室溫超導：是科學奇跡，還是驚天騙局？

穆牧

超導材料具有零電阻、完全抗磁性、磁通量量子化等特點，在能源、醫療、通訊、運輸等領域都有非常重要的應用。目前，超導體需要使用大量液氦或液氮來冷卻到零下200多度，大大限制了其應用。一旦室溫超導成功實現，整個世界將發生翻天覆地的變化。

在經歷了幾個星期的熱鬧后，蘭加·迪亞斯周圍終于重歸靜寂。那段時間，他一直備受矚目，像個大明星。他在拉斯維加斯辦講座，正式開始前半小時，臺下就已座無虛席。據一位親歷者回憶，舉辦講座的會議中心212報告廳很快人滿為患，以至于安保人員不得不將晚到的人拒之門外。據說，美國羅徹斯特大學的物理教授迪亞斯將宣布一個激動人心的新發現。

時間回到2023年3月，世界上最大規模的物理學會議——美國物理學年會開幕，成千上萬名科學家遠道而來，在會上展示自己最新的研究成果，其中包括量子網絡、分子模擬、超快速光譜學等。參會物理學家作的主題報告往往簡短而高深莫測，以至于如果研究的細分領域不同，就連專業人士也很難理解。

然而，在迪亞斯這里，又是另一番景象。“我會介紹我們團隊關于室溫超導體的最新論文。”他向參會的公眾宣布了這個驚人的新聞，并且列舉了傳說中神奇超導體的原材料：氫、氮和金屬镥。他的報告視頻在網絡上流傳，視頻中，這位物理學家一邊講解幻燈片，一邊相當隨意地拿著麥克風。按一下，是一些關于電阻變化的彩色曲線圖，再按一下，是熱容量變化的曲線圖，下一張，下一張，再下一張。“感謝大家對我的支持。”迪亞斯最后說。

這次報告最終演變成了物理學界近代史中對學術騙局最激烈的指控。《自然》雜志隨后發表聲明：“對蘭加·迪亞斯的一篇關于氫化镥制超導體的專業論文進行撤稿。”因為這篇文章中使用的測量數據遭到了科學界的嚴重質疑——這些數據也曾由迪亞斯的前同事發表。

將自己視為室溫超導體發現者的迪亞斯原本有可能因此獲得諾貝爾物理學獎，現在卻被當作一個騙子。問題是，事情是如何發展到如此離譜的地步，物理學對于室溫超導材料的探索和夢想又是否該就此止步呢？

| 神奇超導材料真的存在嗎？|

沒有一種材料像室溫超導體這樣充滿了傳奇色彩，被人如此寄予厚望。一般的導體都有電阻，當電流通過時，電能會產生部分損耗——電線越長，損耗就越大。超導體則可以運輸電流而不產生電能損耗。確實存在這樣的超導材料，但在迄今為止的研究中，它們都需要借助液氦或液氮進行冷卻。制造這些超導材料費時費力、耗資頗巨，所以它們的應用范圍相當有限，只在特定領域使用，例如粒子加速器或磁共振成像中。

但另一方面，室溫超導體將會讓世界發生天翻地覆的變化。就拿不起眼的電線來說吧：室溫超導電線可以鋪設在地下，成本比傳統的鋁電線或銅電線要低得多，效率卻高得多。如果將整個德國電網全部換成室溫超導材料，預計可以一次性關停四個大型火力發電機組。

就連專業人士也為室溫超導材料可能實現的前景著迷，因為利用室溫超導可以形成超強磁鐵。超導材料使得節電的超導磁懸浮軌道成為可能，甚至建設對環境零污染的核電站也不再只是癡人說夢。超導材料最具吸引力的地方在于，它可以令今天的科學家們連想都不敢想的先進科技成為現實。就像發現半導體之前，也沒人能預見這一發明會讓計算機問世，并最終帶來智能手機等設備。

此前，已經有數位研究人員宣稱，他們在熱超導方面實現了突破，但直到2023年夏天，一位韓國科學家發現的名為LK–99的材料才登上了新聞頭條。一張照片在網絡上被多次分享，照片上是一小塊懸浮在磁場中的材料，但這種鉛礦石不久就被證實并非是人們期盼已久的室溫超導材料。

許多專業人士從一開始就對LK–99持懷疑態度，因為韓國的研究者們未經科學驗證就將關于LK–99的論文發表到了一個網絡平臺上。與之相反，物理學家迪亞斯通過最權威的專業雜志《自然》發布了他所謂“轟動的發現”，而且不止一次，是兩次。

迪亞斯的例子不僅表現了一個研究人員的野心，同時也說明了堅持科學的態度有多么困難。研究者們常常過于依賴同業評審來評判研究成果，在發表論文之前，必須將論文發給同領域的專業研究人員，由他們來判斷論文中是否存在前后矛盾、不夠嚴謹之處——如果存在實質性懷疑，他們就應當反對發表。但是，面對一個可能引起轟動的偉大發現，科學的金科玉律也失效了。

