“室温超导”是真是假

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“室温超导”是真是假

·方舟子·

最近，韩国科学家宣布，发现了一种物质在室温常压下也有超导现象。有网友希望我谈谈这个惊人的发现究竟是真是假。我先科普一下什么是“超导”。有很多物质，特别是金属，能够导电，也就是导体。它们为什么能够导电呢？因为它们的原子最外层轨道上只有一个电子，这个电子在电压的作用下，会从负极往正极跑，形成电流。但是，这个电子跑起来是杂乱无章的、没有规则的运动，跟原子核发生碰撞，就相当于遇到了阻力，也就是电阻。碰撞的时候，这个电子会损失部分能量，能量传给原子核，原子核就会做随机的热运动，也就会发热。

1911年有一个科学家发现，如果把水银泡在液氦里再通上电，电阻就会消失，电子的流动就没有任何损耗了。这种现象就叫做“超导”。为什么会发生这么奇怪的现象呢？因为在极低的温度之下，电子跟振动的原子发生了耦合，让电子跟电子结成一对一起流动。电子运动变得非常有规则，在原子与原子之间穿行，没有任何阻碍，所以电阻也就消失了。但这种现象在极低的温度下，接近绝对零度（-273.15°C）时才会发生，所以不具有实用价值。

1986年，人们发现，有一类铜氧化物陶瓷在比较高的温度下也有超导现象，就把它叫做“高温超导”。这个叫法很误导人，因为其温度依然非常低，只不过比绝对零度高，就把它叫高温，实际上还在零下一两百度。最高在-139°C时还有超导，这个温度高于液氮的温度，所以只要把材料泡在液氮里，就变成了超导，这样就具有实用价值了。不过，把东西泡在液氮里，第一，成本比较高；第二，限制了它的使用范围。所以人们还是希望能够发现新的物质，在更高的温度下也有超导现象。

后来的确发现了比较高的温度下也有超导，不过代价是压力要非常高。2014年，德国科学家发现了一种物质在-70°C时也有超导，但是要加上高达100多万个大气压的压力。今年3月份，美国罗切斯特大学的一个实验室宣布，他们发现了更好的超导体，在室温下就具有超导。对于这个发现，当时也有很多科学家表示难以置信，怀疑它的真实性。而且即使真的在室温下就有超导，压力也必须高达1万个大气压，还是不够完美。最完美的超导体，就是在室温和常压下也有超导。

果然，韩国科学家现在说他们发现了这种超导体，而且用的原料还是比较常见的，制备也很简单。拿铅磷灰石掺入铜，在几百度的温度下烧烤3天，拿出来就变成了常温常压下的超导体。如果这个发现是真的，那将会彻底改变我们的生活。用这种超导体来传导电流没有任何的损耗。而且作为超导，它还有一个特殊的现象，具有抗磁性，会排斥磁场。所以，超导体在磁场里会悬浮起来，就可以用它来制造低成本的磁悬浮列车了。

但是，这么重大的发现还没有正式发表论文，他们只是写了论文作为预印本放到网上，让人们先睹为快。物理学界对这个发现的评价都持怀疑态度。有物理学家仔细地看过他们的论文，认为实验做得很粗糙，数据的处理也有问题。还有物理学家认为，这从原理上是讲不通的，因为铅磷灰石不是导体，为什么加铜烧一烧就变成了超导呢？

我刚才说了，作为超导体应该具有抗磁性，会发生磁悬浮。为了证明这一点，韩国的科学家在网上上传了一段视频，把这个“超导体”放在电磁铁上面，说悬浮起来了。但仔细看，其实只是半悬浮，因为它并没有完全悬空，超导体跟电磁铁还是贴着的，只不过翘起来了。如果真的是超导体，就应该完全悬空。

所以有物理学家认为这个研究做得很业余，他们发现的并不是超导体，而是某种具有一定抗磁性的材料。我看了那篇论文，写作也是很业余的。论文的最后一句话是：我们相信，我们这个新进展将会是开创人类新纪元的一个崭新的历史事件。我从来没有见过谁在论文里这么自吹自擂的。再重大的发现，评价也应该留给别人去做，不应该在论文里自我宣布这是多么、多么重大的发现。

