貝 殼財(cái)經(jīng)原創(chuàng)出品
記者 羅亦丹
編輯 徐超 陳莉
(資料圖片)
室溫超導(dǎo)再次引發(fā)科學(xué)界關(guān)注及股市反響。
8月2日,僅發(fā)布1天的一則名為“LK-99驗(yàn)證”的室溫超導(dǎo)相關(guān)視頻沖上了b站排行榜第2名。當(dāng)天,A股超導(dǎo)板塊開盤大漲,法爾勝、百利電氣、中孚實(shí)業(yè)漲停。新京報(bào) 貝殼財(cái)經(jīng)記者致電上述上市公司得知,百利電氣與中孚實(shí)業(yè)擁有高溫超導(dǎo)相關(guān)業(yè)務(wù),而法爾勝則表示“純屬市場(chǎng)行為”。
此前,7月下旬,有韓國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文稱發(fā)現(xiàn)了全球首個(gè)室溫常壓超導(dǎo)材料——LK-99(改性鉛磷灰石晶體結(jié)構(gòu))。為證明實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性,其還放出了一則視頻:將一個(gè)不規(guī)則的類圓柱薄片放在磁鐵上方,可以看到薄片一側(cè)翹起、懸空。由于對(duì)該材料進(jìn)行復(fù)制并不困難,全球各地都掀起了一波對(duì)LK-99進(jìn)行復(fù)現(xiàn)驗(yàn)證的熱潮。
截至8月1日,世界范圍內(nèi)已有多個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)出了驗(yàn)證報(bào)告,包括國(guó)內(nèi)的北京航空航天大學(xué)、東南大學(xué)、華中科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)等。雖然這些復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)均未能驗(yàn)證LK-99為室溫超導(dǎo),但有實(shí)驗(yàn)在驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)該材料具有抗磁性等性質(zhì),“有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮”,這在網(wǎng)絡(luò)上掀起了一股“見證歷史”的狂歡。
那么,LK-99究竟是否是室溫超導(dǎo)材料呢?8月1日,對(duì)LK-99進(jìn)行了復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的東南大學(xué)教授孫悅告訴新京報(bào) 貝殼財(cái)經(jīng)記者,韓國(guó)團(tuán)隊(duì)發(fā)布的視頻并不能證明該材料為超導(dǎo)磁懸浮,其可能僅僅具備抗磁性,與真正的超導(dǎo)磁懸浮的表現(xiàn)存在差異,“現(xiàn)在還不能完全否定韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)肯定不是超導(dǎo),我們還在繼續(xù)探索和測(cè)量。”
01
復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)引百萬網(wǎng)友圍觀
“見證歷史”還是打破幻想?
打開一條在8月1日發(fā)布,僅僅時(shí)長(zhǎng)不到4分鐘的名為“LK-99驗(yàn)證”的視頻,可以看到網(wǎng)友齊刷刷的“見證歷史”的彈幕。
在該視頻中,一顆小小的LK-99晶體樣品隨著磁鐵的移動(dòng)而不斷豎起、落下。視頻介紹顯示,華中科技大學(xué)材料學(xué)院博士后武浩、博士生楊麗,在常海欣教授的指導(dǎo)下,成功首次驗(yàn)證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體,該晶體懸浮的角度比韓國(guó)團(tuán)隊(duì)獲得的樣品磁懸浮角度更大,有望實(shí)現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。
