室温超导“打假者”：铺天盖地的概念炒作中是否孕育着希望？

探寻能在室温条件下呈现超导性能材料的角逐，从未像当前这般激烈。瑞士日内瓦大学凝聚态物理学家迪克·范德马雷尔(Dirk van der Marel)可谓室温超导界的“资深打假人”，身为美国物理学会“杰出审稿人”这一终身奖项的获得者，他曾数次对实现室温超导的宣称提出质疑，并导致2020年轰动整个学术圈、荣登《自然》封面报道的室温超导体发现被强制撤稿。在日内瓦大学的办公室，他向我们解释了目前学术界在争相摘取这座物理学“圣杯”过程中的乱象与现状。

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科幻电影《阿凡达》中绝美的潘多拉星球至今还让人记忆犹新，尤其是那座为绿色藤蔓所缠绕、悬浮在云端的阿里路亚山。其悬浮的秘密，就在于山间蕴藏着一种异常珍贵的室温超导矿石-unobtanium。而电影中疯狂的人类不惜一切代价欲摧毁那威人的家园，正是为了抢占这种不存在于地球的至宝。

虽然电影场景是虚构的，但物理学家们对于在室温条件下呈现超导现象材料如饥似渴、孜孜不倦的追求，却是真实存在的。因为从理论上来说，室温超导能提供永无止境的能量供应。

与黄金或铂金等传统材料不同，室温超导体能以零电阻承载电流，这意味着不会以热量形式损失能量。电流流经超导体，既不会发热，也不会出现压降，因此电流可以零衰减、无损耗地在超导体中流动。

然而迄今为止，科学家们发现的所有超导材料只有在极低温-液氮或液氦的低温条件-和极高压强条件下才能表现出这些特性，这无疑极大限制了超导技术的规模化应用。就拿日本的低温超导型磁悬浮列车为例，该技术利用了超导材料做成超导线圈，通过在列车车厢上安装制冷机，从而保证超导线圈能够处于低温超导状态。当有电流传输通过导体，导体不会发热，电流也几乎没有损耗，而通电产生的磁力就能让列车保持上浮，并向前推进。然而，当前超导所必需的超低温度，对该技术的推广普及和进一步发展提升造成了难以逾越的阻碍。不难预见，一旦室温超导得以实现，便有望为电力能源、医学成像、高速磁悬浮列车、量子计算机、受控核聚变等诸多领域带来颠覆性变革。

就在今年7月下旬，韩国量子能源研究中心研究团队声称(英)外部链接他们研发出了全球首个室温常压超导材料-一种含有铜、铅、磷和氧的多晶类合物“改性铅磷灰石晶体结构”(LK-99)。这一重磅消息瞬时引爆物理学界，而它煽动的飓风也迅速席卷全球，引发了全世界对于“室温超导”前所未有的瞩目。然而时至8 月中旬，最具权威的学术期刊《自然》刊登的一则报道(英)外部链接，对短短一个月之内国际上多家知名实验室针对LK-99的重复实验结果进行了罗列总结，指出LK-99并非室温超导体，并解释了这种材料出现类似超导行为的可能原因。至此，名噪一时的LK-99终于尘埃落定，被界定为乌龙一场。就在11月初，《自然》撤回了(英)外部链接一篇由罗切斯特大学兰加·迪亚斯(Ranga Dias)团队宣称发现全球首个室温超导体的论文；而在此之前，也就是2022年，出自该团队的另一篇类似论文已遭撤回(英)外部链接。

盘点史上最引人瞩目、却缺乏有力证据以证实其超导性的室温超导发现：

年份	研究人员	结论
1987	日本Oguishi团队	未证实
2003	美国Johan Prins	未证实
2012	德国Scheike团队	未证实
2018	印度Kumar团队	数据备受质疑
2020	美国迪亚斯团队	论文发表后遭撤稿
2023	美国迪亚斯团队	论文发表后遭撤稿
2023	韩国团队	未证实

日内瓦大学凝聚态物理学荣誉退休教授迪克·范德马雷尔，是对迪亚斯团队的惊世发现提出质疑、并最终导致2022年《自然》对重磅刊登的论文进行强制撤稿的主要推动者之一。这位目前虽已退休、却依然参与部分研究工作的物理学家，在接受瑞士资讯SWI swissinfo.ch采访时谈及了该如何在当前全球如火如荼地寻找室温超导体的竞争中辨明炒作与希望。

瑞士资讯SWI swissinfo.ch: 和此前数次他国研究团队宣称发现室温超导材料相比，为何LK-99会在今年夏季迅速占据全球各大报章头条，并引起如此大的轰动？

