冷核聚变的时空阶梯理论分析

常炳功

美国纽约州立大学州南部医学中心，神经病学和神经生理药理学系，神经退行性疾病和发现中枢神经系统生物标记实验室，美国·纽约 NY11203

1 引言

冷核聚变（Cold fusion）是指理论上在接近常温（1000K以下）、常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应。核聚变反应中，多个轻原子核被强行聚合形成一个重原子核，并伴随能量释放。

冷核聚变为大众所知起因于1989年3月，二位科学家，M.Fleishmann 和S.Pon 声称在试管里用电化学手段引发了核聚变，这在当时全世界的科学界引起了巨大的轰动[1]。1990年3月，犹他大学的物理学家Michael H.Salamon 和九位合著者报告了阴性结果[2-6]。

在1990年代，出版了几本批评冷聚变研究方法和冷聚变研究人员行为的书籍[7-9]。多年来，出现了几本为他们辩护的书[10]。1998年前后，犹他大学在花费超过100 万美元后已经放弃了研究，而在1997年夏天，日本在花费了2000 万美元后停止了研究并关闭了自己的实验室[11]。

2008年，日本大阪大学物理学教授荒田吉明宣称完成第一次成功冷聚变示范。在实验中，荒田吉明使氘进入一个包含钯与锆氧化物之混合物中，在这种稠密的状态下，来自于不同原子的氘原子核聚变产生氦原子核[12]。

2011年，意大利波隆纳大学（University of Bologna）物理系的科学家安卓·罗西（Andrea Rossi）与Sergio Focardi宣布已成功利用能源催化剂（Energy Catalyzer）引发冷核聚变反应，但尚未普遍得到其他科学家证实[13-17]。

2 时空阶梯理论的解释

计算心心相印指数的时候，再次遇到1989年出生的，需要把生命时空初值加上3000，才能得到很好的爱情关系解释[15]。这个时候，1989年马上引起注意，正是在1989年3月，二位科学家，M.Fleishmann 和 S.Pon 声称在试管里用电化学手段引发了核聚变。冷核聚变会不会与引力势有关？马上查找文献并计算，最后发现1989年，M.Fleishmann 和S.Pon 实现了核聚变；2008年，荒田吉明实现了冷核聚变；2011年，Andrea Rossi 与Sergio Focardi 实现了冷核聚变，都与引力势增加有关。而其余的研究时间，都不在引力势的高值期。时空阶梯理论最后发现，引力势的增加，来源于拉尼娜[18]。查找资料，1988年6月——1989年6月，发生了强拉尼娜事件[19]；2007年——2008年发生了强拉尼娜事件[20]；2010年——2011年发生了强拉尼娜事件[21]。

时空阶梯理论对拉尼娜的解释，就是太阳系经过银河系的区域，假如气时空很高，或者说暗物质很浓，或者能气场很强，就容易发生拉尼娜。

拉尼娜是西班牙语“小女孩”的意思，也称反厄尔尼诺现象，指发生在赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷的现象，表现为海水表层温度低出气候平均值0.5 以上，且持续时间超过6 个月以上。暗物质就是能气场，而气场是螺线矢量场，假如气场很强，很容易把水汽扩散到远方，从而导致海水大范围持续异常变冷的现象。而引力势与气时空成正比，所以气时空增加，引力势也增加，这也是为什么要为1989年出生的人增加额外的引力势3000。这个额外的增加3000，被大量的现实爱情关系证明是正确的，必要的[12]。

为了理清思路，我们整理一下：1989年、2008年、2011年，分别是有拉尼娜发生的年份，这三个年份，太阳系经过银河系的时候，该区域的暗物质比别的区域浓，也就是这里的能气场更强大，这里的结论就是，冷核聚变，需要更多的暗物质。

3 计算

计算心心相印指数，遇到1989年出生的，需要把生命时空初值加上3000，才能得到很好的爱情关系解释[12]。

这里的3000 数值到底是多少？由于为了简化计算，在计算生命时空初值的时候，八大行星的质量是按照地球为1 计算的[12]，我们现在还原本来的计算值（地球质量：5.972×1024kg）。

