室溫超導「打假者」：鋪天蓋地的概念炒作中是否孕育希望？
探尋能在室溫條件下呈現超導性能材料的角逐，從未像目前般激烈。瑞士日內瓦大學凝聚態物理學家迪克·范德馬雷爾(Dirk van der Marel)可謂室溫超導界的「資深打假人」，身為美國物理學會「傑出審稿人」這一終身獎項的獲得者，他曾數次對實現室溫超導的宣稱提出質疑，並導致2020年轟動整個學術圈、榮登《自然》封面報道的室溫超導體發現被強制撤稿。在日內瓦大學的辦公室，他向我們解釋了目前學術界在爭相爭奪這座物理學「聖杯」過程中的亂象與現況。
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科幻電影《阿凡達》中絕美的潘朵拉星球至今仍讓人記憶猶新，尤其是那座為綠色藤蔓所纏繞、懸浮在雲端的阿里路亞山。其懸浮的秘密，就在於山間蘊藏著一種異常珍貴的室溫超導礦石-unobtanium。 而電影中瘋狂的人類不惜一切代價欲摧毀那威人的家園，正是為了搶佔這種不存在於地球的至寶。
雖然電影場景是虛構的，但物理學家對於在室溫條件下呈現超導現象材料如飢似渴、孜孜不倦的追求，卻是真實存在的。因為從理論上來說，室溫超導能提供永無止境的能量供應。
與黃金或鉑金等傳統材料不同，室溫超導體能以零電阻承載電流，這意味著不會以熱量形式損失能量。電流流經超導體，既不會發熱，也不會出現壓力降，因此電流可以零衰減、無損耗地在超導體中流動。
然而迄今為止，科學家發現的所有超導材料只有在極低溫-液態氮或液態氦的低溫條件-和極高壓強條件下才能表現出這些特性，這無疑極大地限制了超導技術的規模化應用。就拿日本的低溫超導型磁浮列車為例，該技術利用了超導材料做成超導線圈，透過在列車車廂上安裝製冷機，從而確保超導線圈能夠處於低溫超導狀態。當電流傳輸通過導體，導體不會發熱，電流也幾乎沒有損耗，而通電產生的磁力就能讓列車保持上浮，並向前推進。然而，目前超導所必需的超低溫度，對該技術的推廣普及和進一步發展提升造成了難以逾越的阻礙。不難預見，一旦室溫超導得以實現，便可望為電力能源、醫學成像、高速磁懸浮列車、量子電腦、受控核融合等諸多領域帶來顛覆性變革。
就在今年7月下旬，韓國量子能源研究中心研究團隊聲稱(英)外部链接他們研發了全球首個室溫常壓超導材料-一種含有銅、鉛、磷和氧的多晶類合物「改質鉛磷灰石晶體結構」(LK-99)。 這重磅消息瞬時引爆物理學界，而它煽動的颶風也迅速席捲全球，引發了全世界對於「室溫超導」前所未有的矚目。 然而時至8 月中旬，最具權威的學術期刊《自然》刊登的一則報導(英)外部链接，對短短一個月之內國際上多家知名實驗室針對LK-99的重複實驗結果進行了羅列總結，指出LK-99並非室溫超導體，並解釋了這種材料出現類似超導行為的可能原因。至此，名噪時的LK-99終於塵埃落定，被界定為烏龍一場。就在11月初，《自然》撤回了(英)外部链接一篇由羅徹斯特大學蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)團隊宣稱發現全球首個室溫超導體的論文；而在此之前，也就是2022年，出自該團隊的另一篇類似論文已遭撤回(英)外部链接。
盤點史上最引人注目、卻缺乏有力證據以證實其超導性的室溫超導發現：
| 年份 | 研究人員 | 結論 |
| 1987 | 日本Oguishi團隊 | 未證實 |
| 2003 | 美國Johan Prins團隊 | 未證實 |
| 2012 | 德國Scheike團隊 | 未證實 |
| 2018 | 印度Kumar團隊 | 數據備受質疑 |
| 2020 | 美國迪亞斯團隊 | 論文發表後遭撤稿 |
| 2023 | 美國迪亞斯團隊 | 論文發表後遭撤稿 |
| 2023 | 韓國團隊 | 未證實 |
日內瓦大學凝聚態物理學榮譽退休教授迪克·范德馬雷爾，是對迪亞斯團隊的驚世發現提出質疑、並最終導致2022年《自然》對重磅刊登的論文進行強制撤稿的主要推動者之一。這位目前雖已退休、卻依然參與部分研究工作的物理學家，在接受瑞士資訊SWI swissinfo.ch採訪時談及了該如何在當前全球如火如荼地尋找室溫超導體的競爭中辨別炒作與希望。
瑞士資訊SWI swissinfo.ch: 和此前數次他國研究團隊宣稱發現室溫超導材料相比，為何LK-99會在今年夏季迅速佔據全球各大報章頭條，並引起如此大的轟動？
