全球報(bào)道:室溫超導(dǎo)引爆全網(wǎng)？！科學(xué)家：淡定！

2022年，在一次規(guī)模和影響都不算大的學(xué)術(shù)會(huì)上，來(lái)自羅徹斯特大學(xué)的Ranga Dias團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一個(gè)神奇的發(fā)現(xiàn)：

他們合成了一種新金屬氫化物材料，在并不算嚴(yán)苛的壓力條件下，就能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。

【資料圖】

（現(xiàn)在我們知道，2022年8月，Dias團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)投出了論文）

會(huì)議是公開(kāi)的，這一消息在高壓物理領(lǐng)域和超導(dǎo)領(lǐng)域都不是秘密。

2023年3月，美國(guó)物理學(xué)會(huì)三月會(huì)議（APS March Meeting）上，來(lái)自羅徹斯特大學(xué)的Ranga Dias團(tuán)隊(duì)做了一些引起轟動(dòng)的報(bào)告，包括Ranga Dias本人在內(nèi)，他以及團(tuán)隊(duì)成員分別從不同方向報(bào)告了這一工作，這次給出的內(nèi)容更加詳實(shí)：

一種三元?dú)浠铮?氫-氮），能在21℃、1GPa（1萬(wàn)個(gè)大氣壓）下，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。

通過(guò)顯微鏡觀察到的大約一毫米直徑的氫化镥樣本，這是羅徹斯特大學(xué)科學(xué)家蘭加·迪亞斯實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造的一種超導(dǎo)材料。該合成圖像是焦點(diǎn)疊加和色彩增強(qiáng)多幅圖像的結(jié)果。圖源：羅徹斯特大學(xué)/J. Adam Fenster

有消息說(shuō)，因?yàn)榉块g里坐滿了人，但還是有很多人想進(jìn)去聽(tīng)，不得不出動(dòng)安保人員在報(bào)告開(kāi)始前趕走了很多行業(yè)大佬和旁觀者，還提出了充滿噱頭的要求——不允許提問(wèn)。

然而大部分人開(kāi)始關(guān)注到這件事，是在北京時(shí)間3月8日的晚上，疑似來(lái)自投資圈的一組聊天記錄在社交媒體迅速流傳。

除了對(duì)Dias報(bào)告的轉(zhuǎn)述，“科幻級(jí)別的技術(shù)”“常溫超導(dǎo)”“應(yīng)用特廣”“炸裂”“全人類(lèi)受益”以及其中提及的某些產(chǎn)業(yè)，無(wú)一不快速點(diǎn)燃了人們討論的熱情。

Dias的研究經(jīng)歷也不斷被扒出：曾經(jīng)轟動(dòng)一時(shí)的金屬氫以及它離奇消失的事情，登上《Nature》封面又被撤稿的事情，和理論物理大神Jorge Hirsch的“對(duì)峙”……

可以說(shuō)，一番操作下，整件事的八卦屬性被拉滿了。

而北京時(shí)間3月9日凌晨，Dias團(tuán)隊(duì)的論文在《Nature》上的正式發(fā)表，更是給大家?guī)?lái)了新的刺激。

Ranga Dias教授報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

他的發(fā)現(xiàn)究竟是什么？是真是假？同行們多久能完成重復(fù)驗(yàn)證？如果是真的，會(huì)帶來(lái)技術(shù)革命嗎？

以及，我是不是該買(mǎi)點(diǎn)超導(dǎo)材料的股票了？（大霧）

滿腦子的疑問(wèn)和期待，我們請(qǐng)中國(guó)科學(xué)院物理研究所從事高溫超導(dǎo)機(jī)理研究的羅會(huì)仟老師為大家解答。

問(wèn)題一：Ranga Dias團(tuán)隊(duì)具體發(fā)現(xiàn)了什么？為什么能引起這么大的轟動(dòng)？

他們合成了一種“镥-氫-氮”的三元化合物，并聲明它是 “近常壓”的室溫超導(dǎo)材料。

這里有兩個(gè)點(diǎn)，一個(gè)是“室溫”，一個(gè)是“近常壓”。我們逐個(gè)來(lái)說(shuō)。

根據(jù)論文數(shù)據(jù)，這種材料實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的溫度能到21℃，雖然和我們默認(rèn)的“室溫”300K（約27℃）還有一點(diǎn)差距，但也基本上算室溫了。

