常温超导，谨慎悲观——咱们还是讨论下中国男足夺冠吧

7月26日，全世界的科学界和舆论界开始沸腾了，因为韩国一个科研团队连续发表了两篇论文，说是发现了常温常压下的超导体。

如果这个是真的，那的确是可以改变世界的重大科技进展。因为超导独特的物理性质（比如零电阻和完全抗磁性），具有无限美好的应用空间。

而且韩国人真的实现了，我完全能接受，毕竟韩国很可能是全人类的发源地。最近，韩国新出土了一批70多年前的人类遗骸，与西方16个国家完全吻合，有黑人也有白人。

然而理想是丰满的，现实却是残酷的，人类寻找超导材料的艰辛历程，咱们有一说一，有一万说一万卡bug是常有的事情，而且一卡就是十几年。

第一次卡在了零下238度（35K），一卡就是75年。从1911年的零下269度（临界转变温度4K）进步到零下238度（35K），用了75年。

1986年科学家意外发现了镧钡铜化合物的转变温度高达零下238度（35K）。而之前，超导材料的最高临界转变温度只有23K（零下250度）。

这个突破已经是重大突破了，超导研究已经算是进入高温区间。在这一成果的激励下，全世界引发了新一波超导研究的高潮，几乎全世界的材料实验室都在烧炉子。

而下一次重大突破，则是中科院物理所的赵忠贤团队，1987年，他们团队将钇钡铜氧高温超导的临界转变温度提升到零下183度（93K）以上。

这个突破为什么意义重大呢？因为他们把超导材料带入到了液氮区间。人们利用液氮就可以获得超导材料工作的低温环境，让维护超导工作的成本，大大降低（此前需要用液氦）。

全世界第一条投入运营的高速磁悬浮线路——上海磁悬浮铁路所用的超导材料，就是钇钡铜氧高温超导。在可控核聚变领域，这种超导材料的应用也越来越广泛。

但是这种材料也有缺点，作为一种陶瓷新材料，强度、弹性和延展性都很差，不易加工成复杂形状，即使加工成了也很脆弱易断裂。

所以国际热核聚变堆上，宁愿用转变温度为零下264度（9K多）的低温超导，因为这种超导是铌合金，虽然降温成本很高，但是金属材料易于加工。

合肥的人造太阳、全超导托克马克聚变装置东方超环（EAST），用的也是低温超导，主打的也是稳定性。一旦哪地方断裂了，排查起来那就麻烦大了。

超导材料加工和批量生产，是工业应用和加工工艺的事情。而寻找高温超导和室温超导材料，则是科学家的事，必须先找到再说。

突破了液氮区间之后，人类的下一个目标是干冰区间，也就是零下78度（195K）以上，这个温度是干冰的升华点，如果突破了这个温度，人们可用更便宜的干冰来实现超导。

但是这个突破是艰难的，从1987年到现在，又有36年过去了，人们一直没有进入干冰区间。而目前最高记录，是1993年钛钡钙铜氧系突破的零下135度（138K）。

虽然温度上没有突破，但理论路径上有进展，比如铁基超导。2008年，又是赵忠贤团队，把铁基超导材料的温度提高到了零下218度（55K）以上。

他凭借此项成果获得了空缺多年的国家自然科学一等奖、2015年的国际超导领域的最高奖——马迪亚斯奖、2016年的国家最高科学技术奖等。

转变温度不是很高，为什么也能获得如此多的奖项呢？第一，开启了超导领域的另一扇大门——铁基超导；第二，铁基超导优点多，更易于应用。

铁基超导家族庞大，已经有3000多种分支，且已经进入液氮区间，最高已达零下138度（135K）。而且铁基超导更类似于金属材料，可承载的电流容量大、材料更容易加工成线材。

超导突破为什么这么难呢？我不是相关领域的研究人员，我只能从一个理科生的角度，粗浅的去理解一下，首先我们从电阻的产生说起。

电荷（电子）的定向移动形成了电流，电流所流经的路径叫做电路。但路跟路不一样，宽敞的大马路和狭窄的羊肠小道不一样。

同样宽敞的高速公路和城市街道也不一样，同样宽敞的道路不同的车流量、不同的路况驾驶体验也不一样。电路其实也是一样。

初中物理告诉我们，构成物质的分子和原子（包括离子），其实都在不停地做无规则运动，且温度越高，这种无规则运动越剧烈，因此这种无规则运动又叫做热运动。

反之，温度越低这种热运动就越平缓，在绝对零度也就是低温极限时（零下273度或者0K），这种热运动就停止了，也因此物体的温度无法进一步降低。

可以设想我们开车，最提心吊胆的路况就是人车混行。行人的行进路线，具有一定的不可预测性（或者随机性），突然出来一个鬼探头你说吓人不。

电子在导体中开车也是一样，最担心的就是这种无规则运动。一个电子可以左躲右闪，但是无数电子，必然有很多撞到原子、分子（或原子分子组成的晶格）的。

对电子来说，道路受阻、通行不畅，电阻就形成了。也因此可以解释，为啥一般情况下温度越高，固体导体的电阻就越大，因为温度越高，横冲直撞过来的鬼探头越多。

相反，温度降低到一定程度，某种导体原子（分子）或晶格的热运动近乎停止，对于电子来说相当于净了街了，于是就出现了超导现象。只不过不同材料净街标准不一样。

所以超导材料很难找，因为分子（原子）、晶格的热运动是普遍现象。如何让分子原子晶格老实一点呢？科学家找到了另一条路径——加压。

给材料加上超高压强，这时原子和原子之间（晶格和晶格之间）的排斥力变得很大很大，各自活动的空间受限，无规则热运动被强行压制住了，大家的位置相对固定。

而电子的直径，又比原子小了五个数量级，受到的影响可以忽略不计。因此在超大压强的情况下，原子（晶格）变木头人了，于是人们在更高的温度下实现了超导。

2014年，吉林大学的马琰（yǎn）铭教授领导的研究组，预言硫化氢在高压下可变为高临界温度的超导体。第二年这一预言被证实，150万个大气压下，硫化氢变成了超导（临界温度零下70度，203K）。

