今年早些时候，ARPA-E，一个致力于资助先进能源研究的美国政府机构，宣布了一系列针对其称为“低能核反应”或 LENR 的领域的赠款。大多数科学家可能没有注意到这条新闻。但是，对于其中一小部分人来说，这一声明标志着他们专业的证明：冷聚变。
冷聚变，在其从业者中更广为人知的名称是 LENR，是通过使原子核合并来产生能量的科学——或者更准确地说，是艺术。所有这一切都发生在不需要“传统”聚变所需的数百万度高温的情况下。在一个理想的世界里，成功的冷聚变可以为我们提供无限的清洁、易于获取的能源。
尽管听起来诱人，但在过去的 30 年里，冷聚变在很大程度上是科学史上最臭名昭著的争议之一的幽灵。1989 年，一对化学家声称实现了这一壮举——但没有人能够复制。至今仍没有普遍接受的理论支持冷聚变；许多人仍然怀疑它根本不可能实现。但那些从事 LENR 研究的物理学家和工程师认为，新的赠款表明他们的领域在经历了数十年的沉寂后正受到认真对待。
乔治华盛顿大学的工程师 David Nagel 认为：“它有一个糟糕的开端和糟糕的声誉，而且在这期间，证据不断堆积。”
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点燃聚变涉及到将原子核挤压在一起，形成更大的原子核并释放能量。这并不容易。原子核内的质子带正电，同种电荷的原子核会相互排斥。物理学家必须设法将原子撞在一起。
正常情况下，突破这一障碍需要巨大的能量，这就是为什么恒星（聚变在那里自然发生）和地球上的实验需要达到极高的温度。但是，如果有一种较低温度的方法呢？
自 20 世纪初以来，科学家们一直在推测此类方法，并且他们已经找到了几种枯燥且效率极低的方法。但在 20 世纪 80 年代，两位化学家认为他们找到了一种非常成功的方法。
这对搭档，Martin Fleischmann 和 Stanley Pons，将贵金属钯放在重水浴中：一种含有额外中子的 H2O 形式，称为氘，常用于核科学。当 Fleischmann 和 Pons 通过他们的设备接通电流并使其运行后，他们开始看到突然的热量峰值，据他们称，以及像中子这样的粒子。
据他们说，这些热量峰值和粒子无法用任何化学过程来解释。可以解释它们的是重水中的氘原子核的聚变，就像在恒星中一样。
如果 Fleischmann 和 Pons 是正确的，那么聚变可以在室温下在相对基础的化学实验室中实现。如果您认为这听起来好得令人难以置信，那么您绝不是孤独的。当这对搭档在 1989 年宣布他们的结果时，随之而来的是现代科学史上最壮观的火爆场面之一。一位又一位科学家试图重现他们的实验，但没有人能够可靠地复制他们的结果。
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Pons 和 Fleischmann 被铭记为骗子。他们是化学家，试图在一个由物理学家主导的领域扬名立万，这可能没有帮助。“冷聚变”发现自己处于正规科学的边缘。
然而，在暗地里，LENR 实验仍在继续。（一些研究人员尝试了 Fleischmann 和 Pons 的主题的变体。其他研究人员，尤其是在日本，寻求 LENR 作为一种净化核废料的方法，通过将放射性同位素转化为危险性较低的物质。）一些实验显示出异常现象，如过量的热量或 α 粒子——如果原子核在幕后发生反应，这些异常现象可能得到最好的解释。
“LENR 领域 somehow，奇迹般地，由于所有相关人员的坚持，已经保持了生命力，并且已经持续了 30 年，” Breakthrough Institute 智囊团的分析师兼麻省理工学院的毕业生 Jonah Messinger 表示。
Fleischmann 和 Pons 的致命缺陷——他们无法复制的结果——继续给该领域蒙上阴影。即使是一些后来显示出成功的实验也无法复制。但这并没有阻止 LENR 当前的支持者。麻省理工学院的核科学家 Florian Metzler 说：“科学一直存在可重复性问题。”
在缺乏大规模官方推动的情况下，私营部门提供了 LENR 的大部分支持。例如，在 2010 年代后期，谷歌投入了数百万美元用于冷聚变研究，但成效有限。但政府资助机构现在正开始关注。ARPA-E 项目加入了欧盟项目 HERMES 和 CleanHME，这两者都于 2020 年启动。（Messinger 和 Metzler 是将获得 ARPA-E 赠款的麻省理工学院团队的成员。）
按照其他能源研究资助的标准，这些赠款都不算特别高。欧盟项目和 ARPA-E 每个项目的总金额约为 1000 万美元：与美国政府计划在 2023 年在主流聚变方面花费的 10 亿美元以上相比，这只是九牛一毛。
但其支持者表示，这笔钱将用于重要方面。该领域有两个紧迫的优先事项。一是通过高质量的研究论文吸引注意力，清晰地展示异常现象，最好发表在《自然》或《科学》等知名期刊上。Metzler 说：“然后，我认为，将会有大量的资源和人才涌入。”
第二个，更长期的目标是解释冷聚变可能如何起作用。根据科学家们今天的理解，物理定律并没有就冷聚变为何会发生达成共识。
Metzler 并不认为这个悬而未决的问题是个问题。“有时人们会提出这些论点：‘哦，冷聚变违反了既定的物理学’，或者类似的话，”他说。但他认为核物理学中有很多未解之谜，尤其是在处理较大的原子时。“在核系统方面，我们有巨大的无知，”他说。
然而，其他专家认为，答案将带来重大利益。Nagel 说：“只要不被理解，科学界就有很多人退缩。他们不愿意关注它。”
当然，冷聚变完全有可能是一种幻觉。如果是这样，那么 ARPA-E 的赠款可能会给研究人员更多证据，证明那里什么都没有。但也有可能，幕后确实存在着*某种*力量在起作用。
而且，LENR 的支持者说，Fleischmann 和 Pons 的故事现在正在淡出，因为年轻的研究人员进入该领域，他们对 1989 年没有记忆。也许这最终会让 LENR 走出这对搭档的阴影。“如果发生了核异常，”Messinger 说，“我希望更广泛的物理学界已经准备好倾听了。”