更重要的是，對(duì)這一領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，它的壓力算是非常小的，被稱(chēng)為“近常壓”。

請(qǐng)注意，這里的“近常壓”是帶引號(hào)的，因?yàn)樗鼘?shí)際上有1萬(wàn)個(gè)大氣壓。

那為什么還能叫“近常壓”？

這就要說(shuō)起另一件事，Dias其實(shí)是做高壓物理出身的，在高壓領(lǐng)域，一般來(lái)說(shuō)都是幾百萬(wàn)個(gè)大氣壓，比如他2020年被撤稿的那篇《Nature》封面文章，實(shí)現(xiàn)288 K的超導(dǎo)需要267萬(wàn)個(gè)大氣壓。相比較而言，稱(chēng)1萬(wàn)個(gè)大氣壓是“近常壓”就好理解了。更重要的是，1萬(wàn)個(gè)大氣壓其實(shí)在實(shí)驗(yàn)室也不算難實(shí)現(xiàn)，我們做人造鉆石都需要五六萬(wàn)個(gè)大氣壓。

對(duì)于做高壓物理、高壓超導(dǎo)的研究者來(lái)說(shuō)，怎么實(shí)現(xiàn)動(dòng)輒幾萬(wàn)甚至百萬(wàn)大氣壓的實(shí)驗(yàn)條件呢？

最簡(jiǎn)單的，我們可以擠壓氣體，想象家庭用的壓力鍋，實(shí)驗(yàn)上也可以把一些氣體擠一擠，擠到很小的一個(gè)點(diǎn)上，那么壓力就可以達(dá)到很高。

再比如有專(zhuān)業(yè)的像活塞圓筒這樣的裝置，利用它可以達(dá)到2-3萬(wàn)個(gè)大氣壓的條件。

但是如果需要更高的壓力，比如百萬(wàn)級(jí)大氣壓的話，就需要用到世界上最硬的物質(zhì)——金剛石。在一對(duì)磨平端面的金剛石形成 “對(duì)頂砧” 再使勁加壓。

Dias在哈佛做博后時(shí)“尋找金屬氫”的研究，用的就是這種看上去就很貴的方法。事實(shí)也確實(shí)如此，一對(duì)這樣的金剛石價(jià)格大概在數(shù)萬(wàn)美元。

圖片來(lái)源：Science

可以這么說(shuō)，尋找到常壓室溫超導(dǎo)材料是超導(dǎo)研究者的終極夢(mèng)想之一，而他們所報(bào)道的這種材料已經(jīng)很接近了，所以大家感覺(jué)上是很轟動(dòng)的。

不過(guò)，其實(shí)在研究者群體中，并沒(méi)有像外界那么熱烈的反響，大家還是持續(xù)關(guān)注、冷靜看待的。

問(wèn)題二：此前有被撤稿經(jīng)歷，這次的論文為什么依舊能發(fā)表在《Nature》上？

這篇文章我也進(jìn)行了學(xué)習(xí)，應(yīng)該說(shuō)，還是有一些令人驚訝之處。

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，判斷一個(gè)材料是否屬于超導(dǎo)體，必須有兩個(gè)獨(dú)立的電磁特性判據(jù)：1. 是否具有絕對(duì)零電阻；2. 是否具有完全抗磁性。

這就意味著要證明一種材料是超導(dǎo)體，要拿出絕對(duì)零電阻和完全抗磁性兩方面的證據(jù)。

超導(dǎo)體的零電阻效應(yīng)和磁場(chǎng)下的行為（圖片來(lái)源：《超導(dǎo)“小時(shí)代”》）

而在高壓情況下，做實(shí)驗(yàn)測(cè)量是比較困難的。

其中，電阻是相對(duì)好測(cè)量的，在金剛石里埋上幾根導(dǎo)線，和樣品接觸上就能測(cè)量它的電阻，可是，磁信號(hào)的測(cè)量就沒(méi)有這么簡(jiǎn)單了。