截至8月2日上午10點(diǎn),該視頻已經(jīng)獲得了595.8萬播放,以及4.4萬個(gè)評(píng)論。
此外,8月1日,美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)在arXiv上提交了一篇論文,在該研究中,LBNL納米結(jié)構(gòu)材料理論研究員使用美國(guó)能源部的計(jì)算能力進(jìn)行模擬,稱已經(jīng)為銅摻雜鉛磷灰石的超導(dǎo)性找到了理論基礎(chǔ),其結(jié)果支持LK-99作為室溫環(huán)境壓力超導(dǎo)體。
但需要注意的是,上述研究?jī)H為計(jì)算機(jī)模擬,并未在實(shí)驗(yàn)室中真正復(fù)現(xiàn)。而華中科技大的視頻發(fā)布者也表示,其“目前只驗(yàn)證了邁斯納效應(yīng),只有一片幾十微米大小的樣品。測(cè)電阻需要破壞樣品”。
據(jù)了解,要證明某一材料存在超導(dǎo)性質(zhì),其必須滿足兩個(gè)條件:完全抗磁性(即邁斯納效應(yīng))和零電阻。目前,尚未有人真正驗(yàn)證LK-99為室溫超導(dǎo)體。
東南大學(xué)孫悅教授和施智祥教授的團(tuán)隊(duì)是最早進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)之一。早在7月25日,孫悅與施智祥團(tuán)隊(duì)就決定購買原材料對(duì)LK-99進(jìn)行復(fù)現(xiàn),并在7月29日合成了LK-99樣品,發(fā)現(xiàn)樣品并無超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象,隨后其對(duì)樣品進(jìn)行磁化測(cè)量,也并未看到超導(dǎo)跡象,不過樣品確實(shí)表現(xiàn)出了一些負(fù)的磁化信號(hào),說明存在一定的抗磁性(也不排除為雜質(zhì)造成)。
孫悅有15年從事超導(dǎo)研究的經(jīng)驗(yàn),他告訴 貝殼財(cái)經(jīng)記者,通過X射線結(jié)構(gòu)分析,可以證明其團(tuán)隊(duì)合成的材料與韓國(guó)團(tuán)隊(duì)材料相同,通過對(duì)該材料性質(zhì)的測(cè)量,并沒有發(fā)現(xiàn)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)文章中所說的超導(dǎo)性質(zhì),也沒有發(fā)現(xiàn)磁懸浮,不過,現(xiàn)在還不能完全否定韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)肯定不是超導(dǎo),他所在的團(tuán)隊(duì)還在繼續(xù)探索和測(cè)量。
此圖表證明東南大學(xué)孫悅教授和施智祥教授的團(tuán)隊(duì)制備出了與韓國(guó)團(tuán)隊(duì)相同的材料。
而對(duì)于韓國(guó)團(tuán)隊(duì)視頻中LK-99呈現(xiàn)出了“部分懸浮”跡象,孫悅對(duì) 貝殼財(cái)經(jīng)記者表示,這其實(shí)并不能證明其為超導(dǎo)磁懸浮,因?yàn)槿绻鸏K-99是一個(gè)抗磁性材料,其也會(huì)產(chǎn)生“浮起來”的現(xiàn)象,但真正的超導(dǎo)磁懸浮材料,無論是倒過來放置,還是讓材料不斷旋轉(zhuǎn),其也能完全懸浮,“抗磁性強(qiáng)的材料會(huì)浮起來,是因?yàn)槠鋬?nèi)部有一個(gè)排斥力,如果把該材料‘反過來’,可能會(huì)因?yàn)橹亓Φ年P(guān)系導(dǎo)致其落下,但超導(dǎo)材料無論倒置還是旋轉(zhuǎn),其都可以被磁場(chǎng)‘鎖住’。”
02
韓國(guó)團(tuán)隊(duì)疑生“內(nèi)訌”?
