如何评价 2018 年 7 月 23 日发表在 arXiv 上的这篇宣称室温超导的文章？
2018 年 7 月 23 日，一篇题为《Evidence for the Observation of RoomTemperature Superconductivity in a CSH System》的文章（ arXiv:1807.08707 ）在 arXiv 上发布，引起了科学界，尤其是超导领域研究者的广泛关注。这篇文章由 Ranga Dias 及其合作者（主要来自罗切斯特大学）发表，声称在一种碳硫氢 (CSH) 化合物体系中，观察到了在室温（约 293 K，即 20°C）和中等压力（约 1.5 GPa）下的超导现象。
要评价这篇文章，我们需要从多个角度进行剖析：
1. 核心发现及其意义：
声称的室温超导： 这篇文章的核心是声称在相对较低（相比于许多其他室温超导的早期候选材料，如某些氢化物）的压力下，实现了室温超导。如果属实，这将是材料科学和物理学领域的一项里程碑式的突破。超导现象（零电阻和迈斯纳效应）的应用潜力巨大，从高效能源传输、无损耗电力网、超高速计算到磁悬浮交通，都将因室温超导的实现而迎来革命性的变革。
CSH 系统： 文章提出的 CSH 材料体系，相比于之前研究的热门高压氢化物（如镧氢化物 LaH$_{10}$），在化学组成上更为复杂，这使得其超导机理的解释更加具有挑战性，也增加了实验表征的难度。
2. 实验证据的可靠性与争议：
这篇文章一经发表，就引起了巨大的争议，主要集中在其实验数据的可靠性上。多年来，围绕 Dias 团队发表的关于室温超导的论文，一直存在着质疑和争议。对于这篇 2018 年的文章，以下是关键的争议点：
电阻下降数据： 文章展示了在特定温度和压力下，样品电阻急剧下降至零。然而，对于电阻测量，尤其是在高压环境下，实验技术本身就非常复杂。测量中的杂散信号、接触电阻、样品不均匀性等都可能导致误判。批评者指出，数据的处理和呈现方式可能存在问题，未能完全排除这些干扰因素。
迈斯纳效应证据： 超导的另一个标志性特征是迈斯纳效应，即超导体在磁场中会排除磁场。文章中通常会展示磁化率（χ）随温度的变化曲线，在超导转变温度以下，磁化率应为负值并趋于 1/4π（对于外磁场）。然而，对于这篇 2018 年的文章（以及 Dias 团队后续的一些论文），关于迈斯纳效应的证据常常被批评为不够充分、数据噪声大，或者存在对数据的“选择性”解读。例如，一些人认为他们展示的磁化率曲线并不具有典型的零磁化率峰值，或者在低磁场下数据不够清晰。
样品制备和表征： 高压材料的制备本身就是一个巨大的挑战。如何精确控制样品的成分、结构，并对其进行有效的表征，是决定研究质量的关键。对于 CSH 系统，其组成和结构可能非常复杂，缺乏足够详细的样品制备和表征信息，会进一步加剧对结果的质疑。
可重复性问题： 科学研究最重要的一个原则是可重复性。在超导领域，一旦某个团队声称发现了新的超导现象，其他研究团队会争相尝试复现。然而，对于 Dias 团队的许多“突破性”发现，其他实验室都未能成功复现其结果，这使得这些发现的可靠性大打折扣。
3. 审稿过程与撤稿事件：
《Nature》撤稿： 值得注意的是，Dias 团队在 2020 年曾有一篇关于在碳硫氢体系中实现室温超导的论文发表在《Nature》上，但该论文后来被《Nature》撤稿。撤稿的原因是，同行评审过程中，对数据的可靠性提出了严重的质疑，并且后来对实验数据进行了进一步的调查，发现存在不当行为。虽然 arXiv 上的这篇文章（2018 年）早于《Nature》上的论文，但其所涉及的 CSH 系统和研究方法有一定关联，这次撤稿事件无疑给 Dias 团队的研究蒙上了阴影，也增加了对他们之前所有研究成果的怀疑。
arXiv 的性质： 需要强调的是，arXiv 是一个预印本服务器。文章的发布并不意味着经过同行评审，其内容未经科学共同体严格检验。因此，在 arXiv 上看到一篇“革命性”的论文，更应该持审慎和批判的态度。
4. 总结与评价：