因?yàn)樵诟邏合?，由于有金剛石的巨大壓力，還有其他很多實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)到的磁信號(hào)絕大部分是整個(gè)裝置的背景信號(hào)，這個(gè)背景信號(hào)實(shí)際上比檢測(cè)到的材料的抗磁信號(hào)要大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。就相當(dāng)于在一組萬(wàn)級(jí)的數(shù)字中，要找到10這種量級(jí)的變化。再舉個(gè)不準(zhǔn)確的例子，這比在擁擠路段車(chē)水馬龍的聲音中，聽(tīng)清一個(gè)人的呢喃，難度還要高。

但是Dias這次的工作中，不僅報(bào)告了零電阻的測(cè)量結(jié)果，也報(bào)告了抗磁性的測(cè)量結(jié)果，甚至他還給出了另外兩個(gè)比較重要的測(cè)量結(jié)果，比熱和拉曼光譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

可能是吸取了2020年那次撤稿的教訓(xùn)，這次他們想到了很多方面去補(bǔ)充數(shù)據(jù)，拿出了比較多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)來(lái)支持結(jié)論，相當(dāng)于從更多維度去證明了材料的超導(dǎo)現(xiàn)象，論文中也附上了所有的原始數(shù)據(jù)。

我想這篇文章之所以還是能被接收，最重要的原因就是這些完備的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們能想到的在高壓下測(cè)量超導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)，他都做了。

當(dāng)然，同領(lǐng)域的研究者們都可以去找到他們的原始數(shù)據(jù)，來(lái)分析驗(yàn)證這些數(shù)據(jù)的正確性或可重復(fù)性。

問(wèn)題三：其他實(shí)驗(yàn)室能對(duì)這項(xiàng)工作進(jìn)行重復(fù)嗎？大概需要多久？

雖然論文中只告訴大家這種“神奇”材料由“镥-氫-氮”三種元素構(gòu)成，也給出了可能的材料結(jié)構(gòu)，但并沒(méi)有講具體制備方法，這意味著合成材料確實(shí)會(huì)有一定的挑戰(zhàn)，特別是氮這個(gè)元素的加入，導(dǎo)致它和傳統(tǒng)的稀土氫化物不太一樣。

不過(guò)，對(duì)于從事這一方向研究的實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，都積累了制備這類(lèi)材料的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該是可以制備出來(lái)的。

材料制備出來(lái)，其他的就好驗(yàn)證了，個(gè)人估計(jì)，可能需要幾周或者一兩個(gè)月的時(shí)間，就會(huì)有實(shí)驗(yàn)室能完成對(duì)這項(xiàng)工作的驗(yàn)證。

不過(guò)我們實(shí)驗(yàn)室不會(huì)開(kāi)展對(duì)這項(xiàng)工作的驗(yàn)證，我所從事的是高溫超導(dǎo)的機(jī)理研究，是非常基礎(chǔ)的研究，大部分情況用的都是常壓或零壓的物理環(huán)境。我們主要是用中子散射的方式研究高溫超導(dǎo)機(jī)理，想要弄清這種材料到底為什么會(huì)超導(dǎo)。

我們會(huì)使用中子作為介質(zhì)，把中子“打”進(jìn)材料里面，通過(guò)比較飛出來(lái)的中子來(lái)探測(cè)材料的各種性質(zhì)，這種實(shí)驗(yàn)在常壓下是比較方便的。如果能搞清楚某種材料為什么會(huì)超導(dǎo)，哪些因素是關(guān)鍵的，提高它的超導(dǎo)臨界溫度到底要靠什么方式，那么對(duì)實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo)也是有很大幫助的。同時(shí)，在這個(gè)過(guò)程中還可能會(huì)發(fā)現(xiàn)很多有趣的物理現(xiàn)象。

問(wèn)題四：如果研究被證實(shí)是可重復(fù)的，這種材料將帶來(lái)哪些變革？

如果這個(gè)工作被證實(shí)是可重復(fù)的，是真的，那確實(shí)對(duì)超導(dǎo)界會(huì)有比較大的“沖擊”。

從1911年超導(dǎo)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)至今，已過(guò)百年，尋找可使用的超導(dǎo)體是超導(dǎo)領(lǐng)域一直以來(lái)的夢(mèng)想。