已有論文“證偽”超導(dǎo)
事實(shí)上,這并非室溫超導(dǎo)首次因號(hào)稱制備成功而“出圈”。今年3月,美國(guó)羅切斯特大學(xué)的迪亞斯(Ranga Dias)及其團(tuán)隊(duì)在美國(guó)物理學(xué)會(huì)三月會(huì)議上宣布發(fā)現(xiàn)“近常壓室溫超導(dǎo)材料”,也引發(fā)了廣泛關(guān)注,但此后該材料被多個(gè)團(tuán)隊(duì)證偽。
對(duì)此,孫悅告訴 貝殼財(cái)經(jīng)記者,此次韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的室溫超導(dǎo)與迪亞斯團(tuán)隊(duì)存在區(qū)別,“我猜測(cè)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)看到了一些性質(zhì)和跡象,但這個(gè)跡象可能不是超導(dǎo)現(xiàn)象,而是抗磁性等,因此產(chǎn)生了理解錯(cuò)誤,但美國(guó)的迪亞斯團(tuán)隊(duì)屬于更加專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室,不會(huì)搞錯(cuò),但其數(shù)據(jù)有很多大的人工處理的痕跡,有捏造數(shù)據(jù)的嫌疑。”
根據(jù)arXiv(預(yù)印本網(wǎng)站)信息,韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)包括量子能源研究所代表李碩裴(音)、高麗大學(xué)研究教授權(quán)英完(音)、漢陽大學(xué)榮譽(yù)教授吳根浩(音)以及曾任職于韓國(guó)電子通信研究院(ETRI)的金賢卓(音)等。
需要注意的是,此次宣稱制造出室溫超導(dǎo)的韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的一名成員李碩裴在接受媒體采訪時(shí)稱,研究團(tuán)隊(duì)并未準(zhǔn)備好發(fā)表論文,但權(quán)英完在未征得其他作者同意的情況下,就擅自發(fā)布了論文,團(tuán)隊(duì)目前已要求下架論文。李碩裴表示,這項(xiàng)研究其實(shí)是針對(duì)今年4月發(fā)布在韓國(guó)期刊的超導(dǎo)體論文的補(bǔ)充,并且已向國(guó)際期刊申請(qǐng)審查。金賢卓在接受美國(guó)媒體采訪時(shí)也表示,論文還存在很多缺陷,是在未經(jīng)他許可的情況下發(fā)表的。
貝殼財(cái)經(jīng)記者關(guān)注到,目前預(yù)印本網(wǎng)站上已有對(duì)LK-99進(jìn)行復(fù)現(xiàn)并證偽的學(xué)術(shù)論文。如7月31日,北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉知琪教授團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站上提交了標(biāo)題為《由Pb2SO5和Cu3P燒結(jié)而成的Pb10-xCux(PO4)6O中的半導(dǎo)體傳輸》的論文。該論文稱,他們根據(jù)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)公布的方法合成了LK-99,但沒有發(fā)現(xiàn)其具有超導(dǎo)性。
對(duì)于LK-99,此前曾證偽迪亞斯高溫超導(dǎo)材料的南京大學(xué)超導(dǎo)物理和材料研究中心主任聞?;⒃诮邮苎胍暡稍L時(shí)表示,韓國(guó)研究人員的文章內(nèi),電阻的測(cè)量數(shù)據(jù)寫得不是非常清楚,“他們是通過四探針法進(jìn)行的數(shù)據(jù)測(cè)量,因?yàn)椴捎玫氖轻樇?,所以接觸的各個(gè)方面可能都有問題。并且現(xiàn)在顯示出來的所謂電阻的數(shù)據(jù),看起來沒有一個(gè)數(shù)據(jù)顯示是非常穩(wěn)定的儀器噪聲狀態(tài)的零電阻,這個(gè)電阻數(shù)據(jù)看起來是隨著溫度變來變?nèi)サ?,所以目前在電阻?shù)據(jù)上還是存疑?!?/p>