这是一个很大的能量。

地球每秒到底接受太阳多少能量？

太阳每秒总电磁辐射为3.827×10^26W，这个值也有一个名称，叫做光度值。

按地球的截面积是127400000km2来计算，可得出地球每秒从太阳接收约1.74×10^17J 能量，而大气层大约要反射34%的太阳光。

所以，到达地面的太阳能大约是每秒1.15×10^17J。

按照这个数值，地球需要照射上亿年，才能达到上面3000 的数值量。可见这个增加3000，看似不大，但真正计算起来，却发现非常大。

我们计算到这里，似乎感觉有些无助了，在地球上，怎么才能增加这么多能量？

但是，仔细分析发现，这个引力势是八大行星的引力势，范围波及整个太阳系，假如局部到地球，可能不需要这么大的引力势。

一个带电荷q 的正电荷粒子，就像氢原子的原子核一样，产生一个电势场：

其中，ε0是一个物理常数，称为自由空间的介电常数。这个势场告诉我们的是如果两个电荷Q和Q之间距离为r，那么与它们相互作用相关的势能是：

你可以看到，当距离r变小时，能量变大。因此，为了使两个电荷靠得更近，我们需要对两个电荷的系统做功。就是要使两个电荷（q=Q=1.6×10^–19C）靠近到强核力占主导的距离范围内（1.7fm），因此U=1.35×10^-13J。

我们简化计算：水的体积为1000cm3，水的密度有1g/cm3。因此，1000cm3水的重量有1000g，水分子的化学式，是H2O，意思是说有两个氢原子跟一个氧原子所构成的。水的分子量是18，意思是说每mol 的水分子重18g，因此我们得到1000cm3水中所含的原子数量=1000/18×6×1023=3.3×1025个原子。

让1000cm3总体积内电荷靠近的总的势能是：U=1.35×10-13J×1/2×3.3×1025=2.2275×1012J。

下面我们看看，高速离心机能不能达到这样的势能数值？

我们把引力势能与离心机产生的动能联系起来，就是说我们需要的引力势能与离心机产生的动能相等的情况下，看看需要怎样的旋转速度？因为八大行星引力势增加的本质是收缩，而离心机的旋转速度的本质也是收缩，所以把两者等同起来画上等号。在这里是假说，之前没有这样的等式，是否成立只有未来的实验去检验。

假如冷核聚变的装置是100kg（m=100kg），放入大型高速离心装置内，高速离心的转速是1000km/s（冷核聚变装置位置的速度），那么离心机产生的动能为：

我们可以看到，以上离心机的转速，以及可以携带100kg 冷核聚变的装置产生的动能，已经达到了5×1013J，大于让1000cm3总体积内电荷靠近的总的势能：2.2275×1012J。所以，我们用大型超速离心机，在理论上是可以让电荷相互靠近，实现核聚变。

以上设计和计算是我们真正想要的结果，假如可以，冷核聚变将是人为可控的。

但是，假如不行，那怎么办？

我们在此认为，1989年、2008年、2011年的冷核聚变都是成功的，都是因为有引力势的增加而获得成功，那么，根据时空阶梯理论计算，在2023年1月21日，八大行星的引力势将达到最大，所以在这一天可以做冷核聚变实验。我们在此的建议是，至少提前半年的时间开始工作，也就是说，要在2022年7月份就要开始实验。这样做会得到不同的结果，可能随着引力势的增加，冷核聚变的热效应越来越强。同时，从目前到2023年1月21日，或者到未来，一旦有强拉尼娜现象，就要投入实验，因为拉尼娜现象的发生，就是太阳系经过的银河系区域的暗物质增加了，能气场增加了，类似八大行星的引力势增加了。

4 冷核聚变的未来方向

通过以上分析和计算，我们知道，冷核聚变需要的是更多的暗物质。

时空阶梯理论通过对比研究[22]，发现电是能量的压缩版，而磁场是中医气的压缩版，所以对比电与磁，得出能量与中医气的结论就是：随时间变化的气场可以激发涡旋能量场，随时间变化的能量场可以激发涡旋气场，能量场和气场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的能气场。而能气场就是暗物质。根据时空阶梯理论，制造更多的暗物质，需要大量的能量流动或者能量变化。之前我们在论文中描述如何制造更多的气，也就是如何制造更多的暗物质[22]。

气时空小屋的建造：建造一个小屋，这个小屋温度相对稳定，不受小屋外温度的影响。小屋外建造一个密闭的大房子，要比小房子大很多。这个大房子首先冷却到低温（比如-7℃），然后让气温逐渐升高（比如升高到0℃），这个气温升高，就会导致气时空的产生，气时空就是暗物质。同时，循环这个过程，就是降温到-7℃，升温到0℃，然后再降温到-7℃，再升温到0℃。这是通过能量变化产生的暗物质，同时，我们可以在小屋的周围，设计很多螺旋管，让其中有热的液体通过，这样也可以产生暗物质。

