中美俄科学家复现韩国的室温超导？你可能误解了“复现”
中美俄科学家复现韩国的室温超导？你可能误解了“复现”这其中一个很强烈的证据，就是超导实验专家、南京大学闻海虎教授在接受《科技日报》采访时，指出了韩国科学家在各种实验数据方面的错漏，指出他们实际上没有任何零电阻的证据。闻老师很明确地说，这是超导假象。闻海虎教授在科技日报微博称韩国团队的超导是超导假象。不过，最近有不少网友和媒体来问我说，听说有研究组复现了韩国团队的结果，请问是怎么回事（世纪奇迹！华科师徒全球首个复现韩国室温超导磁悬浮，美国超导盘中暴涨150%）？有记者引用的说法是，中美俄都有研究组复现了韩国团队的结果，中俄是实验，美国是理论。这听起来，室温超导得到了很多支持？看来这类问题具有一定的典型性，我就在这里简短地解读一下。最基本的回答是，这种说法可能错误了理解“复现”这个词。如果说，有人复现了这种材料有磁性质，那是可以成立的。如果说，有人复现了这种材料有室温超导，那是完全不成立的。我们可以打个比方，把材料各种性质的稀奇程度用下围棋的水平来比喻。比如说，有抗磁性是初段（绝大多数材料都有抗磁性，例如水，有人能把青蛙加磁场悬浮起来《袁岚峰对话诺奖得主安德烈·盖姆（上）用胶带撕出石墨烯，诺奖得主：我们的想象不该被限制》，就是因为水有抗磁性），有铁磁性（例如铁、钴、镍）是三段，有常规超导（40K以下的超导，能用BCS理论解释的，例如水银、铌三锡）是五段，有高温超导（超过40K，BCS理论不足以解释，需要某种现在还不清楚的理论解释的，例如1986年发现的铜氧化物超导和2008年发现的铁基超导）是七段，那么室温超导可以算是九段（目前还没实现，许多人在尝试通过加压强来实现这个目标），而室温常压超导可以算作十段（比高压下的室温超导还要难得多，目前完全没有理论指导）。1972年诺贝尔物理学奖1987年诺贝尔物理学奖颁给两位发现铜氧化物超导的科学家用这样的比喻，就可以说，韩国科学家宣称自己的材料达到了十段，但闻海虎老师的分析是，目前看来它最多只有三段。这个材料肯定有某种磁性，究竟是抗磁性还是铁磁性还需要更多实验数据。那些所谓实验复现，都是在这个层面，说它有磁性，但本来就没人否认它有磁性啊？然而真正重要的是它宣称自己达到了十段，但现在完全没有证据证明它达到了五段，更不用说十段了。所以我感到很有趣，为什么有这么多人对着一个三段的实验证据沸腾，他们把它错误地当成了十段。而且还有一点值得强调的是：目前包括原始论文和“复现”结果，均未经过同行评议后发表在正规科学期刊。而同行评议是鉴别“段位”的第一步，未经同行评议的论文，只能当做网络“发帖”而已。也就是说，目前还不能确认任何的段位。在实验方面，为什么韩国科学家的证据不足以证明这种材料是超导，我前面两篇文章已经解释过两次了（韩国科学家声称实现室温超导？可他们的做事方式就证明他们不靠谱）（韩国科学家的室温超导反转了？其实完全没有），在这里不再赘述。在理论方面，就是记者问的，所谓美国劳伦斯伯克利国家实验室提交了一篇论文（刚刚，常温常压超导首被证明理论可行：美顶尖实验室论文出炉），使用美国能源部的计算能力进行模拟，为这种材料的超导性找到了理论基础。这个问题可能值得好好解读一下，因为我自己就是做理论的，相对比较了解公众容易在什么地方迷惑。首先最基础的，这篇文章压根没有“复现”这种材料具有超导，更不用说室温超导。它说的是，计算显示这种材料具有一些性质（平坦的能带），根据经验这些性质跟超导的关联性比较高，所以这对超导是有利的。仅此而已。用前面下围棋的比喻来说，就是我感觉你有可能达到五段，但这只是个可能，至于十段就更没影子了。然后，这篇文章并不能代表劳伦斯伯克利国家实验室的官方态度，因为它只是这个实验室的一位研究人员发了一篇预印本（不是正式论文）。比如说我做了一个计算，写一篇文稿发到arXiv去，难道就能说我代表了中国科学技术大学的态度吗？当然不能。至于说用到美国能源部的算力，同样是在外行听起来好像是有权威机构背书，实际上不能说明任何问题，因为这只是租用人家的计算机时间而已。好比我在中国的超级计算机“神威太湖之光”上做个计算，就说神威太湖之光支持我的结果，这可以吗？当然不可以，因为人家只是提供算力而已，算得对不对完全是使用者的事。神威太湖之光。最后，如果大家对计算化学理论感兴趣，我可以稍微讲一些专业的解读。此文的标题叫做《铜取代的铅磷酸盐磷灰石中相关孤立平坦能带的起源》（Originofcorrelatedisolatedflatbandsincopper-substitutedleadphosphateapatite），基本内容是说作者做了密度泛函理论（densityfunctionaltheory）计算，发现这种材料在费米能级具有相关的孤立平坦能带（correlatedflatbandsattheFermilevel），这是高温超导材料的普遍信号（commonsignature）。《铜取代的铅磷酸盐磷灰石中相关孤立平坦能带的起源》学过计算化学的人会明白，能带是一种平均场近似的语言（平均场的意思是，假定对于一个电子而言，其他电子的影响可以描述成一个平均的场，而跟这些电子的瞬间位置无关，这样就可以把各个电子的运动分开考虑）。跟平均场相对的叫做强关联（即多个电子的运动互相关联，不能把它们分开），强关联会给计算增加极大的困难。超导是一种强关联现象，而强关联现象目前没有精确的计算方法。因此，用这种计算是不能可靠地预测超导的。最多只能说在这种近似理论下得到这种结果，是有利于出现超导的，但是不是真的超导，没法算出来。而且学过超导理论的人还知道，BCS理论有个麦克米兰极限（McMillanlimit），意思是常压下的超导转变温度不能超过40K。超过40K就是高温超导了，而高温超导的理论直到现在都不清楚。所以即使通过平均场计算预测某个材料可能有超导，也只能在超导转变温度低于40K的时候做比较定量的预测。如果超过40K，仍然是一头雾水。所以，这篇理论文章的结果即使是正确的，意义也很有限。它离解释室温常压超导的距离，就好比说某人“有可能会下围棋”和说此人“已经是世界第一高手”之间的距离。这根本不叫“复现”。大家明白了吗？...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375051.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375051.htm
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