此外,聞?;?duì)LK-99在磁化測(cè)量和視頻顯示磁懸浮上也表現(xiàn)出了質(zhì)疑,“在磁化測(cè)量方面,盡管有抗磁,但是抗磁本身是不是超導(dǎo)還不好評(píng)判;雖然韓國(guó)的研究人員在視頻中顯示了磁懸浮,但視頻中顯示的磁懸浮不太像超導(dǎo)的磁懸浮,而是類似某種抗磁性加上重力的平衡以后所達(dá)到的磁懸浮態(tài)。所以從這三點(diǎn)看,目前沒有強(qiáng)烈的證據(jù)證明這是超導(dǎo)材料?!?/p>
03
室溫超導(dǎo)足以改變各行各業(yè)
但股市先行
之所以室溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)獲得了廣泛的關(guān)注,是因?yàn)閷?duì)超導(dǎo)材料進(jìn)行突破仍然有著極其深遠(yuǎn)的科學(xué)意義,超導(dǎo)材料的零電阻和完全抗磁性兩個(gè)特性,可應(yīng)用在可控核聚變、電力輸送、交通運(yùn)輸、醫(yī)學(xué)成像等多個(gè)領(lǐng)域。
“一旦實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo),會(huì)改變各行各業(yè)。因?yàn)槌瑢?dǎo)材料沒有電阻,沒有發(fā)熱,會(huì)極大減少能量損耗,比如計(jì)算機(jī)里有發(fā)熱,導(dǎo)致芯片不能做得很小,而超導(dǎo)沒有發(fā)熱會(huì)改變這一點(diǎn),超導(dǎo)還可以應(yīng)用到量子計(jì)算機(jī)里。此外,超導(dǎo)沒有電阻可以形成很大的電流,因此可以形成很大磁場(chǎng),可以應(yīng)用到可控核聚變里等??梢哉f,誰實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo),會(huì)獲得諾貝爾獎(jiǎng),更會(huì)極大地改變?nèi)祟惿鐣?huì),但許多科學(xué)家探索了很多年,也沒有人真正能實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)?!睂O悅說。
目前,可應(yīng)用的超導(dǎo)材料往往需要極低溫度才能達(dá)成超導(dǎo)特性,這對(duì)超導(dǎo)材料的應(yīng)用在成本上是一個(gè)很大的限制,如果“常溫常壓超導(dǎo)材料”能夠發(fā)現(xiàn),那么技術(shù)原理清晰但成本高昂的磁懸浮列車將有可能廣泛應(yīng)用,電力輸送時(shí)因電阻導(dǎo)致的電能損耗也將為零,我國(guó)每年節(jié)省下來的電能據(jù)公開數(shù)據(jù)分析能夠達(dá)到1000多億度。
聞?;⒎Q,室溫超導(dǎo)如果能夠?qū)崿F(xiàn),在醫(yī)療方面,最直接受到影響的是醫(yī)院里面使用的核磁成像裝置,如果有常溫常壓超導(dǎo)材料就不需要用任何低溫制冷的液體,使用價(jià)格會(huì)非常便宜。在大型的高速、高容量的計(jì)算中,散熱是一個(gè)比較棘手的問題,如果室溫超導(dǎo)成功的話,用這種材料做成計(jì)算芯片的連線就不會(huì)發(fā)熱,計(jì)算容量也會(huì)提高。如果將超導(dǎo)磁懸浮運(yùn)用在軌道交通上,在真空的管道里運(yùn)行的高速列車,它的速度能夠達(dá)到每小時(shí)1000公里以上。
他表示,甚至在日常生活中,每個(gè)人用的手機(jī)都能夠用上超導(dǎo)材料,手機(jī)信號(hào)會(huì)大大提升;汽車?yán)锩娴陌l(fā)動(dòng)機(jī)使用超導(dǎo),效率會(huì)提高很多,會(huì)讓汽車跑得更遠(yuǎn)更快。室溫超導(dǎo)如果研究成功,只要是與我們生活相關(guān),電器、電子、醫(yī)療、國(guó)防、軌道交通、新能源、大型的計(jì)算和量子計(jì)算等等方面都會(huì)有飛躍性的發(fā)展。
貝殼財(cái)經(jīng)記者觀察到,不論此次韓國(guó)團(tuán)隊(duì)的室溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)是否能夠被驗(yàn)證成功,其已經(jīng)首先在資本市場(chǎng)上掀起了一股“超導(dǎo)風(fēng)暴”。
