嚴謹和科學精神永遠不會過時。
撰稿 / 陶短房(專欄作家) 編輯 / 遲道華 校對 / 劉軍
▲韓國科學家論文中的超導磁懸浮圖(第二篇預印本的圖4(b))。圖/新京報資料圖
據南方都市報消息,近日,韓國研究團隊在預印本網站arXiv平臺上提交了論文,聲稱合成了世界上首個室溫常壓超導體。這則消息在經過幾天所謂“病毒式傳播”后,正引發巨大的、兩極分化的公共爭議。據媒體報道的最新消息顯示,韓國研究團隊的成員表示,論文存在缺陷,系團隊中的一名成員擅自發布,目前團隊已要求下架論文。
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震撼之處:常溫、常壓、常見
所謂“超導體”,指一種可以在沒有任何電阻的情況下傳輸電流的材料。超導體的特性不只是零電阻,還有更為特殊的完全抗磁性,其用途十分廣泛。比如超導量子干涉儀、眾多醫院運用的核磁共振成像儀等。
早在上世紀50年代,科學家們就發現,包括鉛、汞、鈮、錫在內,數十種金屬元素或合金在冷卻至絕對零度(對應零下273.15攝氏度)附近時會變成超導體。
上世紀80年代,各國實驗人員都發現,含有銅和氧層的復雜化合物可以在133K(零下140.15 攝氏度)的溫度下實現超導,這在當時極大激發了人們對實現常溫、常壓超導的期望和熱情。
但此后幾十年,人們在“二常”領域進展甚微,僅于本世紀初發現了另一類可在近似溫度、壓力條件下實現超導的物質——含有鐵和砷層的化合物。
簡單說,直到不久前為止,所有的超導體要么需要極低的溫度(通常低于零下100攝氏度),要么需要極高的壓力(通常超過普通大氣壓的10萬倍),這些限制使得超導體價格昂貴,對于許多應用而言顯得不切實際。
就在7月底,創刊21年的《關鍵礦物》雜志主編利夫頓還刊出一篇醒目的文章,認為超導體距離帶給人們“實際而廣泛的應用驚喜”仍有巨大差距,理由是“太貴了”。
這位作者批評不久前《紐約時報》所推崇的“可能實現常溫常壓超導的物質”含有極為稀有稀土元素镥。镥不僅數量稀少,而且價格昂貴,因此很難被普遍應用到諸如磁懸浮、無損耗長距離輸變電等人們最期待超導體應用的領域。
然而,此次發表在預印本網站arXiv平臺上、由三名作者聯合署名的論文,卻宣稱“不僅實現常溫、常壓超導,而且這種超導體材料的構成還非常便宜且普通”,也就是說,實現了常溫、常壓、常見“三常”超導。
據該論文稱,這種名為LK-99的超導體是由普通硅銅礦和磷化銅簡單混合制成,它們在常溫(可高于126攝氏度)和常壓下表現出超導體公認的“幾乎所有特性”,包括公認的超導體“準入標尺”邁斯納效應,即超導體在磁鐵上可以懸浮。
論文用不容質疑的斷語宣稱,“我們在世界上首次成功合成了室溫超導體……”
▲資料圖:我國時速600公里高速磁浮試驗樣車。圖/新華社━━━━━
如果這一切是真的
正如一些科普專家所指出的,如果這一切都是真的,意味著聚變能源的制造變得更加容易,意味著人們能極大地改進電池技術,使電機更加高效,并使磁懸浮列車和量子計算機等得到普遍應用,廉價高續航汽車電池也將突然變得觸手可得……
總之,人類將進入一個前所未有的“超導時代”,所有人都可以用最經濟的手段從一個更高效的世界中獲益。
正因如此,連日來這篇橫空出世的論文引發了熱烈響應和大量追捧,不但美國投資市場上各種沾邊不沾邊的“超導概念股”一飛沖天,甚至著名博彩網站也大幅提高了押寶LK-99“靠譜”的賠率。
如今,支持LK-99的不僅有最初綻放熱情的網絡科普愛好者和投資人,也包括一些大牌專家、社會名流和專門機構, Varda Space Industries(太空初創公司)工程師麥卡利普表示“如果這一成果可以得到復制和驗證,三位研究者的歷史地位將不亞于愛因斯坦或玻爾”。
▲量子處理器。圖/IC photo━━━━━
響亮的質疑聲
但質疑聲同樣響亮。
超導專家、美國佛羅里達大學物理系副教授哈姆林,德國萊比錫大學量子磁學和超導系主任埃斯奎納齊,美國加州大學圣地亞哥分校物理學教授希爾斯等指出,這篇論文的發表“不合規范”,其結論尚未通過同行評審,也未獲得可復制驗證的考驗通過,三位作者卻早早下了定論,追捧者也競相“跟進”,這“既不科學也不嚴謹”。
他們指出,要下這樣的斷語,至少需要多個不同小組的可重復試驗過關,同時論文作者也要拿出更完整、更令人信服的證據和數據。他們指出,論文發布者迄今公布的數據十分不充分,關鍵的、試圖證明邁斯納效應的視頻,顯示“所謂的超導體從未完全脫離磁鐵”。
一些科普工作者和網絡愛好者在最初的興奮過后,也開始冷靜下來。
有人指出,三位論文署名者均來自名不見經傳的初創公司、機構,且論文署名者“無巧不巧”為三人——這是諾貝爾物理學獎可分享的最高人數上限。同日發表的另一篇同題材、同平臺文章,署名者還有另外三人。而4月份發表在《韓國晶體生長和晶體技術》雜志接受同行評審的同題材論文,署名者則是同樣的6人,“這是不是太湊巧了”。
甚至,那些稱贊和支持LK-99的專家也并非毫無保留,如麥卡利普就在忙于進行可重復試驗,并承認“迄今尚無頭緒”,他質疑“現在就歡呼成功并忙于兌現是不是太著急了點”。
而此前不久“穿幫”的另一個“室溫超導奇跡”也為此次“偉大發現”蒙上一層迷霧。2020年《自然》雜志發表的,由著名的紐約羅切斯特大學物理學家迪亞斯撰寫的,宣稱實現常溫(15攝氏度)常壓超導的論文,因始終不能通過第三方可重復試驗被迫兩次撤稿,就在LK-99“震驚天下”的同一周稍早,還被揭露涉嫌“明顯的數據捏造”。
在上世紀80年代的那輪超導熱中,國內曾有人興奮預言“常溫常壓超導指日可待”。當時就有老一輩科學家提醒“科學需要嚴謹和科學精神”,如今幾十年過去,事實證明,嚴謹和科學精神永遠不會過時。
正如科普學者鮑勒在評價LK-99“病毒式炒作”操之過急時所言,“或許我們都應該少安毋躁,畢竟這是嚴肅的科學和可重復也必須重復的驗證過程”,“時間終將告訴我們,這究竟是一項足以傲視任何諾貝爾物理學獎成就的歷史奇跡,還是一項嘩眾取寵的歷史誤會”。