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諾貝爾獎級別的發現有可能是造假?常溫下的超導材料究竟是真是假?

這是一個將會改變世界的發現。找到一種在室溫下具有超導性的材料,將會為我們帶來一系列奇妙的技術,不論是永不損耗電量的電網還是磁懸浮列車。這並沒有聽起來那麼不可思議。儘管超導體這種可以零電阻傳輸電力的材料目前只存在於極低溫環境中,但沒有任何物理原因可以解釋為什麼它們不能在室溫下工作。這可能只是因為還沒有人偶然發現到這個神奇的公式罷了。但這種情況可能即將改變。印度科學研究院(Indian Institute of Science)的戴夫?庫馬爾?塔帕(Dev Kumar Thapa)和安舒?潘迪(Anshu Pandey)兩位科學家在7月下旬發表在arXiv雜誌上的一項研究表明,一種由黃金和銀納米粒子組成的混合物取得了足以獲得諾貝爾獎的成就。這一發現來自一個聲譽卓著的研究小組,當物理學家們仔細觀察這個結果時,他們最初既興奮又懷疑。但從那以後,這個故事引起了人們的懷疑,甚至發展還有點戲劇性。

儘管物理學家們抱有希望,但這一領域的科學家們都知道,此前關於高溫超導體的無數說法都已落空。許多人起初擔心塔帕和潘迪的發現會成為又一個錯誤的報告——被稱為USO或不明超導物體。但當麻省理工學院的物理學家布萊恩·斯金納(Brian Skinner)發現一些令人不安的東西時,這種自然的懷疑變成了確實的懷疑。在這篇論文的一份表示超導體抵抗不同磁場能力有多強的圖表中,他注意到,磁場的兩個不同值的數據有完全相同的雜訊模式,儘管彼此之間有輕微的偏移。每當一種模式上下波動時,另一種模式就會完全同步。但是雜訊是隨機的,它不應該在不同磁場下的單獨試驗中重複。

這種相關性本身就已經夠令人擔憂了,而且它還呼應了現代物理學中最大的醜聞之一。在本世紀初,科學家們發現,傑出的物理學家簡·亨德里克·申恩(Jan Hendrik Schon)曾偽造過幾次實驗的數據。亨德里克·申恩也從事超導體等領域的研究。最終這一舉動剝奪了他的博士學位,並導致了幾篇論文的撤回。所以,當科學家們注意到塔帕和潘迪發表的一幅圖中的雜訊模式與另一幅圖中的雜訊模式驚人地相似時,紙終於包不住火了。

這是一個科學家非常熟悉的故事。「這有點像睡前寓言,」斯金納說,他告訴學生要誠實。

這讓斯金納猶豫是否應該公布他的發現。他知道公布他發現的重複的噪音模式會讓申恩的事件重新出現在每個人的腦海中,這會讓他的說法聽起來像是對Thapa和Pandey的指責。斯金納考慮了一個多星期,把其他科學家拉到一邊,不管是技術人員還是高級實驗人員都有,問這會不會是一個誠實的錯誤。雖然這種噪音模式的確是可能的,但每個人都同意對這個噪音模式沒有明顯的解釋。斯金納知道他有義務要公開這件事情,因此,他在arXiv上發表了一篇短文,文中他指出了這種重複的噪音模式,並0要求得到合理的解釋,但他沒有暗示這些數據是虛假的。約翰霍普金斯大學的物理學家彼得·阿米蒂奇(Peter Armitage)也認為這是正確的舉動。他說:「我認為這是一個非常重要的觀察結果,他不僅指出了這一點,而且更重要的是還有勇氣公開地指出這一點,他為這個領域做出了真正的貢獻。」

儘管斯金納小心翼翼地不去指責實驗團隊,但他的發現引起了激烈的爭論。康奈爾大學(Cornell University)物理學家戴維?穆勒(David Muller)表示:「當我看了斯金納的論文,看到了那個曲線圖表,我就覺得『沒戲了』,雖然這不是確鑿的證據……但我知道自己會站哪一邊。」最初的論文的作者沒有提到噪音的相關性,他們說他們正在等待外界對他們的結果的驗證。印度塔塔基礎研究所的物理學家Pratap Raychaudhuri著手尋找這種相關性最合理的解釋。經過深思熟慮後,他認為報告中的噪音根本不是噪音,而是一種信號,它產生於磁場中粒子的自然旋轉。信號看起來很隨機,因此看起來像是噪音。更重要的是:這種模式可以在獨立運行後重複出現,從而解釋了為什麼兩條曲線匹配。儘管Raychaudhuri承認他自己也並不完全相信自己的解釋,但他說這在任何專業實驗室都可以輕易地進行測試——如果作者將他們的樣本發送過去的話。

問題是塔帕和潘迪並沒有做過這個實驗。「作者的這種沉默並不是一種好的預兆,」Raychaudhuri說。這違背了科學精神。儘管潘迪堅稱他的研究結果得到了獨立專家的驗證,但這並沒有給Raychaudhuri帶來任何安慰,他擔心這些檢查並非是獨立的。他說:「讓你的朋友、你隔壁的同事等來驗證這個發現根本不能算是獨立的驗證。」他和該領域的其他人希望這個團隊將他們的超導材料發送到外部實驗室,以便測試結果。

與此同時,故事發生了一些奇怪的轉變:上周,Raychaudhuri收到一封電子郵件,似乎是來自印度科學研究所(Indian Institute of Science)的物理學家T.V. Ramakrishnan,請求他不要在社交媒體上批評作者(Raychaudhuri將他的發現發布在Facebook上)。但Ramakrishnan本人表示從未發過這樣的一封郵件。沒過多久,兩人就意識到,這一個假的電子郵件地址假冒了Ramakrishnan的名字。「這封郵件的目的似乎是挑撥離間,」Ramakrishnan說。但奇怪的事情並沒有就此結束。和加密電子郵件地址附上的名字一樣,Ramakrishnan的名字也附在了一個Facebook賬號的個人資料上,該賬號在電子郵件醜聞發生後不久就試圖加斯金納和Raychaudhuri好友,這個賬號沒有朋友,它時間軸上寫著:「記住:朱利葉斯·愷撒當初就是做的太過分了。」

目前這個郵箱地址和Facebook個人資料都已經被刪除了。一些人懷疑這是一個心懷不滿的學生所為,但是Raychaudhuri認為現在冒險去猜測還為時尚早。目前,他對社會媒體上如此多的科學討論感到意外的欣慰。上周,Raychaudhuri不僅在Facebook上發了幾篇帖子,斯金納還在Twitter上也發布了一些動態,這些舉動都將科學進程帶入了公共領域。「這是一件非常好的事情,因為它將人們聯繫在一起,」Raychaudhuri說。「科學界通常都僅限於圈內人,很大程度上是與整個社會脫節的。他甚至樂觀地認為,無論發生什麼,不管塔帕和潘迪的研究結果是否站得住腳,還是他們的研究結果被證明是錯誤的,這些事件都將幫助公眾理解這就是科學界如何驗證(或拒絕)這些說法,從而在科學的道路上繼續緩慢前進的。


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