8月1日,美股“美國(guó)超導(dǎo)”收漲60%,盤前一度大漲超140%。近5個(gè)交易日,該股累計(jì)上漲約130%,目前股價(jià)已接近近三年高位。A股的Wind超導(dǎo)概念股中,法爾勝、百利電氣、永鼎股份漲停,西部超導(dǎo)漲逾7%,聯(lián)創(chuàng)光電上漲6.3%。8月2日,法爾勝、百利電氣、中孚實(shí)業(yè)開盤即漲停。
8月2日,新京報(bào) 貝殼財(cái)經(jīng)記者以投資者身份致電上述上市公司。中孚實(shí)業(yè)投資者熱線工作人員告訴記者,“我們從2012年起和中科院合作研發(fā)了高溫超導(dǎo)電纜的項(xiàng)目,由于我們自備電廠,后續(xù)該技術(shù)用在了從電廠到電解鋁的輸電環(huán)節(jié),使用該技術(shù)對(duì)電量的損耗會(huì)相對(duì)較小。目前該項(xiàng)目還在研發(fā)中,應(yīng)用在內(nèi)部輸電使用,后續(xù)還會(huì)有技術(shù)方面的持續(xù)研發(fā)。”而對(duì)于近期火熱的室溫超導(dǎo),該名工作人員表示,中孚實(shí)業(yè)高溫超導(dǎo)項(xiàng)目的環(huán)境溫度為零下100攝氏度左右,目前還未達(dá)到室溫超導(dǎo)的溫度?!?
百利電氣董秘辦工作人員告訴 貝殼財(cái)經(jīng)記者,其股價(jià)上漲或與其下屬子公司有從事高溫超導(dǎo)有關(guān)。法爾勝公司董秘辦工作人員則表示,公司并不涉及室溫超導(dǎo)相關(guān)業(yè)務(wù),已經(jīng)在股吧做出了澄清,近幾日的上漲屬于市場(chǎng)行為。
袁嵐峰:韓國(guó)科學(xué)家聲稱的實(shí)現(xiàn)“室溫超導(dǎo)”沒有電阻證據(jù),不靠譜
作者|袁嵐峰(中國(guó)科學(xué)院科學(xué)傳播研究中心副主任、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技傳播系副主任、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心副研究員最近,全世界又被“室溫超導(dǎo)”刷屏了。3月的時(shí)候,就有一位羅切斯特大學(xué)的Ranga Dias教授宣稱自己實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo),但僅僅兩個(gè)月以后,就被南京大學(xué)聞?;⒔淌趫F(tuán)隊(duì)發(fā)表論文推翻了。才過了兩個(gè)月,居然又有一群韓國(guó)科學(xué)家出來說自己實(shí)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)。
據(jù)媒體報(bào)道的最新消息顯示,韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)的成員表示,論文存在缺陷,系團(tuán)隊(duì)中的一名成員擅自發(fā)布,目前團(tuán)隊(duì)已要求下架論文。
關(guān)于最近韓國(guó)科學(xué)家宣稱的室溫常壓超導(dǎo),我最基本的結(jié)論是,這些韓國(guó)科學(xué)家的數(shù)據(jù)不足以支撐自己的宣稱,實(shí)際上沒有任何零電阻的證據(jù),他們錯(cuò)把一個(gè)沒有超導(dǎo)的材料當(dāng)成了超導(dǎo)。
(一) 韓國(guó)科學(xué)家聲稱實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)?不靠譜
其實(shí),熟悉科學(xué)界運(yùn)行機(jī)制的人都知道,過度夸張的宣稱是常有的事,所以我對(duì)這事的初始相信程度就很低。用貝葉斯統(tǒng)計(jì)(Bayes statistics)的語言說,這事為真的先驗(yàn)概率就很低。但畢竟室溫超導(dǎo)是關(guān)系全人類命運(yùn)的重大課題,所以我還是認(rèn)真去做了一些調(diào)研。令人哭笑不得的是,調(diào)研的結(jié)果是我對(duì)它的相信程度更低了,后驗(yàn)概率幾乎降到了0。這群韓國(guó)科學(xué)家對(duì)超導(dǎo)似乎是徹頭徹尾的外行,他們的專業(yè)程度甚至還不如Dias。
貝葉斯定理