总的来说，2018 年 7 月 23 日发表在 arXiv 上的这篇宣称室温超导的文章，并没有得到科学界的广泛认可。尽管它提出的 CSH 系统和相对较低的压力条件具有吸引力，但其展示的实验证据（尤其是电阻下降和迈斯纳效应）在后续的分析和复现尝试中，都未能经受住严格的检验。
关键评价点：
初步报告，证据不足： 这篇文章更像是一个初步的、未经充分验证的报告。其提供的证据对于声称的重大发现来说，显得不够坚实和令人信服。
潜在的实验误差或处理不当： 科学界普遍认为，文章中的实验数据可能受到了潜在的实验误差、仪器限制，或者数据处理和分析上的不当之处的影响，导致了对超导现象的误判。
缺乏可重复性： 其他研究团队未能成功复现其结果，是其面临的最大挑战。
后续研究的反证和撤稿： 尽管时间上有所不同，但 Dias 团队后续类似研究在《Nature》上发表后被撤稿的事件，进一步强化了科学界对他们研究方法和数据可靠性的担忧。
因此，这篇 arXiv 文章所宣称的室温超导发现，在当时的科学界和现在的回顾来看，均被认为是未能被证实的，甚至可能是错误的。 它成为了科学研究中，尤其是在新材料和突破性发现领域，需要极度审慎和严格验证的一个案例。科学的进步需要可信的、可重复的实验数据和严谨的同行评审。
要评价这篇文章，我们需要从多个角度进行剖析：
1. 核心发现及其意义：
声称的室温超导： 这篇文章的核心是声称在相对较低（相比于许多其他室温超导的早期候选材料，如某些氢化物）的压力下，实现了室温超导。如果属实，这将是材料科学和物理学领域的一项里程碑式的突破。超导现象（零电阻和迈斯纳效应）的应用潜力巨大，从高效能源传输、无损耗电力网、超高速计算到磁悬浮交通，都将因室温超导的实现而迎来革命性的变革。
CSH 系统： 文章提出的 CSH 材料体系，相比于之前研究的热门高压氢化物（如镧氢化物 LaH$_{10}$），在化学组成上更为复杂，这使得其超导机理的解释更加具有挑战性，也增加了实验表征的难度。
2. 实验证据的可靠性与争议：
这篇文章一经发表，就引起了巨大的争议，主要集中在其实验数据的可靠性上。多年来，围绕 Dias 团队发表的关于室温超导的论文，一直存在着质疑和争议。对于这篇 2018 年的文章，以下是关键的争议点：
电阻下降数据： 文章展示了在特定温度和压力下，样品电阻急剧下降至零。然而，对于电阻测量，尤其是在高压环境下，实验技术本身就非常复杂。测量中的杂散信号、接触电阻、样品不均匀性等都可能导致误判。批评者指出，数据的处理和呈现方式可能存在问题，未能完全排除这些干扰因素。
迈斯纳效应证据： 超导的另一个标志性特征是迈斯纳效应，即超导体在磁场中会排除磁场。文章中通常会展示磁化率（χ）随温度的变化曲线，在超导转变温度以下，磁化率应为负值并趋于 1/4π（对于外磁场）。然而，对于这篇 2018 年的文章（以及 Dias 团队后续的一些论文），关于迈斯纳效应的证据常常被批评为不够充分、数据噪声大，或者存在对数据的“选择性”解读。例如，一些人认为他们展示的磁化率曲线并不具有典型的零磁化率峰值，或者在低磁场下数据不够清晰。
样品制备和表征： 高压材料的制备本身就是一个巨大的挑战。如何精确控制样品的成分、结构，并对其进行有效的表征，是决定研究质量的关键。对于 CSH 系统，其组成和结构可能非常复杂，缺乏足够详细的样品制备和表征信息，会进一步加剧对结果的质疑。
可重复性问题： 科学研究最重要的一个原则是可重复性。在超导领域，一旦某个团队声称发现了新的超导现象，其他研究团队会争相尝试复现。然而，对于 Dias 团队的许多“突破性”发现，其他实验室都未能成功复现其结果，这使得这些发现的可靠性大打折扣。
3. 审稿过程与撤稿事件：
《Nature》撤稿： 值得注意的是，Dias 团队在 2020 年曾有一篇关于在碳硫氢体系中实现室温超导的论文发表在《Nature》上，但该论文后来被《Nature》撤稿。撤稿的原因是，同行评审过程中，对数据的可靠性提出了严重的质疑，并且后来对实验数据进行了进一步的调查，发现存在不当行为。虽然 arXiv 上的这篇文章（2018 年）早于《Nature》上的论文，但其所涉及的 CSH 系统和研究方法有一定关联，这次撤稿事件无疑给 Dias 团队的研究蒙上了阴影，也增加了对他们之前所有研究成果的怀疑。
