Trick or Treat？科学史上的乌龙事件

长久以来，科学研究总是以严谨的形象展现在世人面前。然而纵观人类科学发展的历程，各种无厘头的乌龙事件却总是层出不穷。而正是科学家们对于这些光怪陆离表象的“除魅”，推动了现代科学朝着真理不断地前进。

01 皮尔当人：人类源于英国？

- Piltdown Man -

1912 年，英国的业余考古学家查尔斯·道森宣称在英国东萨塞克斯郡尤克菲城附近的皮尔当发现一件具有原始下颌骨且看起来像现代人类的头骨，这一发现引起了考古学界的一场轰动。

Portrait of the Piltdown skull being examined. （John Cooke，1915年）（由左至右）后排：F·O·巴洛、G·艾略特·史密斯、查尔斯·道森、亚瑟·史密斯·伍德沃。前排: A·S·安德伍德、亚瑟·凯斯、威廉·普兰·派克拉夫特以

当时大英博物馆地理学部门主管亚瑟·史密斯·伍德沃对这一发现十分感兴趣。他多次与道森前往发掘地点，发掘出更多颅骨的碎片，颅骨碎片重建的结果显示这颗头颅在许多层面上类似于现代人。伍德沃将这些头骨碎片和下颌骨拼接成一个头骨，认为属于一个大约50万年前的人，给他取了个学名——道森曙人（“曙人”意思是“黎明的人”，即最早的人）。他估计其脑量为1,070毫升。著名的神经解剖学家斯密斯说，这是“迄今有记录的、最原始的、像猿的人脑”。

皮尔当头骨 图片来源：吴新智，徐欣.《探秘远古人类》

然而后来的研究证实，所谓的“皮尔当人”其实是一场骗局。1953年，科学家采用改进的技术为其测年，这证明这根本不是化石，而是用猴子的下颌与头骨标本拼凑而成的。“化石”老旧的外表则是用铁锈法与铬酸侵蚀造成的。

K. P. Oakley and J. S. Weiner. Chemical Examination of the Piltdown Implements [M] //Sir John Maddox，Sir Philip Campbell，路甬祥. 《自然》百年科学经典（英汉对

通过对皮尔当样品重新进行检验，科学家认为对下颌骨进行铬酸盐染色表明伪造者蓄意使这件现代的骨与矿化的颅骨破片相匹配。该骨骼的实际组分（3.9% 的氮，不到 0.03%的氟）足以证实其现代性；但是铬酸盐染色以及臼齿表面受到过人工磨损表明，该样本不仅是现代的，而且还带有欺诈性。1954年，骗局被全面揭穿，道森和伍德沃已经去世。谁是这个骗局的制造者成了一个难解的谜。

02 聚合水：水知道答案？

Polywater

1962年，苏联科学家B·V·德尔亚津宣布发现了水的一种新的分子形态，即“聚合水”。在德尔亚津的论文中，自蒸气凝聚入直径10~100微米的石英毛细管中的水具有不同寻常的性质。这种聚合水的沸点达150℃，而零下40℃才凝结成玻璃状的固体；密度为1.4克每立方厘米，较普通的水大了10%~20%左右；粘度为普通水的10倍。此外，聚合水的核磁共振谱以及蒸气压也与一般的水不同。科学家们推测，聚合水的分子式为(H2O)10。

L. C. Allen. A Bonding Model for Anomalous Water [M] //Sir John Maddox，Sir Philip Campbell，路甬祥. 《自然》百年科学经典（英汉对照版）：第五卷. 北京：外语教学与研究出版社，2011：28

科学家对于聚合水分子结构的推测。a，在聚合水结构中的一个平面上的单个六边形单元。每个氧原子周围是排布在四面体顶角上的具有同一自旋方向的四个电子（x）和排布在相贯穿四面体顶角上的具有相反自旋方向的四个电子（o）。b，聚合水中层与层之间的堆叠模式。这种模式与石墨中的模式相同，每四层重复一次。c，层的侧视图。（氧原子周围的一个x 电子和一个o 电子因位于页面的后方而无法显示出来。）

时间很快来到了1968年。此时英国和美国的一些实验室也重复了聚合水的制备实验，大多数结果支持了聚合水的存在。不少政府基金也开始导向聚合水的研究，相关的研究也就愈发疯狂了起来。截至1973年，有超过500篇相关的论文被发表。当时有人发出警告，告诫人们断不可将聚水带到实验室外，因为可能诱发水的连锁聚合反应。还有人甚至提出借助聚合水的性质制造武器。