首先,Dias好歹是在《Nature》上通過評(píng)審正式發(fā)了篇論文,事前還在美國(guó)物理學(xué)會(huì)3月會(huì)議上做了個(gè)正式的學(xué)術(shù)報(bào)告,而這群韓國(guó)科學(xué)家呢?他們只是在學(xué)術(shù)預(yù)印本平臺(tái)arXiv上傳了一篇文章,預(yù)印本的意思就是沒有經(jīng)過同行審稿的,只是他們自說自話,這可信度就完全不可同日而語了。
當(dāng)然,在正式發(fā)表之前先發(fā)個(gè)預(yù)印本也很正常。但他們這篇預(yù)印本文章的標(biāo)題直接就叫做《第一個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體》(The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor)!再來看論文摘要第一句:“全世界第一次,我們成功地合成了室溫常壓超導(dǎo)體(臨界溫度超過400 K,即127℃)……”
學(xué)術(shù)界之外的人可能不知道這種表述方式有什么問題,但學(xué)術(shù)界之內(nèi)的人都知道這是十分可笑的,因?yàn)樗苯颖憩F(xiàn)出這些人追求的是名利,而不是科學(xué)真理。如果是真正的科學(xué)家做出了一個(gè)真正重大的成果,他們的表述會(huì)盡量客觀,盡量克制,有一分證據(jù)說一分話,擔(dān)心說過頭造成反效果。例如他們會(huì)多用被動(dòng)語態(tài),多說“什么實(shí)驗(yàn)證明了什么”,而不是說“我自己發(fā)現(xiàn)了什么,我是天下第一”。所以從這群韓國(guó)科學(xué)家的標(biāo)題和第一句話,就讓我感覺他們的名利心簡(jiǎn)直是躍然紙上,顯得十分民科。
再往下看,我又看到一個(gè)大雷,這個(gè)大雷可能是一般科技媒體記者很少了解的。他們宣稱自己的結(jié)論有多種實(shí)驗(yàn)測(cè)量的支持,然后,他們就堂而皇之地給出了一番理論解釋,說這種超導(dǎo)來自Cu2+離子取代Pb2+離子導(dǎo)致的體積收縮,而不是來自外界因素如溫度和壓強(qiáng)。
外行可能會(huì)覺得,給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之后再給個(gè)理論解釋,不是很正常嗎?但實(shí)際上,對(duì)室溫常壓超導(dǎo)來說這就很不正常。請(qǐng)注意,韓國(guó)人做的是室溫而且常壓的超導(dǎo),這比Dias的室溫超導(dǎo)還要夸張,他宣稱的室溫超導(dǎo)還需要一萬個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)呢,韓國(guó)科學(xué)家直接就是常壓。
這里有個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn),就是超導(dǎo)是有個(gè)理論解釋的,叫做BCS理論,以三位提出者Bardeen、Cooper和Schrieffer的姓氏首字母命名,他們因此獲得了1972年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。根據(jù)BCS理論的預(yù)測(cè),常壓下的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度不能超過40K,即-233℃,這個(gè)上限叫做麥克米蘭極限(McMillan limit)。
不過,后來確實(shí)發(fā)現(xiàn)了常壓下超過40 K的超導(dǎo)材料,如1986年發(fā)現(xiàn)的銅氧化物材料和2008年發(fā)現(xiàn)的鐵基超導(dǎo)材料。這說明它們超出了BCS理論的適用范圍,學(xué)術(shù)界因此把它們稱為高溫超導(dǎo)。這是一個(gè)十分好笑的術(shù)語,說到高溫普通人可能以為至少也得幾百攝氏度,但在超導(dǎo)領(lǐng)域里,高溫的意思是僅僅超過40 K!這個(gè)溫度甚至低于液氮的溫度77 K,更比室溫低得多。所以如果你知道在超導(dǎo)領(lǐng)域里高溫低于室溫,高溫超導(dǎo)早就實(shí)現(xiàn)了,室溫超導(dǎo)卻還沒有實(shí)現(xiàn),你的知識(shí)水平就超過了90%的人!
