3月份傳來一則消息，美國(guó)物理學(xué)年會(huì)上爆出了驚天大新聞，說是來自羅徹斯特大學(xué)的斯里蘭卡裔學(xué)者Dias團(tuán)隊(duì)宣布，他們實(shí)現(xiàn)了近環(huán)境壓強(qiáng)下的室溫超導(dǎo)。

根據(jù)報(bào)告，他們的科研小組利用三元?dú)浠铮∟-Lu –H，氮-镥-氫），實(shí)現(xiàn)了1Gpa（或1000Mpa）條件下20度室溫的超導(dǎo)電性。

這一消息，在業(yè)界引起了軒然大波。因?yàn)槿绻@項(xiàng)科研成果是真的，將會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域引起一系列革命性的技術(shù)變革，應(yīng)用場(chǎng)景無限廣闊。

(相關(guān)資料圖)

我們先看看什么是超導(dǎo)。超導(dǎo)現(xiàn)象最早可以追溯到1911年。當(dāng)時(shí)荷蘭的科學(xué)家昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)，在零下269度時(shí)，汞的電阻突然徹底消失（接近于零）。

當(dāng)時(shí)他對(duì)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)感到很震驚，也預(yù)感到自己可能發(fā)現(xiàn)了一個(gè)聚寶盆，因?yàn)樗J(rèn)識(shí)到超導(dǎo)非常具有商業(yè)價(jià)值。

如果用超導(dǎo)電線輸電，電能傳輸損耗接近于零。電能是卓越的二次能源，電力的廣泛應(yīng)用極大地改變了人類的生活面貌，讓人類文明實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

但是電能損耗，一直是困擾人類的問題。為了減少電能損耗，人類不得不加粗導(dǎo)線，又不得不在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸時(shí)提高電壓，中國(guó)的特高壓技術(shù)，就是為了降低電力損耗。

中國(guó)的輸電技術(shù)是世界上最先進(jìn)的，中國(guó)也是世界上銅消耗第一大國(guó)，但是中國(guó)的電力損耗一年也超過了1000多億度，相當(dāng)于浪費(fèi)掉了一個(gè)三峽。

印度沒有特高壓，平均輸配電損耗率高達(dá)22.7%，是世界上輸配電損耗最高的國(guó)家之一。這意味著印度發(fā)100度電，只有77.3度能送到用戶端。

所以如果發(fā)現(xiàn)了常溫下可以應(yīng)用的超導(dǎo)材料，那還要啥特高壓？銅也能節(jié)省下不少，還能節(jié)省用地。而如果把超導(dǎo)材料用在用電器中，也可以大大降低用電器的電能消耗。

這是超導(dǎo)的第一個(gè)誘人的性質(zhì)。第二個(gè)誘人的性質(zhì)是完全抗磁性，也就是外加磁場(chǎng)無法進(jìn)入超導(dǎo)內(nèi)部，也就是磁感線（磁力線）無法穿過超導(dǎo)，內(nèi)部磁場(chǎng)為零。

這是因?yàn)槌瑢?dǎo)材料表面產(chǎn)生了無損耗的感生電流，這個(gè)電流相當(dāng)于一個(gè)線圈（電磁鐵），產(chǎn)生了自己的磁場(chǎng)，跟外加磁場(chǎng)對(duì)著干，并抵消了外加磁場(chǎng)。

這個(gè)性質(zhì)有什么用呢？那就是超導(dǎo)磁懸浮。也就是在一個(gè)超導(dǎo)下面放一個(gè)磁鐵，這個(gè)超導(dǎo)立刻也變身另一個(gè)磁鐵，強(qiáng)烈排斥身下邊這個(gè)磁鐵，于是就把自己給懸浮起來了。

磁懸浮這個(gè)性質(zhì)很誘人啊，首先可以大大減少摩擦阻力。我們的汽車和火車，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械能，能量通過傳動(dòng)裝置到了輪子，最終都是被摩擦力給消耗了。