P. Barnes et al.. Polywater and Polypollutants [M] //Sir John Maddox，Sir Philip Campbell，路甬祥. 《自然》百年科学经典（英汉对照版）：第五卷. 北京：外语教学与研究出版社，2011：336-

决定性的反转发生在1969年，科学家发现聚合水含有硼、硅、钠等杂质，因此聚合水可能只是含有杂质的水。同时贝尔实验室的科学家用氩激光照射聚合水，发现聚合水竟然生烟燃烧。聚合水的质谱也非常可疑。科学家发现其质谱线总是以m/e=14（CH2）的倍数出现。如果聚合水是水的聚合物，也应该在m/e=18（H2O）的倍数出现，这显示聚合水其实含有大量有机物杂质。

W. D. Bascom et al. Evidence that Polywater Is a Colloidal Silicate Sol [M] //Sir John Maddox，Sir Philip Campbell，路甬祥. 《自然》百年科学经典（英汉对照版）：第五卷

石英毛细管中的冷凝水外观：（A）刚刚从干燥器中取出和（B）大部分冷凝液挥发后。毛细管内径约为30 μm。对源自毛细管的残余物进行电子探针分析，结果发现很容易检测到钠和硅。

03 冷核聚变：发热就是核聚变？

-Cold Fusion -

冷核聚变是指理论上在接近常温（1000 K以下）、常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应。冷核聚变本身是很有意义的研究方向，因为长久以来科学家们一直探索可控地利用核聚变能。但一个很大的难点在于反应必须在超高温、超高压的环境下进行。若冷核聚变的确存在，就可以大大简化反应装置，降低成本。其能量释放的可控性较之于热核聚变也会更容易。

图片来源于网络

弗莱许曼实验装置。人们对于冷核聚变实验最初的质疑就在于实验的设计过于简陋。很难想像仅靠一个如此简陋的装置就可以实现常温常压下的核聚变反应。（这里可以对比相对成熟的托卡马克装置，科学家的质疑也就不难理解了）

1989年3月，美国犹他大学的彭斯和英国南安普敦大学的弗莱西曼举行新闻发布会，宣称在常温常压下通过电解重水观察到了明显的放热现象。他们将这一结果归因于“冷核聚变”。不过这一研究却引发了世界范围内的巨大争议。

P. Barnes et al. Problems with the γ-Ray Spectrum in the Fleischmann et al. Experiments [M] //Sir John Maddox，Sir Philip Campbell，路甬祥. 《自然》百

麻省理工学院的核聚变专家理查德· 佩特拉索和他的合作者研究了弗莱施曼和庞斯在美国的电视节目上演示的γ射线谱（这是他们唯一一次展示该图谱），并指出他们所声称的γ 射线峰处于错误的位置。这一质疑引发了人们对冷核聚变的报告中存在欺诈的首次怀疑，而不仅仅只是对简陋实验的质疑。

D. E. Williams et al. Upper Bounds on“ Cold Fusion” in Upper Bounds on“ Cold Fusion” in [M] //Sir John Maddox，Sir Philip Campbell，路甬祥. 《自然》百

本文使用的FPH型热流量热计示意图。这篇来自英国化学家戴维· 威廉斯和他的合作者的文章是首篇将流行观点转向认为冷核聚变只是错觉的文章之一。文章报告了对弗莱施曼和庞斯实验结果的一次非常全面的重复尝试，结果发现没有“过热”、中子发射或者氚生成的证据，而后两者被认为是氘发生聚变的判据。

M. H. Salamon et al. Limits on the Emission of Neutrons, γ-Rays, Electrons and Protons from Pons/Fleischmann Electrolytic Cells [M] //Sir Jo

全世界进行了许多实验来研究马丁· 弗莱施曼和斯坦利· 庞斯所声称的已在1989 年利用台式电解实现了核聚变的断言，这篇文章中所报道的内容则提供了一些最具说服力的反面结果。迈克尔· 萨拉蒙是与庞斯同一所学校（犹他大学）的物理学家，他得到了庞斯的允许，使用同一装置重复了那些实验。在彻底的尝试之后，萨拉蒙的团队没有找到“冷核聚变”的证据。庞斯声称在断电妨碍了计算机收集数据之后，确实有过剩热量产生。这一说法只会增加大家对最初断言的怀疑。这些实验曾一度为萨拉蒙招致诉讼威胁。

1989年5月初，美国物理学会在巴尔的摩年会上对冷核聚变提出了严厉的谴责。而两个半月以后，美国能源部（DOE）的调查小组正式对外宣布“没有可信的证据”表明庞斯和弗莱西曼的方法产生了聚变”。