在100多年的時(shí)間里，科學(xué)家們主要做的一件事情，就是不斷地尋找更高溫度的超導(dǎo)體，刷新超導(dǎo)臨界溫度的記錄。

各類(lèi)超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)的年代和臨界溫度，插圖為典型的材料結(jié)構(gòu)（來(lái)自《中國(guó)科學(xué)》）

為什么要做這件事？

一方面是從應(yīng)用角度考慮，只有提高了它的臨界溫度，我們才可以不依賴那些低溫設(shè)備，應(yīng)用超導(dǎo)材料的成本才會(huì)大大降低。

另一方面是從物理研究角度來(lái)說(shuō)，做物理的人總是希望能把“條件”推到“極致”。比如，做粒子物理研究時(shí)，希望提高對(duì)撞能量，去看最基本的粒子里面到底是什么，做天體物理研究時(shí)，希望能盡可能地提高研究尺度，去看宇宙的未來(lái)是什么樣子的。我們做凝聚態(tài)物理時(shí)也一樣，也有我們的目標(biāo)，目前來(lái)看，我們總能找到臨界溫度更高的超導(dǎo)材料，那有沒(méi)有超導(dǎo)材料的臨界溫度能達(dá)到室溫？甚至有沒(méi)有可能存在這樣的“神奇”材料，在遠(yuǎn)超室溫下，都可以實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)？

大家都在執(zhí)著地追求這個(gè)共同的夢(mèng)想，如果Dias的這項(xiàng)研究被證實(shí)是可重復(fù)的，那我們就可以說(shuō)這個(gè)夢(mèng)想幾乎是實(shí)現(xiàn)了，我們可以進(jìn)入下一個(gè)階段，再定一個(gè)新的目標(biāo)，也是新的努力方向。

但是話說(shuō)回來(lái)，我們聊聊大家最關(guān)心的應(yīng)用問(wèn)題。

即使這項(xiàng)研究被證實(shí)是可重復(fù)的，其實(shí)對(duì)應(yīng)用來(lái)講，并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，還有很長(zhǎng)的路要走，甚至有可能走不通。

因?yàn)槌瑢?dǎo)材料的應(yīng)用非常復(fù)雜，不只是提高臨界溫度那么簡(jiǎn)單。

如果一個(gè)超導(dǎo)材料能被應(yīng)用，那么它要滿足三個(gè)參數(shù)的要求，除了臨界溫度，還有臨界磁場(chǎng)、臨界電流密度。

以臨界電流密度舉例。

大家都知道超導(dǎo)體的電阻是0，理論上來(lái)說(shuō)，按照歐姆定律，分母已經(jīng)是0了，那分子隨便來(lái)個(gè)數(shù)字，電流就是無(wú)窮大了。也就是說(shuō)，隨便加個(gè)電壓，電流就無(wú)窮大。

可實(shí)際情況呢？

任何一種超導(dǎo)材料都有臨界電流密度，也就意味著當(dāng)電流大到一定程度以后，它突然之間就會(huì)“失超”，也就是突然間變得不超導(dǎo)了。

不超導(dǎo)了會(huì)怎么樣呢？它突然間就會(huì)有電阻。本來(lái)在用它的過(guò)程中，就已經(jīng)有了很大的電流，一旦出現(xiàn)電阻，它就會(huì)迅速發(fā)熱，溫度快速上升的后果是不堪設(shè)想的，甚至可以燒掉材料。

所以說(shuō)，一種超導(dǎo)材料要想被應(yīng)用，臨界溫度、臨界磁場(chǎng)和臨界電流密度都很重要，三個(gè)參數(shù)都要高，才能具備大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。

