秘密,我得再试试。”所以,他们就慢了。因此在开始一段时间,你得到的只有被证实一方的消息。

有的科学家把冷聚变当成既成事实,降低了证据要求,而更多的他们持怀疑态度的同行仍旧坚持较高的标准,这种情况当然不好怪罪于新闻记者。提前发表本身,就容易使人相信。坚信冷聚变的人抓住了这种先行优势,所以持怀疑立场的人会在大众舆论的法庭上发现,在提供证据方面,公众对认真科学的要求要比草率科学苛刻得多。

导致报道出现偏向的第三个原因,是认定有冷聚变的那些科学家联合起来搞了许多不光采的小动作,而新闻记者们对此却视而不见。电化学学会决定从1989年5月8日起在洛杉矶召开年会,会议主题定为冷聚变。大会的组织委员会只邀请了支持冷聚变的人作报告,而把介绍否定结果的报告排斥在外。同样,也是在1989年5月份,能源部在圣菲召开冷聚变专题讨论会,会议期间召开过好几次记者招待会,在那些记者会上,也是只安排支持冷聚变的人发言,不让怀疑者说话。到了1990年3月,犹他大学在盐湖城举行关于冷聚变的首次年会的时候,新闻媒体对于冷聚变已经产生了许多怀疑。斯坦利·庞斯和马丁·弗莱西曼自然是那次大会的主角,他们多次作大会发言,但是却未安排回答记者们提出的尖锐问题。在大会组织的几次记者招待会上,连好些次要的冷聚变支持者都有机会向媒体解释他们的立场,可是,持怀疑立场的科学家仍被排斥,剥夺了接触媒体的机会。

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