arXiv 的性质： 需要强调的是，arXiv 是一个预印本服务器。文章的发布并不意味着经过同行评审，其内容未经科学共同体严格检验。因此，在 arXiv 上看到一篇“革命性”的论文，更应该持审慎和批判的态度。
4. 总结与评价：
总的来说，2018 年 7 月 23 日发表在 arXiv 上的这篇宣称室温超导的文章，并没有得到科学界的广泛认可。尽管它提出的 CSH 系统和相对较低的压力条件具有吸引力，但其展示的实验证据（尤其是电阻下降和迈斯纳效应）在后续的分析和复现尝试中，都未能经受住严格的检验。
关键评价点：
初步报告，证据不足： 这篇文章更像是一个初步的、未经充分验证的报告。其提供的证据对于声称的重大发现来说，显得不够坚实和令人信服。
潜在的实验误差或处理不当： 科学界普遍认为，文章中的实验数据可能受到了潜在的实验误差、仪器限制，或者数据处理和分析上的不当之处的影响，导致了对超导现象的误判。
缺乏可重复性： 其他研究团队未能成功复现其结果，是其面临的最大挑战。
后续研究的反证和撤稿： 尽管时间上有所不同，但 Dias 团队后续类似研究在《Nature》上发表后被撤稿的事件，进一步强化了科学界对他们研究方法和数据可靠性的担忧。
因此，这篇 arXiv 文章所宣称的室温超导发现，在当时的科学界和现在的回顾来看，均被认为是未能被证实的，甚至可能是错误的。 它成为了科学研究中，尤其是在新材料和突破性发现领域，需要极度审慎和严格验证的一个案例。科学的进步需要可信的、可重复的实验数据和严谨的同行评审。
网友意见
就在前几天，他们发布了第二版。。
相比于第一版来说，第二版作者更多了。。反正我吃瓜不嫌事儿大，看起来又拉过来有更多人背书了。。╮(╯_╰)╭
在内容上来说，第二版补了不少数据，整篇文章长达75页，附录最后的表格中有一百多个实验记录。。
当然我们还是最关心的是repeatable noise。。╮(╯_╰)╭
第二版里，他们更新了最重要的一张图，数据没变，但是图变得清楚多了。。
本来原本只有最下面两组数据（黄绿，绿）能明显看出重复噪音，现在看起来红色的数据也具有相同的噪音。。当然，也有人猜测上述【可重复的噪音】是温度依赖的，可能具有一些物理原因，arxiv.org/pdf/1808.10388。
同时，在这张更清晰的图中，可以发现黑色和黄色的数据也有相同的噪音，但是有所平移了，而且这组噪音似乎又跟另一组不同。。
他们在文章中回应，这些【可重复的噪音】是真实的测量结果，噪音强度超过仪器本身的系统噪音，但是原因是测量因素导致还是某些物理原因，还不知道。。╮(╯_╰)╭
如此一来，如果【可重复的噪音】并不是温度依赖的，那更可能是测量过程中时间依赖的，比如使用了相同的降温速率，从而黑、黄两组具有同样的噪音模式但是有所平移。。
目前他们还没有关注于噪音的分析。。这几个月中他们更新了大量的实验数据，但是最重要的【可重复的噪音】仍然缺乏系统性研究。。这是他们目前最大的弱点，【可重复的噪音】往往直接意味着数据造假，而他们这次一定要自证清白了。。而且更重要的是，就算是不可重复的【噪音】也不表示没有数据造假，因为噪音本身也是有特点的，不同的来源机制会给出不同的功率谱对环境变量的依赖关系。。所以，我更关心噪音的功率谱是长什么样子的，原则上只要对原始数据做一个关联函数就行，这不仅可以帮助定位噪音来源（目前已知），还能给做理论的指明研究方向。。所以即便是噪音，只要做所了解，将会知道很多不能直接测量到的物理。。
观察噪音，是学术圈基本的质疑方法。。因为一般需要数据造假的人，往往都不知道噪音的模式，以为只要看起来随机就好了。。噪音的功率谱了解一下，甚至本身仪器的噪音指纹了解一下。。
╮(╯_╰)╭
但是他们目前对噪音依然是一无所知。。
╮(╯_╰)╭
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