2017年，马琰铭领导的课题组预言稀土元素的氢化物在高压下可变成超导体，临界温度比硫化氢更高。这个预言2019年被证实。170万个大气压下，LaH10变成超导体，临界温度为250K，即零下23摄氏度。

2019年马琰铭课题组继续预言，说Li2MgH16在高压下会变成超导体，且临界温度高于室温。2020年这个预言被证实，155万个大气压临界温度是288K，也就是15度。

但是这除了理论意义，有什么实际用途呢？高压锅中，也只是1.8个大气压；马德堡半球实验中，把两个半球紧紧扣在一起的，也不足一个大气压。汽车轮胎中，也无非两三个大气压，爆胎已经很恐怖了。

10米高的水柱底部，可以形成一个大气压的压强。这意味着世界最深的马里亚纳海沟沟底的压强，也只是1100个大气压。

上百万个甚至数百万个大气压，条件还是太苛刻了。这种研究有理论价值和科研价值，但在应用上，还没有常压下的液氮区间、或者干冰区间更现实。

而且吧，在超导领域，是一个很容易滋生大跃进、浮夸风的领域，几乎每年都有人放卫星。这也可以理解，冷板凳不是谁都能坐的住的。

比如在赵忠贤团队还在为进入液氮区间连夜奋战时，有美国科学家就宣布找到了240K的超导材料，印度甚至有科学家宣布率先找到了室温超导材料。

这时苏联脸上挂不住了，于是莫斯科大学在1987年6月宣布把超导转变温度提高到了308K，也就是零上的35度。

法国还算是保守，其国家科学研究中心在1994年就宣布发现了零下23度（250K）的超导；当时也是说突破性进展，超导进入了干冰区间，可现在还没有复现。

反正吹牛不上税，此外对于整个行业（领域）也不是一件坏事，毕竟能刺激一下舆论，刷一下存在感，骗一骗经费，战忽一下对手，甚至还可能割一把韭菜。

今年年初，美国物理学年会上爆出了惊天大新闻，说是来自罗彻斯特大学的斯里兰卡裔学者Dias团队宣布，他们实现了近环境压强下的室温超导，后来又说材料丢失。

这次韩国科研团队宣布发现了室温超导材料，我第一感觉是不太信是真的，因为太难了，全球科学家已经努力了上百年，韩国科学家捡漏的可能性不大。

但是我还是决定再看一看，虽然可能性不大，捡漏这种事在科学上是有的，比如青霉素的发现，超导现象的发现，以及石墨烯的发现。

而且韩国这个，比斯里兰卡那个阿三还是要靠谱得多，毕竟他们在冷板凳上炼丹，已经炼了二十多年，不是完全瞎吹，还是有理论和实践意义。

同时，韩国团队的超导进展，也反映出了百年变局，也就是中美两强争霸，因为只有来自中美两国的科研团队纷纷下场，对韩国团队的思路进行验证。

这里有个很奇怪的现象，大家都按照韩国团队的配方进行重复实验，为啥结果迥异呢？第一韩国团队的论文，在关键部分有所保留；第二，韩国团队的炼丹术中，几种材料一锅烩，最后的成分很复杂。

众多的颗粒中，再筛选出有抗磁特性的部分，这个过程需要用到显微镜，都是几百微米几十微米级别的，而且相关颗粒成分未必单一。

从全世界范围来看，韩国一纸论文，在中国科研界引起了巨大反响，连曲阜师大都冲了上去，充分反映了中国科学界的蓬勃生命力。

蛋总虽然在室温超导上比较悲观，但是我对中国团队有信心。在三月份时，斯里兰卡裔学者放卫星，蛋总忍不住写了一篇文章，《超导的突破，恐怕还得指望东方神秘大国》。

美国的反应也大，可是不舍得下本钱，目前没发现谁老老实实去炼丹。美国反应最大的是股市，相关股票翻了一番，现在又跌回来。不能不感叹，还是美国资本家会割韭菜。

韩国的反应也很大，现在论文撤稿了，理由是团队成员擅自发表，且还发表了两次。这暴露了该团队有内讧，像极了韩国速滑队总是有人抢跑。

不管咋说，韩国团队启发了一条新的超导思路，也用一己之力给全世界人民尤其是中国人民，进行了一次科普，让人知道了科研工作的伟大意义，和科研工作的艰辛。

对于超导，蛋总还是那句话，希望室温超导能有突破，但谨慎悲观。相比室温超导的实现，我还是愿意聊中国男足夺冠的事情。

在室温超导实现之前，我们不防做好特高压，不妨先攻克干冰区间，不妨做好液氮超导的低成本化。

饭要一口一口吃，路要一步一步走。

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