只要通过这种方式，产生的暗物质足够多，我们就可以忽视木星近日点提供的高引力势，拉尼娜现象中提供的高暗物质浓度，也可以忽视通过离心装置提供的类似引力势增加的做法。

总之，暗物质是冷核聚变的关键，冷核聚变需要暗物质。同时，暗物质一旦开发成功，将会有更大更多的用途。

5 不幸运的谷歌团队

谷歌项目：自2015年以来，谷歌一直在资助有争议的冷聚变科学的实验。2019年5月在同行评议的Nature Perspective 1 中披露——没有发现任何证据表明冷核聚变是可能的，但在测量和材料科学技术方面取得了一些进展，研究人员称这些技术可能有益于能源研究。该团队还希望其工作能够激励其他人重新审视冷聚变实验，即使这种现象仍然未能实现[23]。

谷歌团队探索了三种被提议用于产生冷聚变的实验装置——两种涉及钯和氢，一种涉及金属粉末和氢。没有发现冷聚变的证据。结果在过去2年中发表在12 篇论文中：9 篇在同行评审期刊上，3 篇在arXiv 预印本服务器上[23]。

根据海洋尼诺指数，我们发现拉尼娜的年份与强弱（如表1所示）。

表1 拉尼娜年和强度（基于海洋尼诺指数，ONI）

谷歌团队从2015年开始，到2019年5月结束，期间没有强拉尼娜现象，而且更糟糕的是，八大行星的引力势从2011年达到最大，之后慢慢变小，到2017年变为最小，之后慢慢变大，到2023年变到最大。谷歌团队实验阶段的八大行星的引力势都是处于很低的状态。

我们从表1中可以看出，2016-17 和2017-18 都是弱拉尼娜，而且这个阶段，对于八大行星的引力势几乎减到最小。所以，谷歌团队的结论是：没有发现任何证据表明冷核聚变是可能的。这反而更加证明，八大行星的引力势和暗物质对于冷核聚变是必不可少的。

我们相信谷歌团队历尽所能，尝试了所有的可能性，唯独不知道暗物质和八大行星引力势的重要性，所以失败了。不过不要紧，还有机会，就在2023年1月21日，或者随后的任何强拉尼娜现象发生的时候。

我们从表1中知道，对比谷歌团队的不幸，在1989年的M.Fleishmann 和 S.Pon，在2008年的Yoshiaki Arata ，在2011年的Andrea Rossi 与Sergio Focardi，都是幸运的，因为他们在研究冷核聚变的时候都恰好遇到了强拉尼娜现象。

6 结语

冷核聚变自从被发现，就一直饱受争议。其争议的来源是核反应的产物与常规核理论不相匹配，另外是实验可重复性差。目前热聚变反应需要在特定的条件下，质量非常小的原子，一般指的是氘，其在高温和超高温下使得原子核的核外电子摆脱原子核核力的约束，从而造成两个或两个以上的原子核发生剧烈碰撞，碰撞所产生的聚合反应生成了新的，质量更大的原子核，而其中的中子在此期间从中逃逸出原子核，产生巨大的能量。就目前而言，实现热核的可控聚变难度十分巨大。相对于热核聚变，冷核聚变却是理想的未来新能源，冷核聚变相对于热核聚变制备设备来说，仅仅占地大约2m2，并且在反应过程中无中子产生，无辐射。其原材料从海水中获取，原材料储量巨大。因此，冷核聚变有望成为人类最理想的能源之一。

核反应的产物与常规核理论不相匹配，实验可重复性差，可能都与暗物质参与了这个冷核聚变有关。

关于未来冷核聚变实验，时空阶梯提供两个目标，一个是短期目标；另一个是长期目标。

短期目标，在以下的情况做冷核聚变实验，成功性高：

①木星近日点（往往引力势最大，最近一个是2023年1月21日）。

②强拉尼娜高峰期（太阳系经过银河系区域暗物质更多）。

③设计制造高速离心装置（产生类似引力势增加的收缩效果）。

长期目标，利用大规模的能量变化和能量流动产生足够的暗物质，有了足够的暗物质，以上短期目标的三个条件，都可以忽视，而且人为可控，是未来冷核聚变实现的最佳方案。同时，一旦人为产生了暗物质，暗物质将会有更大更广的用途。