不僅如此，大規(guī)模的應(yīng)用還有許多實(shí)際的問(wèn)題。

比如無(wú)法避免的“量產(chǎn)”問(wèn)題。要知道，高壓實(shí)驗(yàn)所生產(chǎn)的材料基本都是微克或毫克量級(jí)的，是非常非常小的一塊樣品，但是工業(yè)上的要進(jìn)行使用的話，至少要噸級(jí)的量，制備成本就會(huì)阻止它的應(yīng)用。

再比如，想象我們要做一根超導(dǎo)電線，這并不難，但是如果我要用這根電線做一個(gè)磁體呢？那就要繞線圈或者其他形狀，甚至要絞成電纜。這就意味著會(huì)出現(xiàn)很多不均勻的磁場(chǎng)的力，在受到這么多力的同時(shí)，還要求材料不能被破壞，這不是個(gè)容易實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

總之，從工程應(yīng)用上說(shuō)，有很多非常細(xì)節(jié)非常復(fù)雜的問(wèn)題，對(duì)材料要求是非常高的。

這也是為什么在超導(dǎo)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)的一百多年里，我們已經(jīng)找到了一萬(wàn)多種超導(dǎo)材料，甚至有一些溫度還算高，比如銅氧化合物的臨界溫度記錄是134 K，鐵基超導(dǎo)的臨界溫度記錄是55 K，但是我們現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的超導(dǎo)體依舊是傳統(tǒng)的超導(dǎo)體，叫鈮鈦（Nb-Ti）。它是一種鈮和鈦的金屬合金，柔性和韌性都非常好，好用，方便。

所以，大家一定要知道，并不是找到了一種室溫超導(dǎo)體，就馬上能用了，就立刻帶來(lái)技術(shù)革命、能源革命。現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)到不了這個(gè)地步。

問(wèn)題五：應(yīng)用條件這么苛刻，超導(dǎo)材料的應(yīng)用還有戲嗎？

其實(shí)說(shuō)到超導(dǎo)材料的應(yīng)用，范圍是非常廣泛的，生活中也已經(jīng)有了不少。

前面提到過(guò)，超導(dǎo)有兩個(gè)基本的現(xiàn)象，絕對(duì)的零電阻和完全的抗磁性。所以在我們所知道的能用到電和磁的地方，都有很強(qiáng)的應(yīng)用。

與此同時(shí)，超導(dǎo)現(xiàn)象本身就是一種宏觀的量子凝聚態(tài)，所以和量子相關(guān)的領(lǐng)域它也可以應(yīng)用。

具體來(lái)說(shuō)，今天大家已經(jīng)“不知不覺(jué)”得用上了一些超導(dǎo)材料的產(chǎn)品。

比如，深圳某著名大廈，使用了200多米的超導(dǎo)電纜。雖然超導(dǎo)電纜的造價(jià)比普通電纜高很多，還需要制冷設(shè)備提供低溫環(huán)境，但是它輸電是無(wú)損耗的，現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)化的制冷設(shè)備成本也在降低，再考慮到深圳的土地價(jià)格，用超導(dǎo)電纜是十分劃算的。

超導(dǎo)輸電能極大減少能量浪費(fèi)（圖片來(lái)源：instituteforenergyresearch.org）

再比如，到醫(yī)院做核磁共振，其實(shí)核磁共振的設(shè)備就是一個(gè)大超導(dǎo)線圈。醫(yī)生可能會(huì)問(wèn)你，要做1.5特斯拉（磁場(chǎng)）還是3特斯拉（磁場(chǎng)）的檢查，這個(gè)磁場(chǎng)就是由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的。磁場(chǎng)強(qiáng)度越高，從人體獲得的信號(hào)越多，現(xiàn)在全世界都在攻關(guān)14特斯拉的核磁共振設(shè)備，如果實(shí)現(xiàn)的話，可以讓核磁共振圖像達(dá)到亞微米分辨率。這是什么概念呢？我們大腦神經(jīng)元就是這個(gè)尺度。也就是說(shuō)，通過(guò)這樣強(qiáng)度的核磁共振設(shè)備，能看到大腦神經(jīng)元的活動(dòng)。

除了生活中的應(yīng)用，我們還期待更多優(yōu)秀的超導(dǎo)材料在未來(lái)大展身手。

比如，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，用于制造超導(dǎo)加速器。想要看到粒子的基本屬性，就要制造能量很高的加速器。這種加速器可以借助超導(dǎo)磁體來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如20特斯拉以上的超導(dǎo)磁體。