迪克范德馬雷爾：在我看來，韓國科學家們所提出的異乎尋常的說法和所謂的不可思議的發現，滿足了公眾對於繼ChatGPT之後又一項新技術的滿心期待。
當時，瑞士物理學界如何看待LK-99的發現呢？
我們聽說這一消息後立即對他們的研究結論表示懷疑，瑞士物理學界甚至心照不宣地達成了一種共識：我們不會浪費時間去深究或檢驗韓國團隊的研究細節，也不會試圖去複製LK-99，儘管在當時，全世界已經有數家頗負盛名的實驗組去嘗試複製了。這是因為在韓國團隊所發布的科學初稿中對LK-99超導型潛在機制的理論解釋並不完整-雖然我很抱歉將其描述為「初稿」，但它的確不能被稱之為「科學論文」。
韓國研究團隊公佈其發現的平台，並非任何學術期刊，而是作為開放存取資料庫的預印本網站arXiv。所謂的預印本，簡單來說就是科學家為了搶佔先機、防止自己的研究成果在論文被專業學術期刊收錄前遭遇他人剽竊或搶佔，將有計畫、但實際還未投稿給學術期刊發表的論文上傳至arXiv，以證明論文的原創性。因此這類網站與學術期刊最大的差別，就是收錄的文章未經同儕審查。
但值得重視的是，當一份未經同儕審查的預印本受到學術界和公眾如此熱烈的關注時，這可不是什麼正面訊號。因為同儕審查所扮演的角色就相當於「知識把關人」，作為驗證學術成果的一個非常重要的過程，必然會過濾掉很多站不住腳、存在缺陷或質量低劣的學術論文。儘管這套系統也不可避免地有缺陷、屢受質疑，但截至目前，它仍被認為是衡量某一研究成果科學可信度的黃金標準。
不妨設想一下，假設有朝一日室溫超導材料真的得以實現且大規模普及應用，那麼我們的生活會變成什麼樣子？
就以我自己為例：我今天是開電動車來辦公室的，這輛車已經算相當節能了，但室溫超導材料可能會為電動車帶來質的改變。屆時使用超導馬達的電動車會充電時間更快，行駛里程更長，馬達功率更大，並有潛力推動整個人類社會出行方式轉向更清潔的交通工具。
鑑於近年來瑞士電力價格大幅飆升，倘若室溫超導材料獲得大規模推廣，由於電網的能源傳輸效率會顯著提升，運輸和配電過程中的電力損耗大幅減少，那麼不僅是我，所有居民支付的電費都將更低。
就我的研究工作而言，室溫超導材料的發現也將使未來的粒子加速器更加強大，並推動核融合實驗的發展。
想要將室溫超導材料付諸廣泛應用，我們必須克服哪些主要障礙？
必須強調指出的是，即便室溫超導材料能被研發出爐，它究竟能否為各領域帶來突破性變革、開創一個充滿希望的未來，取決於我們是否有能力解決材料工程或室溫超導材料 的適用性限制方面的相關問題。
與金或銀不同，室溫超導材料在付諸使用時是極其脆弱易碎的。其最常見的應用領域之一就是能源電網。這就決定了能源電網中採用的室溫超導超導材料必須能夠大規模生產出來，而考慮到絕大多數輸電線路都暴露在露天環境中，因此應用於能源電網的超導材料還必須經受住各種室外天氣條件下的風化和腐蝕，這樣才能有效發揮作用。
另一個不容忽視的先決條件，就是室溫超導材料能否經濟地實現大量生產。 我們不會愚蠢到用黃金去打造一輛車，不是嗎？
因此毫無疑問，距離走出實驗室到真正在我們周圍的各個領域俯拾皆是，室溫超導材料仍任重道遠。
回首近年全球物理學界的表現，就在各國爭先恐後地角逐這一物理學聖杯的「超導競賽」中，我們幾乎沒有聽說瑞士在這一領域取得任何重大進展。這是為什麼呢？
要知道，對研究人員來說，保持安靜、低調、謹慎並不意味著無所作為。據我所知，目前瑞士至少有三個研究小組正致力於開發超導材料。他們只是沒有不斷接受媒體採訪、輕易發表言論、給大眾製造些不切實際的幻想和期望。
在科學的世界裡，真正有趣的是創造出與科學界既定期望截然不同的東西。從這個意義上來說，超導領域最重要的發現其實是在瑞士取得的。
1986年，瑞士物理學家K.亞歷克斯·穆勒(K. Alex Müller)和他在蘇黎世IBM研究實驗室的同事、德國物理學家約翰內斯·格奧爾格·貝德福德諾爾茨( Johannes Georg Bednorz)首次從金屬氧化物陶瓷中發現了高溫超導體。他們的想法非常新穎、極具獨創性，完全違背了那個時代既定的理論。換而言之，他們創造了自己的理論思想，以自己的方式系統地研究了在同行看來根本不可能成為超導體的材料。那堪稱是一個爆炸性發展的開端，自此以後，全世界數百個實驗室都只是在研究類似的材料。
(編輯：Sabrina Weiss/Veronica DeVore)
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