这个发现如果是真的，那当然是非常重大的。但是真是假，就要看别人能不能重复出来。重复很容易，因为材料是常见的材料，制备很简单，实验也不难做。这个发现又是如此的重大，肯定有不少实验室都要赶快去重复一下，看是真是假。就像当初韩春雨的基因编辑一样，有很多实验室也去尝试，看能不能重复出来。所以，应该很快就会有别的实验室宣布他们究竟能不能重复出来。对于它是真是假，大家也不用着急，过一段时间应该很快就会知道了。

在超导领域我不是专家，是一个外行，所以不想做专业上的评价，我换一个角度来谈一谈。这事有几点让我觉得很奇怪。第一，这个所谓的超导物质，他们早在1999年就已经发现、制备出来了。超导研究最关键、最困难的一步是制备出一个新的超导物质出来，而后面证明它是超导的实验，相对就比较容易做了。既然最关键的一步早在1999年就已经做出来了，为什么过了20多年才做实验证明它是超导呢？这是不是很奇怪？

其次，做出这个发现的是两个人，一个姓金，一个姓李，他们注明的工作机构是“韩国量子能量研究所”。名头听上去很大，但我查出，实际上是这两人自己成立的一个研究所，并不是正规的科研机构。也就是一个所谓的野鸡机构，是没有做科研的条件的。这两个人也就是所谓的“民间科学家”，这就让人对他们的研究资质产生怀疑。所以，他们才要跟正规的科研机构研究人员合作。

他们跟两个实验室合作，分别写了两篇论文，差不多同时放到了网上。第一篇论文有3个作者，第一作者和第二作者就是姓金和姓李的，第三作者是韩国一个大学教授。第二篇论文是美国大学的一个实验室，有6个作者。但6个作者都是韩国人或者韩裔，第一作者和第二作者也是姓金和姓李的。这也比较奇怪。这个发现如果是真的，肯定会得诺贝尔奖。诺贝尔奖是有名额限制的，只能给3个人，姓金、姓李已经占了两个名额，第三个名额给谁呢？是给第一篇论文的那个合作者，还是给第二篇论文的某个合作者呢？有什么必要让大家来抢剩下的名额呢？为什么要几乎同时抛出两篇论文呢？我觉得是想给人们造成一个印象：这个发现已经被两个实验室证实了。网上有一种说法，说韩国人的这个发现已经被美国的实验室证实了。其实，那个所谓的美国的实验室也都是韩国人。而且，两篇论文的第一作者和第二作者都是相同的两个人，并不是由不同的实验室独立地重复出来的。这种做法也是很奇怪的。

我们对于这种号称无比巨大的科研成果要耐心一点。首先，要等等看，是不是经过了同行评议。现在放到网上的只是论文的预印本，还没有经过同行评议正式发表。即使经过同行评议在正式的学术期刊上发表了，甚至是在很权威的顶级学术期刊上发表了，也未必就是真实可信的。还要等，看能不能被别人重复出来。正式发表的论文也可能有错误，比如实验出了错，或者数据分析出了错，甚至有可能造假。

而在超导研究领域，经常发生错误、出现造假。我一开始谈到美国罗切斯特大学的实验室，他们实际上在2020年就已经宣布发现了室温的超导体了，只不过要加上很高的压力，而且当时还在英国的《自然》上发表了论文。但后来发现论文有问题，撤稿了。这个实验室最近又被发现还有一篇论文数据是假的，被要求撤稿，他们现在还不愿意撤。也就是说，这个实验室的学风是有问题的，有造假前科。那么，这个实验室做出来的重大成果就很令人怀疑了。

同样，现在这个比它还要大的成果是由韩国人做出来的，也值得怀疑。为什么呢？因为韩国的科学家跟中国的科学家一样，在学术诚信上经常出问题。所以对于韩国冒出来的无比重大的科研成果，我们应该像对待中国突然冒出来的无比重大的科研成果一样，持一种怀疑的态度。多一点耐心，等着看别的实验室能不能重复出来，不要着急。

（整理时补充：世界各地多个实验室都未能重复出该物质有“超导”现象。）

2023.07.29录制　　2023.09.25整理

(XYS20231107)

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