再比如，應(yīng)用于可控核聚變。如果有非常大的超導(dǎo)磁體來(lái)約束核聚變，那絕對(duì)是造福全人類(lèi)的一件事，能夠真正實(shí)現(xiàn)清潔、低損耗、高性能的發(fā)電，改變能源結(jié)構(gòu)。

還有大家可能都聽(tīng)過(guò)的磁懸浮列車(chē)。如果制造出超導(dǎo)磁懸浮列車(chē)，安全性和速度將比高鐵更加充滿想象力。

前面提到的都是強(qiáng)電領(lǐng)域的應(yīng)用，在弱電領(lǐng)域，超導(dǎo)材料的應(yīng)用同樣豐富。

我們可以做一些超導(dǎo)的小器件，像超導(dǎo)量子干涉儀（一種最靈敏的磁性探測(cè)裝置），超導(dǎo)濾波器等?；谶@些小器件，可以組合生產(chǎn)出更多器件，它們的應(yīng)用就更加廣泛了，比如組成超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的基本單元。如果超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)能實(shí)用化，給我們的科技、生活帶來(lái)的變化都將是巨大的。

可以說(shuō)，近幾年超導(dǎo)材料的發(fā)展非常迅速，各方面投入都在加大。

回到Dias團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究，我想給大家一個(gè)建議，可以關(guān)注，但沒(méi)必要太激動(dòng)。還是那句話，一種材料從研究到實(shí)際應(yīng)用，往往是要經(jīng)歷漫長(zhǎng)過(guò)程的。他們所報(bào)道的這種材料，是否能被重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以后到底能不能大規(guī)模應(yīng)用，目前看都是要打很多問(wèn)號(hào)的。

問(wèn)題六：“AI for Science”背景下，人工智能對(duì)超導(dǎo)領(lǐng)域的影響正在發(fā)生

在Dias的研究中，我們也看到了AI的身影，這也是現(xiàn)在科研的趨勢(shì)。

以前我們找新的超導(dǎo)材料，基本上都是“盲目”瞎試，其他領(lǐng)域的人評(píng)價(jià)我們說(shuō)，“你們做超導(dǎo)材料就是‘炒菜’，就把幾個(gè)元素混一混調(diào)一調(diào)，看它能出來(lái)什么樣的一個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，然后再看它能不能超導(dǎo)?！?/p>

整個(gè)凝聚態(tài)物理其實(shí)也是在做這件事，合成不同的新材料，再去看材料性能。

但現(xiàn)在不一樣了。我們的計(jì)算機(jī)能夠輕松地算出材料結(jié)構(gòu)、甚至是性能，比如我們物理所就建了一個(gè)材料數(shù)據(jù)庫(kù)，里面有幾十萬(wàn)種材料的結(jié)構(gòu)、基本性質(zhì)和電子結(jié)構(gòu)等，只需要點(diǎn)擊幾個(gè)元素符號(hào)，系統(tǒng)會(huì)告訴你這種材料是否存在、基本性質(zhì)是什么，這就是數(shù)據(jù)庫(kù)工具的力量。

更進(jìn)一步的，現(xiàn)在AI技術(shù)不斷發(fā)展，給出限定條件，它就可以幫助研究人員去搜索，找到可能符合條件的材料后，再利用超導(dǎo)的BCS理論，去計(jì)算是否能超導(dǎo)、超導(dǎo)臨界溫度是多少。不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，要用AI來(lái)尋找BCS理論之外的非常規(guī)超導(dǎo)體，目前來(lái)看是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)檫€沒(méi)有合適的理論可以描述電子-電子具有很強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng)下的非常規(guī)超導(dǎo)現(xiàn)象，更不用說(shuō)AI能不能幫忙了。

圖片來(lái)源：Pixabay

理論物理學(xué)家與實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之間是什么樣的關(guān)系？

