超導研究死了嗎？

超導研究死了嗎？
知識通訊評論第46期

一九八六年發現新的超導材料以來，二十年沒有理論突破，有人已在預測這個領域快完了。

據說馬克吐溫在他的訃文過早發表後曾經言道：「關於我死亡的報導太過誇張了吧！」高溫超導物理學家現在知道馬克吐溫當時作何感想了。

根據一份由德國卡爾斯魯厄科技專業資訊中心 (FIZ Karlsruhe) 的芭絲 (Andreas Barth) ，與斯圖加市馬克斯蒲朗克固態物理研究所的馬克斯 (Werner Marx) 合撰的一篇報告指出，假如目前的趨勢持續下去，高溫超導 (high Tc) 研究將會在二○一○年到二○一五年間陷入停頓。這個消息可不受歡迎。

芭絲跟馬克斯遍尋「化學摘要服務」 (Chemical Abstracts Services, CAS) ，以及提供物理學與工程學摘要服務的 Inspec 資料庫，以查出超導研究興趣的持續情況。他們搜尋二○○五年年底前，所有內容涉及含有稀土元素鹼土銅氧化物的論文以及核准的專利。這些材料在溫度達到攝氏零下兩百度左右，電阻會變得極低；這比起一般超導體所需的低溫要高得多，但是還沒有人能夠弄清楚這種高溫超導體是如何一回事。

芭絲跟馬克斯繪出論文發表數目與日俱減的趨勢，然後利用外插法做出預測，指出關於這些化合物的論文發表數目，「如果沒有驚天動地的重大發現剛好發生的話」，二○一○年到二○一五年之間某個時候就會掉到零。

超導科學家承認說，自從班諾茲 (Georg Bednorz) 跟繆勒 (Alex Müller) 因為發現陶瓷材料高溫超導體，在一九八七年獲頒諾貝爾獎，掀起研究熱潮之後，該領域的研究速度確有趨緩之勢。荷蘭萊頓大學的佐南 (Jan Zaanen) 說那是一場淘金熱，而現在問題很嚴重，因為所有簡單的工作都已經做完了。

曾經在 IBM 進行高溫超導體研究的格蘭特 (Paul Grant) 表示，所有凝態物理研究的領域都會經歷一段盛衰期，超導的廣泛研究領域還大有可為。

發現高溫超導之後，曾經爆發一波論文大量發表高潮。創造磁浮列車以大撈一筆，以及找出這種系統運作原理以獲頒諾貝爾獎的夢想，讓這個研究領域活躍了一陣子；但是難題一直未解，人們開始轉移他去。佐南說高溫超導讓他感到年華老去，只有死忠份子留下來繼續研究，其中有些人博得自大的名聲，甚至讓超導變成像是一種宗教。佐南堅稱說那些自大心理有緩和下來，但是該領域還是太令人驚恐，無法吸引新血投入。

芭絲跟馬克斯並未將這類影響納入其研究。馬克斯表示他的目標在於「示範資料庫跟搜尋系統，可為某一特定領域產生有趣描述資訊 (meta-information) 的潛力」。在 CAS 工作的彼得斯 (Paul Peters) 表示，這份研究成果以科學計量學而言相當堅實；他說既然採用不同的研究方法，從多個資料來源進行研究，都指向相同的結局，他認為這個結果相當準確。

不過他也警告說，科學可能會證明這些研究結果是錯誤的，有跡象顯示高溫超導研究可能會起死回生。美國能源部的基礎能源科學處，最近在舉辦一個超導研討會；該處副處長黛摩 (Pat Dehmer) 表示，他們會非常認真考慮給予該領域研究經費，雖然在明年二月聯邦預算公布之前，她對於細節語多保留。有個在美國國家輸電網裡使用高溫超導體導線的示範計畫，將於今年開始進行。

馬克斯同意說，如果有突破性的發展，像是發現可在更高溫運作的超導體，或是有新一種的材料，或是發展出此一現象的理論性解釋，該領域就有可能復活。他也承認他的研究有其侷限，表示外插法總是有點問題，「零」這個字在此也許不是最佳的描述，可以認真以對，但絕不要只看字面上的解釋。

這段話並不能阻止某些人把研究結論當成個人恩怨。佐南說外插法「完全是胡扯」，這真是瞎子摸象的活生生寫照。