如果你再知道高溫超導(dǎo)理論是個(gè)尚未解決的問題,你的知識(shí)水平就超過了99%的人。從上世紀(jì)八十年代到現(xiàn)在,都快40年了,但高溫超導(dǎo)的理論仍然是五花八門,莫衷一是,沒有一個(gè)理論能夠真正解決問題。結(jié)果就是,整個(gè)超導(dǎo)領(lǐng)域都冷下去了,遠(yuǎn)沒有上世紀(jì)八十年代那么火熱了。
了解了這些背景,你就會(huì)知道,高溫超導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)和理論其實(shí)是兩回事。即使給出了一個(gè)高溫超導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)事實(shí),對(duì)它的理論解釋也仍然是很不清楚的,需要很多人繼續(xù)努力很長(zhǎng)時(shí)間。假如這群韓國(guó)人的室溫常壓超導(dǎo)結(jié)果是真的,那就意味著它超過了麥克米蘭極限,所以它一定不是BCS理論能夠解釋的,一定需要某種現(xiàn)在還不清楚的理論。
然而他們居然三言兩語就給出了一個(gè)解釋,這就是完全不對(duì)的,即使這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是真的,也根本不應(yīng)該有這樣簡(jiǎn)單的理論解釋。這正說明他們其實(shí)是“不知道自己不知道”,處于一種無知者無畏的狀態(tài)。這種信心是一種典型的民科表現(xiàn),就好像有人號(hào)稱自己能三言兩語證明哥德巴赫猜想或者解決可控核聚變,在內(nèi)行看來這只能說明他們具有一種虛妄的信心,說明他們什么都不懂,連這些問題的困難在哪里都不知道。這在心理學(xué)上叫做“達(dá)克效應(yīng)”(Dunning-Kruger effect),即知識(shí)程度最低的人反而最自信,我感覺這群韓國(guó)科學(xué)家就是陷在里面了。
后面還有一個(gè)大雷。這群韓國(guó)科學(xué)家在arXiv上發(fā)了一篇預(yù)印本之后僅僅兩個(gè)半小時(shí),居然又上傳了一篇預(yù)印本。這第二篇文章的標(biāo)題倒是正常多了,叫做《Pb-Cu-PO4超導(dǎo)體在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)懸浮及其機(jī)理》“Superconductor Pb10?xCux(PO4)6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism”,雖然也不是十分正常,但至少比第一篇的標(biāo)題《第一個(gè)室溫常壓超導(dǎo)體》正常多了!在這篇文章里,他們展示了一個(gè)所謂超導(dǎo)磁懸浮的視頻(韓國(guó)造出世界首個(gè)室溫超導(dǎo)體?127℃實(shí)現(xiàn)超導(dǎo),復(fù)現(xiàn)即鎖定諾獎(jiǎng)),被許多人看做最強(qiáng)的證據(jù)。
但對(duì)內(nèi)行來說,這反而是他們沒有實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的證據(jù)。因?yàn)槿缫粋€(gè)以色列特拉維夫大學(xué)科學(xué)家2011年的科普視頻所示,真正的超導(dǎo)磁懸浮是完全的浮在空中,而不是像韓國(guó)的樣品這樣一側(cè)靠在底座上。更厲害的是,超導(dǎo)體還可以懸浮在磁體的下方!然后你把它推一下,它就會(huì)在下方懸空繞著磁體轉(zhuǎn)圈。韓國(guó)科學(xué)家的視頻,相形之下就像《西游記》第二回里菩提祖師說孫悟空,“這個(gè)算不得騰云,只算得爬云而已!”