汽車時(shí)速60公里行使時(shí)，有一半以上的能量損耗在了滾動(dòng)摩擦上。當(dāng)然速度越快，風(fēng)阻的消耗就越大。如果車子懸浮起來，那就沒有滾動(dòng)摩擦，這部分消耗可以省下來。

此外，無論是汽車還是火車，車輪引起的噪音問題也是影響出行舒適性的關(guān)鍵因素之一。但如果車子懸浮起來之后，就只剩下風(fēng)噪了，這就是磁懸浮的另一大優(yōu)勢(shì)。

所以磁懸浮在交通上大有可為。如果讓磁懸浮列車在真空管道中運(yùn)行，那么既沒有了滾阻也沒有了風(fēng)阻，既沒有了胎噪也沒有了風(fēng)噪，時(shí)速可達(dá)驚人的2萬公里。

這什么概念？如果真實(shí)現(xiàn)了，意味著從北京到烏魯木齊只要幾分鐘的時(shí)間了，到莫斯科也只需要二十分鐘，到紐約大約40分鐘，真正實(shí)現(xiàn)物理世界的地球村。

超導(dǎo)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣闊，只可惜這些美好的設(shè)想，都是建立在高溫超導(dǎo)甚至是常溫超導(dǎo)之上。因?yàn)槿绻麤]有常壓常溫超導(dǎo)，那么維持超導(dǎo)材料的低溫或高壓工作環(huán)境成本非常高。

然而理想是豐滿的，現(xiàn)實(shí)卻是骨感的，因?yàn)檫_(dá)到臨界溫度成本實(shí)在是太高了。要想降低成本，必須找到高溫超導(dǎo)，這個(gè)高溫意思是高臨界溫度，是相對(duì)于零下273度而言的。

于是，各國(guó)的科學(xué)家們開始了一項(xiàng)新的競(jìng)賽，那就是尋找更高溫超導(dǎo)材料。結(jié)果這一競(jìng)賽一搞就是一百多年，難度不比可控核聚變小，一直是人類的科技前沿。

科學(xué)家們?nèi)绾握?，可不是漫無目的的大海撈針，而是一邊研究理論，一邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，要么完善原來的理論，要么建立新的理論，雖然進(jìn)步很艱難，但科學(xué)家從未停止前進(jìn)的腳步。

這個(gè)斯里蘭卡裔的美國(guó)大學(xué)教授成果如果是真的，那的確值得可喜可賀。雖然還有一萬卡大氣壓，但畢竟已經(jīng)把超導(dǎo)材料的臨界溫度提升到了20度的室溫。

一萬個(gè)大氣壓是個(gè)很大的壓強(qiáng)。高壓鍋中，也只是1.8個(gè)大氣壓；馬德堡半球?qū)嶒?yàn)中，把兩個(gè)半球緊緊扣在一起的，也不足一個(gè)大氣壓。汽車輪胎中，也無非兩三個(gè)大氣壓，爆胎已經(jīng)很恐怖了。

10米高的水柱底部，可以形成一個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)。這意味著世界最深的馬里亞納海溝溝底的壓強(qiáng)，也無非1100個(gè)大氣壓。

但是一萬個(gè)大氣壓，對(duì)于科學(xué)研究來說已經(jīng)不算高了，工程上甚至可以實(shí)現(xiàn)了。比如常溫儲(chǔ)氫鋼瓶，已經(jīng)可以做到承受1000個(gè)大氣壓的工作環(huán)境了。

我們的包鋼集團(tuán)，早在2019年就申請(qǐng)了一項(xiàng)發(fā)明專利，說是已經(jīng)掌握了一種1000MPa（約一萬個(gè)大氣壓）級(jí)高強(qiáng)氣瓶用無縫鋼管的制備方法。

別說一萬個(gè)大氣壓了，十萬個(gè)工程上實(shí)現(xiàn)也不難，只要鋼瓶的外殼足夠厚，鋼瓶的承壓能力就越強(qiáng)，大不了上鈦合金。只要舍得用鋼用鈦合金，更結(jié)實(shí)的鋼瓶也不在話下。