聊點(diǎn)題外話。

因?yàn)樘岬紻ias，總是繞不開(kāi)之前和他“對(duì)峙拉鋸”的理論物理學(xué)家Jorge Hirsch。

圖源：知乎網(wǎng)友@千張

APS會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)圖。胳膊纏繃帶的是Jorge Hirsch老爺子，端坐的是Ranga Dias，據(jù)說(shuō)雖然不讓提問(wèn)，倆人現(xiàn)場(chǎng)休息時(shí)也交流了下（圖片來(lái)源見(jiàn)水?。?/p>

拋開(kāi)二位，我想聊聊理論物理學(xué)家與實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之間的關(guān)系。

到今天來(lái)看，二者之間的間隙其實(shí)是越來(lái)越大，甚至可以說(shuō)是“漸行漸遠(yuǎn)”了。

現(xiàn)在的科研分支越來(lái)越多，研究領(lǐng)域也越來(lái)越多，這都導(dǎo)致能研究的項(xiàng)目和議題都越來(lái)越多了。這就導(dǎo)致一個(gè)結(jié)果，就是一個(gè)人可能沒(méi)法集中精力去做多個(gè)領(lǐng)域的研究，特別是兼顧理論與實(shí)驗(yàn)。如果這樣做的話，可能很難發(fā)論文，也可能很難拿到經(jīng)費(fèi)。而現(xiàn)在純理論物理學(xué)家們發(fā)展了很多理論模型，其中很多用實(shí)驗(yàn)是很難驗(yàn)證的，從實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的角度說(shuō)，很難有充足的時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)那么多理論，很難搞懂那么多理論的對(duì)錯(cuò)，更難弄清楚哪些理論對(duì)實(shí)驗(yàn)是適用的。

這是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的情況，導(dǎo)致理論和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合不是那么緊密，或者說(shuō)理論和實(shí)驗(yàn)并不是嚴(yán)格同步的。

這就導(dǎo)致可能會(huì)出現(xiàn)這些情況：理論物理學(xué)家們熱衷于建立自己的理想模型，如果模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)不上，那就根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去調(diào)模型，而實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們則做實(shí)驗(yàn)，找新材料，再看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和哪個(gè)理論最靠近，就套哪個(gè)理論，不太相符的話，再解釋一下這個(gè)理論可能有什么問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)不能完全驗(yàn)證理論的正確與否，理論也不能完全預(yù)測(cè)研實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

我想也許不止物理領(lǐng)域，其他領(lǐng)域可能也出現(xiàn)了這種現(xiàn)象。

寫(xiě)在最后：學(xué)術(shù)圈也在追求 “大新聞”嗎？

回顧這次事件的全過(guò)程，無(wú)論是學(xué)術(shù)出版方還是新聞媒體的做法，不管是論文在《Nature》上線的時(shí)間，還是APS會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)“不允許提問(wèn)”的奇特要求，似乎都有“博眼球”的嫌疑。

不過(guò)與此同時(shí)，我們也要關(guān)注到，除了發(fā)表Dias的論文，其實(shí)《Nature》還上線了同行科學(xué)家的評(píng)論。在評(píng)論中，他們都提到了這項(xiàng)工作的重要性和可能存在的疑問(wèn)，非常清晰。《Science》也上線了一篇對(duì)這一工作的評(píng)述文章。這些專(zhuān)業(yè)的學(xué)術(shù)評(píng)論文章，大家都可以看看。

我覺(jué)得這也是科學(xué)研究很有魅力的地方，我們可以不斷去質(zhì)疑、去證偽，即使是“大戰(zhàn)”過(guò)的Hirsch和Dias，大家也不會(huì)現(xiàn)場(chǎng)真正動(dòng)手吵起來(lái)，而是以科學(xué)事實(shí)為依據(jù)去討論問(wèn)題。

最后，也許明天，也許下周，你就會(huì)不記得今天發(fā)生了什么。在喧囂過(guò)后，依然想懇請(qǐng)大家給基礎(chǔ)科學(xué)研究更多支持，說(shuō)不定哪一天又有新的熱鬧出現(xiàn)。

作者：羅會(huì)仟（研究員，科普作家）

作者單位：中國(guó)科學(xué)院物理研究所

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