国家要求能够获得国家自然科学一等奖的科研成果必须是“重大原创”, 正因为如此,从2000年到2012年这十三年时间里,国家自然科学一等奖有9次空缺。
赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎和方忠为代表的中国科学院物理研究所和中国科学技术大学研究团队的“40K以上铁基高温导体的发现及若干基本物理性质的研究”于去年底荣登2013国家自然科学一等奖的宝座,之前连续三年空缺。媒体采访相关获奖者后发表一系列报道(例如, 《铁基超导——凝聚态物理天空中闪耀的新星》): “科学技术发展到今天,原创之难,难于上青天。而铁基高温超导,正是由中国人引领并推动完成的原创性成果…… 中科院的科学家突破麦克米兰极限,率先发现转变温度40K以上的铁基超导体,有效制备大量铁基超导材料,赢得国际认可,为世界在高温超导材料领域成就了一个新的家族,打开了一扇新的大门……”
对此,科学界的“小伙伴们惊呆了”,质疑的焦点立马集中到获奖人的学术成果是否属“重大原创”? “40K以上铁基高温导体”是中国科学家首先发现还是日本科学家首先发现?
有的科学家(例如,黄秀清、谢力、陈儒军、戴德昌等)甚至公开发文指出,“40K以上铁基超导的发现,无可争议的是日本科学家细野秀雄等的原创,中国科学家不过是跟风抬轿者”。“宣称铁基超导是由中国人引领并推动完成的原创性成果以及是中国科学家率先突破麦克米兰极限,光天化日之下的公开抢劫!”
铁基材料之所以能够超导,是因为它有其独特的“性质”,这个“性质”就是FeAs超导层。2008年初,日本化学家细野秀雄(Hosono) 研究组发现在氟掺杂的镧-铁-砷-氧体系中存在26K的超导电性。此前,在不掺氟的情况下,细野秀雄小组发现镧-铁-磷-氧材料中存在3K左右的超导电性。之后,用砷代替磷,他们意识到镧-铁-砷-氧化合物中同样可能存在超导电性。通过掺杂氟(F-doped),他们获得了26K的新超导体。就是这样,日本科学家细野秀雄研究组于2008年初首先确定了铁基超导的独特的“性质”,虽然该超导材料的转变温度Tc仅26 K(零下247度左右),却足以确立其不可撼动的原始创新地位。行内人估计,如果铁基超导能获诺奖,已非日本科学家莫属,后来跟进者,即使费力把Tc提高到100 K以上,也不过是在人家原创的基础上跟进而已。
铁基超导论文发表的先后次序(黄秀清博士绘)
关于铁基超导的发现,日本科学家Hosono有两篇重要的代表作:
1、Iron-Based Layered Superconductor La[O1-xFx]FeAs (x = 0.05?0.12) with Tc = 26 K,【J. Am. Chem. Soc. 130, 3296-3297】,投稿时间:2008年1月9日,发表时间:2008年2月23日。
2、Superconductivity at 43 K in an iron based layered compound La[O1-xFx]FeAs,【Nature 453, 376-378】,投稿时间:2008年2月26日,接受时间:2008年4月8日,发表时间:2008年4月23日。
获得2013年国家自然科学一等奖的铁基超导研究人员共提供八篇代表作,第一篇是陈仙辉教授的“Superconductivity at 43 K in Sm[O1-xFx]FeAs”,【Nature 453, 761-762】,投稿时间:2008年3月25日(同时投arXiv),接受时间:2008年4月29日,发表时间:2008年5月25日, 晚日本人几个月。
为了有效地提高铁基超导的Tc,日本科学家细野秀雄设想了两种方法, 一是对超导材料直接施压(外压强效应), 而是进行元素替换(内压强效应)。采用第一种方法,日本科学家把La[O1-xFx]FeAs的Tc提高到43K,这就超越了所谓的麦克米兰极限(39 K),他们的论文投稿时间是2008年2月26日。
在2008年3月10-14日在美国举行的APS March Meeting国际学术会议上,日本人宣布了他们的研究成果与设想。会议刚刚结束不到两周,铁基超导研究成果突然在中国发生井喷了!3月25日,陈仙辉发现43K的Sm[O1-xFx]FeAs;仅隔一天的3月26日,王楠林又发现41K的Ce[O1-xFx]FeAs;五天后的3月31日,赵忠贤发现52K的Nd[O1-xFx]FeAs,...,几乎每天都有十几篇中国人的铁基超导文章出现在arXiv网站(无需审稿、作者自贴)上,随着超导转变温度不断被刷新:41K、43K、52K、55K、...
化学元素周期表, 最后一排为镧系元素族
有的科学家无不风趣的说,有了日本老师Hosono的开创性工作,中国学生要做的事情就简单了,就像做饭的徒弟见到师父做出的青椒炒肉,于是自己就搞“元素替换”,做出黄瓜炒肉、冬瓜炒肉、南瓜炒肉、土豆炒肉……。在元素周期表上,Hosono人在镧系元素族中用了第一个元素La,中国徒弟就用Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、...进行不断替换,比谁获得的Tc更高, 没啥技术含量。
一、La[O1-xFx]FeAs,Tc=26K,Hosono等,2008年1月9日
二、La[O1-xFx]FeAs,Tc=43K,Hosono等,2008年2月26日
三、Sm[O1-xFx]FeAs,Tc=43K,陈仙辉等,2008年3月25日
四、Ce[O1-xFx]FeAs,Tc=41K,王楠林等,2008年3月26日
五、Nd[O1-xFx]FeAs,Tc=52K,赵忠贤等,2008年3月31日
六、Sm[O1-xFx]FeAs,Tc=55K,赵忠贤等,2008年4月13日
………
最近, 中南大学陈儒军教授还写信给Hideo Hosono教授,就 “中国科学家是否是首先发现转变温度40K以上的铁基超导体”一事向他求证。 Hideo Hosono教授很快来信, 明确否定了中国媒体相关的不实报道: “中国科学家首先发现转变温度40K以上的铁基超导体不是事实。我们在《自然》上的文章证明是我们第一次发现了转换温度为43K的铁基超导体。这是一个众所周知的事实,任何人都可以通过我们在《自然》上的论文(http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7193/full/nature06972.html)轻易核实”。
有专家(例如,黄秀清等)分析,2013年自然科学一等奖获得者有故意隐瞒日本科学家首先“重大原创”的嫌疑, 以显示自己的研究是重大原始创新,这就是学术作风、科学道德的问题。原始创新,离不开求真务实的科学态度。国家科学大奖,应该弘扬实事求是的科学精神。
2014年,中国对科技研发的总投入将达到2040亿美元, 超过日本,仅次于美国,成为世界第二,可是中国科技的重大原创实在太少。靠跟风、靠自吹,终究不是回事!
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