迪亞斯在拉斯維加斯演講時，彼得·阿米塔吉就已經收到了同事們的消息，提醒他仔細看看這所謂的轟動性發現。阿米塔吉是美國巴爾的摩市約翰霍普金斯大學的物理學家，也是研究超導現象的專家。他注意到，迪亞斯和他的同伴演講時寧愿熱情洋溢地長篇描述超導磁懸浮列車，也不愿意樸實無華地講講他們的測量數據，反而試圖用發律師函的方式嚇退批評者。

剛得知《自然》雜志會從網站上撤掉迪亞斯論文的消息，阿米塔吉就趕緊瀏覽了迪亞斯排版緊湊的十頁論文和他的測量數據曲線圖。他的目光停在了第15張圖表上，該圖描述的是這種神奇材料的電阻變化。當攝氏溫度達到某個值以下時，材料的電阻急劇下降，并最終抵達0歐姆，即超導狀態。阿米塔吉在圖注中讀到，測量時有個背景信號被去除了。他認為這一點比較可疑，因為這種處理方式并不常見。他說：“如果直接去除一個數值，那每種材料都可能馬上變成零電阻。”

阿米塔吉開始了他的調查。他下載了迪亞斯的原始數據，并把它們導入一個電腦程序，一步步按照迪亞斯論文中的指導進行操作，但他說不管如何嘗試，都無法得出與迪亞斯相同的測量曲線。他向同行保證，在操作過程中沒有犯任何錯誤。隨后，他在一個專業論壇上發表了對迪亞斯論文的批評。

還有一些專業人士求助于超級計算機來進行復雜的計算。實驗物理學家則嘗試在他們的實驗室里探究這種神奇材料的奧秘，然而卻徒勞無功。于是，更多負面的聲音出現了。一個研究小組寫道：“超導材料顯然并未面世。”另一個研究小組則認為，迪亞斯的溫度測試“無論如何都說不通”。

科學的進步往往出現在某個專業領域的邊緣地帶。進步往往意味著與大多數人的意見相左。被激烈地批評，卻最終被證實是正確的，這就是進步。因此，在有人對一篇專業論文提出質疑時，最有效的應對方式是先讓作者進行回應。2023年5月，《自然》雜志的編輯部收到關于迪亞斯論文的質疑時，第一時間便給他寄去了一份疑問匯編。但迪亞斯并未回復同行的疑問。或許他認為，無需回復就能渡過難關？又或者他覺得在實驗室里就能生產出這種神奇的材料？

我們對迪亞斯這個人所知不多，只知道他在斯里蘭卡長大，也是在那兒完成了大學物理專業的學業。他曾在一次采訪中談到自身經歷，說自己從來就不是個好學生，“經常翹課，到考試之前才臨時抱佛腳抄抄朋友們的筆記。”

但迪亞斯顯然并不缺乏自信。2023年春天，迪亞斯的測量結果遭到了越來越多的質疑，他不但不為所動，還為自己所在的大學發了一個視頻宣傳片，在視頻中聲稱自己目前取得的研究成果只是“邁向未來更多發現的第一步”。作為系主任的迪亞斯對自己的研究成果引以為傲，因為人們從未像現在這樣離室溫超導的“圣杯”只有“一步之遙”。

| 室溫超導體的探索之路 |

早在100多年前，人們就發現了極端低溫條件下的超導材料。1911年，荷蘭科學家卡末林·昂內斯測試了一個裝有水銀的玻璃毛細管中的電流。當他用液氦冷卻水銀時，水銀的電阻陡然降到了一個儀器測量不出的值。人們后來又在其他金屬和合金上發現了同樣的現象。

為了解釋超導原理，三位物理學家在上世紀50年代末提出了一個開創性的理論，即當溫度低于所謂的“超導轉變溫度”時，超導體中的電子會兩兩結對，此時電子的運動情況與普通導體中單個電子的運動情況不同，不再受到阻力的制約，可以在超導體中自由運動。可以把電子看作在人行道上走路的行人，如果遇到路上的坑洼，一個人容易被絆住跌倒，但如果兩個人手挽著手，就可以互相攙扶、互相幫助。

雖然這一理論并不能準確地描述所有超導材料，但它還是能夠精準預測很多超導材料的轉變溫度。根據這一理論，人們得出了一個令人激動的預言：恰好是那些含有宇宙中最常見元素——氫元素的合金可以在相對高溫時變為超導體，甚至有可能實現室溫超導。也正是這個預言給了迪亞斯和其他許多物理學家探索研究的動力。但預言成真還需要解決一個問題：氫實現超導是有前提條件的，需要極端高壓。

德國馬普學會的科學家米哈伊爾·埃雷梅茨是迪亞斯最著名的反對者之一，他同樣熱衷于室溫超導體的研究。74歲高齡的他本來早就可以退休了，但他仍希望繼續從事研究工作，直到完成發現室溫超導的使命。他辦公室的門梁上方安裝著一根橫杠，這是他定期做引體向上的工具，也是他老當益壯的佐證。