但問題又繞回來了，因?yàn)槲覀冋腋邷爻瑢?dǎo)甚至室溫超導(dǎo)的目的就是為了節(jié)省成本……給這一公斤超導(dǎo)材料，穿上100公斤的鋼外套，似乎又違背了初心。

但不管咋說，成果如果是真的，進(jìn)步還是很大的，因?yàn)橹岸际巧习偃f甚至幾百萬個(gè)大氣壓，這次一下子降了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，可以說是長(zhǎng)足進(jìn)步，不過很難稱得上是質(zhì)的飛躍。

這條研究路線是既有研究路線，也就是高壓超導(dǎo)體系的富氫化合物路線，并沒有理論上的突破，全球很多學(xué)者都在進(jìn)行相關(guān)研究，大家都在刷記錄，這不過這次Dias步子邁的有點(diǎn)大。

但是我懷疑，這個(gè)成果壓根兒就是兌了水。第一，這個(gè)Dias有學(xué)術(shù)造假的前科，且還不止一次；第二，目前他們公布的數(shù)據(jù)和材料依然是疑點(diǎn)重重。

Dias是個(gè)炒作輿論的高手。2017年，他們就宣布在495GPa高壓下制造出了金屬氫，并發(fā)表在了頂尖期刊《科學(xué)》雜志上。

科學(xué)成果的真?zhèn)?，最重要的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)就在于實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性上。也就是按照你給的條件和參數(shù)，大家可以再現(xiàn)你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這是學(xué)術(shù)界的一項(xiàng)鐵律。

但是Dias的金屬氫的制備，不僅同行們沒有重復(fù)做出來，他自己也沒復(fù)制出來。有人問他要制備的金屬氫成品，他說由于保存不當(dāng)消失了。這件事成了一項(xiàng)懸案。

2020年，他又發(fā)表了重磅論文，在270GPa條件下（約270萬個(gè)大氣壓），實(shí)現(xiàn)了氫化物的室溫超導(dǎo)?？珊罄m(xù)多個(gè)研究組也無法重復(fù)該實(shí)驗(yàn)。

而且Dias并未充分披露原始數(shù)據(jù)，論文疑點(diǎn)太多，遭到了同行們的一致抗議，最終他的論文也被《自然》雜志撤稿。

鑒于Dias的多次前科，加上這次數(shù)據(jù)披露依然不夠充分，我們有理由懷疑這次科研成果嚴(yán)重注水，很可能是美國(guó)學(xué)術(shù)界的一次航天發(fā)射行動(dòng)（放衛(wèi)星）。

另外，我們逆向思維思考一下，這里邊也有問題。假如，我是說假如，假如你研究出了一種實(shí)用性極強(qiáng)的常溫超導(dǎo)材料，你會(huì)干什么？你還有功夫去公開發(fā)表成果嗎？

因此，公開的學(xué)術(shù)成果，注定離實(shí)際應(yīng)用還非常遠(yuǎn)，還需要同行們幫著找問題。一旦某項(xiàng)成果到了實(shí)用階段，肯定成了國(guó)家機(jī)密，至少是商業(yè)機(jī)密。

然而一次大概率注水的科研成果，只因?yàn)槭窃诿绹?guó)宣布的，立刻引發(fā)了一群恨國(guó)黨的高潮，他們一方面為美國(guó)歡呼，一方面對(duì)中國(guó)冷嘲熱諷。

然而他們只知其一，不知其二，更不知其三。他們只知道超導(dǎo)突破意義重大，不知道超導(dǎo)突破有多艱難，更不知道無論是超導(dǎo)的研究還是應(yīng)用，中國(guó)都是世界領(lǐng)先。

超導(dǎo)的研究是非常艱難的，不然也不會(huì)100多年沒能找到常溫常壓下的超導(dǎo)材料。這項(xiàng)研究，說是各國(guó)各科研組的競(jìng)賽，其實(shí)也是一場(chǎng)人類團(tuán)結(jié)一致攀登科學(xué)高峰的集體活動(dòng)。

