室溫超導研究再也不能取信於人?醜聞陰影還遠未散去

“室溫超導”(在環境溫度下即可無電阻導電的材料)是這幾年科學界最熱門,也最受爭議的領域之一。然而,資料偽造和篡改、抄襲等學術不端問題在該領域頻頻發生,讓超導體研究至今未能擺脫陰影。
物理學家蘭加·迪亞斯,此前在“室溫超導”研究中被指存在學術不端行為。

編譯丨李永博
此前鬧得沸沸揚揚的蘭加·迪亞斯(Ranga Dias)事件在今年上半年落幕。美國羅切斯特大學全面披露了該校教師、青年物理學家蘭加·迪亞斯在室溫超導研究中存在資料偽造和篡改、抄襲等學術不端問題。
然而,超導體研究領域的質疑聲音並未就此停止。據《自然》雜誌報道,這一次的質疑物件來自德國美因茨馬克斯·普朗克化學研究所(MPIC)物理學家米哈伊爾·埃雷梅茨(Mikhail Eremets)實驗室的研究結果。
2015年,埃雷梅茨宣佈了一項驚人的發現:在155千兆帕的壓力下(這個壓力約為地球中心壓力的一半),硫化氫化合物在高達203開爾文(-70°C)的溫度下表現出了超導性。而大多數材料只能在更低的溫度下表現出超導性。例如,同類超導體中的前記錄保持者是二硼化鎂,它只能在寒冷的39開爾文(-234°C)下工作。因此,埃雷梅茨的發現被科學界視為一大進步。2022年6月,他們在《自然通訊》上發表論文探討了氫化物及其磁性特性,這些特性對材料成為超導體至關重要。
然而,去年11月,加州大學聖地亞哥分校的理論物理學家喬治·赫希(Jorge Hirsch)和加拿大埃德蒙頓阿爾伯塔大學的弗蘭克·馬西利奧(Frank Marsiglio)聯絡了《自然通訊》期刊,表達了他們的擔憂,由此引發了一場關於資料的多年爭議。
今年3月6日,在赫希和馬西利奧對論文的資料提出進一步質疑後,《自然通訊》編輯在文章上附加了一則說明,指出他們“收到有關原始資料處理方式存在潛在問題的提醒”。期刊的發言人表示,編輯們正在等待審稿人的技術反饋,並將根據這些反饋對論文作出決定。
被質疑的論文的主要作者之一瓦西里·明科夫(Vasily Minkov)告訴《自然》雜誌,埃雷梅茨的實驗資料曾應用過一種此前未經公開的“平滑處理”。“平滑處理”是一種資料處理技術,用於減少資料中的噪聲或波動,使資料曲線更加平滑和連續。透過平滑處理,可以消除或減弱原始資料中的不規則波動,使趨勢或訊號更加清晰。明科夫和埃雷梅茨現在已經在沒有平滑處理的情況下重新分析了資料,並表示原始資料依舊支援此前的結論:硫化氫是一種超導體。
《居里夫人》(Madame Curie,1943)劇照。
《自然》雜誌邀請了兩位超導性專家來檢查原始資料。他們發現,資料處理程式如此廣泛,以至於已釋出資料的平滑曲線並不能代表原始資料,而原始資料的噪音大到難以得出可靠的結論。然而,兩人都同意仍有超導性的跡象存在:“有壓倒性的證據表明硫化氫是一種超導體,對特定資料的呈現和分析提出的任何質疑都不會改變這一點。”
然而,與絕大多數凝聚態物理學研究者不同,赫希和馬西利奧並不認同普遍認為氫化物在高壓下具有超導性的理論。如果這種理論成立,赫希自己提出的超導性理論就會被否定。赫希是第一個對迪亞斯的資料提出質疑的人,他還對許多其他氫化物研究結果提出了疑問。赫希表示:“埃雷梅茨和其他人指責我,因為他們的實驗與我的理論相矛盾,所以我在針對他們。這是無稽之談。”
大部分爭議圍繞原始資料展開,而埃雷梅茨在拒絕向赫希提供資料,直到最近才公開了這些資料。赫希指控該團隊違反了馬克斯·普朗克研究所的資料共享政策,該政策規定資料應當共享,但在某些情況下可以例外,例如如果擔心資料被濫用。
在收到赫希的投訴後,出版倫理委員會COPE)審查了此案,發現《自然通訊》遵循了“適當程式”,但建議該期刊明確說明何時資料請求是不合理的,並且可以合法地被拒絕。《自然通訊》的一位發言人表示,期刊已更新其透明度政策,刪除了“合理”一詞,因此資料現在僅在“請求時”提供。
另一方面,埃雷梅茨和明科夫表示,他們沒有分享資料是因為赫希過去在工作中“故意忽略”了與氫化物超導性相矛盾的證據,他們認為這種選擇性使用資料的行為相當於資料操縱。赫希則否認了這一指控,並稱其為誹謗:“我百分之百地不同意任何關於我做法不道德的說法。”
埃雷梅茨表示,在超導領域共享資料已經變得十分棘手。“迪亞斯事件之後,所發生的是一種歇斯底里、懷疑的氣氛,這已經不再是一個社群了,”他說。“這對科學不利。”範坎彭承認這些擔憂,但他表示共享資料對科學的可重複性至關重要。透過共享資料,“你使自己變得脆弱,”他說。“但我認為這是好的。這是應有的方式。”
類似這樣的爭論還在持續進行。《自然》雜誌指出,對於仍在從迪亞斯醜聞中恢復的超導體研究來說,最新的爭議不僅僅是研究人員之間的爭執,更是對如何在已經混亂動盪的研究領域開展研究的根本性問題。
參考資料:
(1)Superconductivity paper spurs dispute as field reels from earlier scandal
https://www.nature.com/articles/d41586-024-02061-w
本文為編譯內容。編譯:李永博;編輯:西西;校對:柳寶慶。歡迎轉發至朋友圈。文末含《新京報·書評週刊》2023合訂本廣告

點選“閱讀原文”
即刻購買《新京報·書評週刊》2023合訂本~

相關文章