(二) 韓國(guó)科學(xué)家的室溫超導(dǎo)反轉(zhuǎn)了?完全沒有
最近,還有很多人在傳,說某某單位復(fù)現(xiàn)了韓國(guó)人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、某人發(fā)了理論文章解釋這個(gè)材料為什么能超導(dǎo)等。其實(shí)仔細(xì)看看就會(huì)發(fā)現(xiàn),都不出我上面解讀的這些范圍。這其中,我覺得我可以特別解讀一下那篇所謂解釋了超導(dǎo)的理論文章。因?yàn)檫@個(gè)理論剛好在我的知識(shí)范圍之內(nèi),而在中文互聯(lián)網(wǎng)上可能還沒有專業(yè)人士出來解讀,所以有不少誤解,以為它有多大的重要性。
此文的標(biāo)題叫做《銅取代的鉛磷酸鹽磷灰石中相關(guān)孤立平坦能帶的起源》(Origin of correlated isolated flat bands in copper-substituted lead phosphate apatite),基本內(nèi)容是說作者(此文只有一位作者)做了密度泛函理論(density functional theory)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)這種材料在費(fèi)米能級(jí)具有相關(guān)的孤立平坦能帶,這是高溫超導(dǎo)材料的普遍信號(hào)。
這個(gè)計(jì)算很可能是正確的,但這個(gè)計(jì)算結(jié)果能說明的問題其實(shí)是很少的。密度泛函理論我讀博士的時(shí)候就整天用,它是目前最常用的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算方法之一。
然而專業(yè)人士就明白,能帶是一種平均場(chǎng)近似的語言(平均場(chǎng)的意思是,假定對(duì)于一個(gè)電子而言,其他電子的影響可以描述成一個(gè)平均的場(chǎng),而跟這些電子的瞬間位置無關(guān),這樣就可以把各個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)分開考慮)。跟平均場(chǎng)相對(duì)的叫做強(qiáng)關(guān)聯(lián)(即多個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)互相關(guān)聯(lián),不能把它們分開),強(qiáng)關(guān)聯(lián)會(huì)給計(jì)算增加極大的困難。超導(dǎo)是一種強(qiáng)關(guān)聯(lián)現(xiàn)象,而強(qiáng)關(guān)聯(lián)現(xiàn)象目前沒有精確的計(jì)算方法。
因此,用這種計(jì)算是不能可靠地預(yù)測(cè)超導(dǎo)的,最多只能說在這種近似理論下得到這種結(jié)果,是有利于出現(xiàn)超導(dǎo)的,但不是真的超導(dǎo),沒法算出來。這也正是我前面所說的,高溫超導(dǎo)理論目前還沒建立起來,誰也不能單憑理論計(jì)算就確定某個(gè)材料能高溫超導(dǎo)。假如有這樣的理論,提出者早就得諾貝爾獎(jiǎng)了。
而且別忘了,BCS理論的麥克米蘭極限仍然存在,這是個(gè)嚴(yán)格的理論。所以即使通過平均場(chǎng)計(jì)算預(yù)測(cè)某個(gè)材料可能有超導(dǎo),也只能在超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度低于40 K的時(shí)候做比較定量的預(yù)測(cè)。如果超過了40 K,仍然是理解不清的。所以,這篇理論文章的結(jié)果即使是正確的,意義也很有限。它離解釋室溫常壓超導(dǎo)的距離,就好比從預(yù)測(cè)某位孕婦可能要生了,到預(yù)測(cè)這位小朋友將來能得諾貝爾獎(jiǎng),那么大。
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