為什么說是團(tuán)結(jié)呢？因?yàn)榇蠹艺l有什么理論，誰有什么教訓(xùn)，誰有什么突破，都會(huì)公開發(fā)表在論文期刊上。大家集體完善理論，也等于集體判斷出一個(gè)大致的前進(jìn)方向。

所以超導(dǎo)研究上的每一次巨大突破，都是全人類的好事，都會(huì)極大鼓舞相關(guān)研究人員的士氣，都會(huì)引發(fā)新一輪的研發(fā)高潮。

如果誰發(fā)現(xiàn)理論漏洞，或者發(fā)表自己失敗的教訓(xùn)，等于給大家指出來哪有坑，大家可以躲一躲。從這個(gè)意義上，大家是攜手前進(jìn)的。

當(dāng)然也會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)，誰有原理上的突破，誰就能贏得同行的尊重，誰就能奠定自己的學(xué)術(shù)地位，甚至可以得各種科學(xué)大獎(jiǎng)，可以爭(zhēng)取更多科研經(jīng)費(fèi)。

美國(guó)斯里蘭卡裔教授的這次科研成果，如果是真的，對(duì)中國(guó)學(xué)術(shù)界也是好事，我們也可以立刻跟進(jìn)。而且，一個(gè)公開的事實(shí)，中國(guó)的超導(dǎo)研究走在世界前列。

超導(dǎo)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于1911年，當(dāng)時(shí)中國(guó)的辛亥革命還沒爆發(fā)。我們的超導(dǎo)研究，起步就比人家晚了幾十年，而且完全是白手起家，但是很快就追上了國(guó)際先進(jìn)水平。

在人類的高溫超導(dǎo)研究中，共有兩次高溫超導(dǎo)的重大突破，而來自中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)，都做出了關(guān)鍵性和決定性的貢獻(xiàn)，奠定了中國(guó)在超導(dǎo)研究中的領(lǐng)先地位。

而這兩次突破，都繞不開一個(gè)人，他就是中國(guó)超導(dǎo)研究的奠基人之一——趙忠賢。令蛋總感到驕傲的是，趙忠賢是中科大校友。趙忠賢是遼寧新民人，1941年生，1964年畢業(yè)于中科大。

他于上世紀(jì)70年代，開始從事高溫超導(dǎo)的研究工作。但是超導(dǎo)領(lǐng)域研究，受到了傳統(tǒng)理論的束縛，普遍認(rèn)為臨界溫度不大可能超過40K（零下233度），這一溫度被稱作麥克米蘭極限。

但是趙忠賢根據(jù)自己的研究判斷并發(fā)表論文，提出超臨界溫度能夠突破這一極限，并達(dá)到了40K~50K，這在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是非常大膽的觀點(diǎn)。

10年后，趙忠賢團(tuán)隊(duì)用實(shí)驗(yàn)證了自己的判斷，突破了麥克米蘭極限，推翻了傳統(tǒng)理論，引發(fā)了物理學(xué)界的震動(dòng)，在全世界引發(fā)了新一輪超導(dǎo)研究高潮。

1987年，趙忠賢團(tuán)隊(duì)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了臨界溫度93K的超導(dǎo)體，把超導(dǎo)臨界溫度提高到了液氮區(qū)（氮?dú)獾囊夯瘻囟仁?7K，也就是零下196度），這一成果在學(xué)術(shù)界都炸鍋了。

美國(guó)物理學(xué)會(huì)特意給他弄了一場(chǎng)會(huì)議，并邀請(qǐng)他作詳細(xì)的講話。這場(chǎng)會(huì)議持續(xù)了整整八個(gè)小時(shí)。中國(guó)超導(dǎo)研究，開始躋身世界前列。當(dāng)時(shí)有個(gè)說法，就是中日美超導(dǎo)大戰(zhàn)。