迪克·范德马雷尔：在我看来，韩国科学家们所提出的异乎寻常的说法和所谓的不可思议的发现，满足了公众对于继ChatGPT之后又一项新技术的满心期待。

当时，瑞士物理学界如何看待LK-99的发现呢？

我们听说这一消息后立即对他们的研究结论表示怀疑，瑞士物理学界甚至心照不宣地达成了一种共识：我们不会浪费时间去深究或检验韩国团队的研究细节，也不会试图去复制LK-99，尽管在当时，全世界范围内已经有数家颇负盛名的实验组去尝试复制了。这是因为在韩国团队所发布的科学初稿中对LK-99超导型潜在机制的理论解释并不完整-虽然我很抱歉将其描述为“初稿”，但它的确不能被称之为“科学论文”。

韩国研究团队公布其发现的平台，并非任何一家学术期刊，而是一个作为开放存取资料库的预印本网站arXiv。所谓的预印本，简单来说就是科学家为了抢占先机、防止自己的研究成果在论文被专业学术期刊收录前遭遇他人剽窃或抢占，将有计划、但实际还未投稿给学术期刊发表的论文上传至arXiv，以证明论文的原创性。因此此类网站与学术期刊最大的区别，就是收录的文章未经同行评审。

但值得重视的是，当一份未经同行评审的预印本受到学术界和公众如此热烈的关注时，这可不是什么积极信号。因为同行评审所扮演的角色就相当于“知识把关人”，作为验证学术成果的一个非常重要的过程，它必然会过滤掉很多站不住脚、存在缺陷或质量低劣的学术论文。尽管这一系统也不可避免地存在缺陷、屡受质疑，但截至目前，它还仍然被认为是衡量某一研究成果科学可信度的黄金标准。

不妨设想一下，假设有朝一日室温超导材料真的得以实现且大规模普及应用，那么我们的生活会变成什么样？

就以我自己为例：我今天是驾驶着电动汽车来办公室的，这辆车已经算相当节能了，但室温超导材料可能会给电动汽车带来质的改变。届时使用超导电机的电动汽车会充电时间更快，行驶里程更长，电机功率更大，并有潜力推动整个人类社会出行方式向更清洁的交通工具转变。

鉴于近年来瑞士电力价格大幅飙升，倘若室温超导材料获得大规模推广，由于电网的能源传输效率会显著提升，运输和配电过程中的电力损耗大幅减少，那么不仅是我，所有居民支付的电费都将更低。

就我的研究工作而言，室温超导材料的发现还将使未来的粒子加速器更加强大，并推动核聚变实验的发展。

想要将室温超导材料付诸广泛应用，我们必须克服哪些主要障碍？

必须强调指出的是，即便室温超导材料能被研发出炉，它究竟能否为各领域带来突破性变革、开创一个充满希望的未来，取决于我们是否有能力解决材料工程或室温超导材料的适用性限制方面的相关问题。

与金或银不同，室温超导材料在付诸使用时是极其脆弱易碎的。其最常见的应用领域之一就是能源电网。这就决定了能源电网中采用的室温超导超导材料必须能够大规模生产出来，而考虑到绝大多数输电线路都暴露在露天环境中，因此应用于能源电网的超导材料还必须经受住各种室外天气条件下的风化和腐蚀，这样才能有效发挥作用。

另一个不容忽视的先决条件，就是室温超导材料能否经济地实现大批量生产。我们不会愚蠢到用黄金去打造一辆汽车，不是吗？

因此毫无疑问，距离走出实验室到真正在我们周遭的各个领域俯拾皆是，室温超导材料还依然任重而道远。

回首近年全球物理学界的表现，就在各国争先恐后地角逐这一物理学圣杯的“超导竞赛”中，我们几乎没有听说瑞士在这一领域取得任何重大进展。这是为什么呢？

要知道，对于研究人员来说，保持安静、低调、谨慎并不意味着无所作为。据我所知，目前瑞士至少有三个研究小组正致力于开发超导材料。他们只是没有不断地接受媒体采访、轻易发表言论、给公众制造些不切实际的幻想和期望。

在科学的世界里，真正有趣的是创造出与科学界既定期望截然不同的东西。从这个意义上来说，超导领域最重要的发现其实是在瑞士取得的。

1986年，瑞士物理学家K.亚历克斯·穆勒(K. Alex Müller)和他在苏黎世IBM研究实验室的同事、德国物理学家约翰内斯·格奥尔格·贝德诺尔茨(Johannes Georg Bednorz)首次从金属氧化物陶瓷中发现了高温超导体。他们的想法非常新颖、极具独创性，完全违背了那个时代既定的理论。换而言之，他们创造了自己的理论思想，以自己的方式系统地研究了在同行看来根本不可能成为超导体的材料。那堪称是一个爆炸性发展的开端，自此以后，全世界数百个实验室都只是在研究类似的材料。

(编辑：Sabrina Weiss/Veronica DeVore)