埃雷梅茨有一個裝有針頭大小極細碎鉆的小匣子，這些鉆石決定著他實驗的成敗。他用了很多時間來打磨和拋光這些鉆石。為了發現超導體，他將極微小的樣品放入一對金剛石對頂砧里，再將對頂砧放進一個圓柱體，旋緊四個六角螺絲，這樣他就能在圓柱體壓砧裝置中創造出極端高壓。埃雷梅茨解釋說，“比地球內部的壓強還要高。”

2014年，埃雷梅茨開始用氫和硫進行室溫超導實驗。他常常在夜里準備試樣，因為硫會散發出類似臭雞蛋的難聞氣味。他有時先把樣品放進金剛石中壓砧，再用低溫冷卻；有時又反過來，先壓砧，再冷卻。最終他的壓砧裝置取得了成功：零下70攝氏度時，樣品的電阻降到了0。

| 撤稿事件始末 |

三年前，埃雷梅茨在《自然》雜志上讀到了迪亞斯的一篇文章，文章稱存在由硫化氫和碳組成的室溫超導體。他說，他很高興有人能在自己的研究基礎上發現新成果。于是，他給迪亞斯打電話表示祝賀。“我愿意盡我所能幫助你。”他當時這么說。

但是，據埃雷梅茨講，迪亞斯拒絕任何形式的幫助。他既沒有給埃雷梅茨寄來樣品，也沒有透露他所謂“神奇室溫超導材料”的成分。在他已發表的論文里也缺乏精準的描述：比如樣品需要被分割成怎樣的大小？需要用綠色激光對樣品照射多長時間？用哪種能源供能？埃雷梅茨與他的研究小組花了好幾個月時間，希望重現迪亞斯的測量結果，但最終還是放棄了。

埃雷梅茨一直在遠處默默觀察，看其他研究者會怎樣發現迪亞斯測量數據中的荒謬之處，他也看到有人指責迪亞斯的博士論文存在抄襲。最終《自然》雜志蓋棺定論，不顧作者反對，對文章撤稿。那時還沒人知道，迪亞斯的另一篇手稿正在等待評審——歷史將再次重演。

為什么評審專家在迪亞斯第二次聲稱取得重大突破，即發現氫化镥為室溫超導材料時，沒能像第一次那樣嚴格呢？這已經成為了一個不解之謎。《自然》雜志對他們的評審專家名單保密，這樣就沒有任何同行能向專家們施加壓力了。一位匿名科學家猜測，迪亞斯向《自然》雜志提交了一份與他交好的專業人士名單作為建議評審人選。對此，《自然》雜志的回復是，所有評審員均由該刊自主選擇。據說評審專家提出了一系列的問題，其中“大部分都在后來的二次審查中得到了解答”。而且，“同業評審”并不能判斷論文是否“足夠清晰準確地反映了實驗步驟和實驗過程”。

但我們知道的是，在迪亞斯發表第二篇論文后的幾個月里，他的“自己人”也逐漸疏遠了他。后來，該論文十位共同作者中的八位向《自然》雜志提交了聯名信，表示早在論文撰寫過程中，他們就已經向迪亞斯提出“論文手稿中存在明顯具有誤導性或不準確的描述”。聯名信的內容后被《華爾街日報》引用。迪亞斯對聯名信的問題也未予回復，但他聲稱：“我從未參與偽造、操控或虛假描述實驗數據。”

最遲到聯名信發布以后，大家就知道迪亞斯的論文很快就會被撤了。《自然》雜志的一位主編在撤回迪亞斯的第二篇論文后表示，“目前的情況令人沮喪。”其他人則把這次撤稿事件視為這本權威科學雜志的恥辱。

| 室溫超導之夢未來能否成真？|

物理學不像數學，一個物理學論斷永遠無法得到最終證明，人們只能不斷嘗試推翻前人的論斷，只有經得起這種永恒考驗的理論才能成為被證實的知識。理論物理學家莉莉婭·柏瑞表示，所以，迪亞斯的事例也給一些人上了意義非凡的一課，那就是，在科學界的共同努力下，嘗試造假有多容易原形畢露。她同時強調，迪亞斯給以氫元素為基礎的超導體研究領域造成了巨大的損失，“這一案例令人對整個研究領域的可信度都產生了懷疑。”

但埃雷梅茨的信心并未被動搖：他最重要的研究成果已經在其他多個實驗室得到了證實。他說自己目前正在嘗試兩種全新的材料，希望很快就能實現目標——發現室溫超導材料。他同樣相信，總有一天，不需要超高壓環境也能實現室溫超導，這也是將超導材料廣泛應用于電纜或磁力領域的前提。“您看這些鉆石，”他說，“以前只有在高壓條件下才能合成人工鉆石，現在我們通過氣相沉積法就可以把鉆石‘蒸出來了。”

迪亞斯并沒有放棄，而是繼續在社交平臺上發布自己的實驗視頻，聲稱這些視頻能夠證明室溫超導的真實性。但關于他發現室溫超導的文章已經從他所在大學的官網上悄然消失了。當點擊相應的鏈接時，只會出現一行提示：“無法訪問此頁面。”

編輯：周丹丹