另一次突破是在2008年。他提出高溫高壓合成結(jié)合輕稀土元素的方案，成功地將鐵基超導(dǎo)體的臨界溫度提高到55K。而至今為止，這一紀(jì)錄始終還沒有人能打破。

趙忠賢這一路走來并不容易，因?yàn)樯鲜兰o(jì)七八十年代，我們國(guó)家的研究條件是極其艱苦的，沒有經(jīng)費(fèi)，沒有設(shè)備，用自制的爐子燒樣品。

但是趙老師心態(tài)很好，不怕苦不怕累，更不怕國(guó)外同行的高薪誘惑。就算是有了成果，也沒什么架子。去美國(guó)開會(huì)回來，下了飛機(jī)就蹬三輪車幫家里拉煤球。

2013年，趙忠賢憑借鐵基超導(dǎo)的研究，獲得了國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)寧缺毋濫，當(dāng)時(shí)已經(jīng)空缺了三年。2017年，趙忠賢獲得了國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

一枝獨(dú)秀不是春。中國(guó)超導(dǎo)研究領(lǐng)域高人還有很多，比如中科大的陳仙輝院士團(tuán)隊(duì)，還有南方科技大學(xué)校長(zhǎng)薛其坤院士團(tuán)隊(duì)，吉大馬琰銘和崔田教授團(tuán)隊(duì)，電子科大喬梁教授團(tuán)隊(duì)等等很多很多。

薛其坤院士，山東蒙陰人，1980年進(jìn)入山東大學(xué)學(xué)習(xí)，1987年9月進(jìn)入中科院物理研究所凝聚態(tài)物理專業(yè)讀研，2005年當(dāng)選院士。

2012年他提出界面高溫超導(dǎo)，2013年發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)，開辟全新領(lǐng)域。2013年在高溫超導(dǎo)機(jī)理研究中取得重大進(jìn)展。

2014年，馬琰銘研究組首次預(yù)言硫化氫在160萬個(gè)大氣壓有80K左右的超導(dǎo)電性，吉林大學(xué)的另一團(tuán)隊(duì)崔田研究組預(yù)言H2S-H2化合物在高壓下可能實(shí)現(xiàn)101-204K的高溫超導(dǎo)。

在富氫材料方面我國(guó)的研究者成果頗豐，預(yù)言了更多在高溫高壓條件下氫化物超導(dǎo)的存在。而這個(gè)斯里蘭卡裔的美國(guó)教授團(tuán)隊(duì)，其實(shí)也是沿著這個(gè)路子來的。

就在前幾天，電子科大傳來好消息，該校物理學(xué)院?jiǎn)塘航淌趫F(tuán)隊(duì)在超導(dǎo)新材料研究領(lǐng)域取得重大突破，并發(fā)表在了《自然》雜志上。

在應(yīng)用層面，中國(guó)更是一騎絕塵。目前，全球超導(dǎo)第一大技術(shù)來源國(guó)為中國(guó)，中國(guó)超導(dǎo)專利申請(qǐng)量只占全球超導(dǎo)專利總申請(qǐng)量的82.83%，其次是美國(guó)，占了全球的6.65%。

除了專利申請(qǐng)，中國(guó)很多超導(dǎo)應(yīng)用已經(jīng)落地了。比如超導(dǎo)磁懸浮列車，又比如超導(dǎo)托克馬克裝置——位于合肥的人造太陽東方超環(huán)EAST。

關(guān)于高速磁懸浮列車，中國(guó)早就開始研究了，工程化樣車都要弄出來了，設(shè)計(jì)時(shí)速600公里，遠(yuǎn)期時(shí)速1000公里。

除了這個(gè)，中國(guó)航天科工集團(tuán)還在研究高速飛行列車，時(shí)速可達(dá)4000公里。只不過中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)，只喜歡悶頭做事，不像馬斯克和Dias那么張揚(yáng)。

總之，蛋總希望人類科技能實(shí)現(xiàn)突破，也相信中國(guó)的科技工作者，一定不會(huì)讓大家失望。

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