國家要求能夠獲得國家自然科學(xué)一等獎的科研成果必須是“重大原創(chuàng)”, 正因為如此,從2000年到2012年這十三年時間里,國家自然科學(xué)一等獎有9次空缺。
趙忠賢、陳仙輝、王楠林、聞海虎和方忠為代表的中國科學(xué)院物理研究所和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團隊的“40K以上鐵基高溫導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質(zhì)的研究”于去年底榮登2013國家自然科學(xué)一等獎的寶座,之前連續(xù)三年空缺。媒體采訪相關(guān)獲獎?wù)吆蟀l(fā)表一系列報道(例如, 《鐵基超導(dǎo)——凝聚態(tài)物理天空中閃耀的新星》): “科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,原創(chuàng)之難,難于上青天。而鐵基高溫超導(dǎo),正是由中國人引領(lǐng)并推動完成的原創(chuàng)性成果…… 中科院的科學(xué)家突破麥克米蘭極限,率先發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變溫度40K以上的鐵基超導(dǎo)體,有效制備大量鐵基超導(dǎo)材料,贏得國際認可,為世界在高溫超導(dǎo)材料領(lǐng)域成就了一個新的家族,打開了一扇新的大門……”
對此,科學(xué)界的“小伙伴們驚呆了”,質(zhì)疑的焦點立馬集中到獲獎人的學(xué)術(shù)成果是否屬“重大原創(chuàng)”? “40K以上鐵基高溫導(dǎo)體”是中國科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)還是日本科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)?
有的科學(xué)家(例如,黃秀清、謝力、陳儒軍、戴德昌等)甚至公開發(fā)文指出,“40K以上鐵基超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn),無可爭議的是日本科學(xué)家細野秀雄等的原創(chuàng),中國科學(xué)家不過是跟風(fēng)抬轎者”。“宣稱鐵基超導(dǎo)是由中國人引領(lǐng)并推動完成的原創(chuàng)性成果以及是中國科學(xué)家率先突破麥克米蘭極限,光天化日之下的公開搶劫!”
鐵基材料之所以能夠超導(dǎo),是因為它有其獨特的“性質(zhì)”,這個“性質(zhì)”就是FeAs超導(dǎo)層。2008年初,日本化學(xué)家細野秀雄(Hosono) 研究組發(fā)現(xiàn)在氟摻雜的鑭-鐵-砷-氧體系中存在26K的超導(dǎo)電性。此前,在不摻氟的情況下,細野秀雄小組發(fā)現(xiàn)鑭-鐵-磷-氧材料中存在3K左右的超導(dǎo)電性。之后,用砷代替磷,他們意識到鑭-鐵-砷-氧化合物中同樣可能存在超導(dǎo)電性。通過摻雜氟(F-doped),他們獲得了26K的新超導(dǎo)體。就是這樣,日本科學(xué)家細野秀雄研究組于2008年初首先確定了鐵基超導(dǎo)的獨特的“性質(zhì)”,雖然該超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度Tc僅26 K(零下247度左右),卻足以確立其不可撼動的原始創(chuàng)新地位。行內(nèi)人估計,如果鐵基超導(dǎo)能獲諾獎,已非日本科學(xué)家莫屬,后來跟進者,即使費力把Tc提高到100 K以上,也不過是在人家原創(chuàng)的基礎(chǔ)上跟進而已。
鐵基超導(dǎo)論文發(fā)表的先后次序(黃秀清博士繪)
關(guān)于鐵基超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn),日本科學(xué)家Hosono有兩篇重要的代表作:
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】,投稿時間:2008年1月9日,發(fā)表時間: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】,投稿時間:2008年2月26日,接受時間:2008年4月8日,發(fā)表時間:2008年4月23日。
獲得2013年國家自然科學(xué)一等獎的鐵基超導(dǎo)研究人員共提供八篇代表作,第一篇是陳仙輝教授的“Superconductivity at 43 K in Sm[O1-xFx]FeAs”,【Nature 453, 761-762】,投稿時間:2008年3月25日(同時投arXiv),接受時間:2008年4月29日,發(fā)表時間:2008年5月25日, 晚日本人幾個月。
為了有效地提高鐵基超導(dǎo)的Tc,日本科學(xué)家細野秀雄設(shè)想了兩種方法, 一是對超導(dǎo)材料直接施壓(外壓強效應(yīng)), 而是進行元素替換(內(nèi)壓強效應(yīng))。采用第一種方法,日本科學(xué)家把La[O1-xFx]FeAs的Tc提高到43K,這就超越了所謂的麥克米蘭極限(39 K),他們的論文投稿時間是2008年2月26日。
在2008年3月10-14日在美國舉行的APS March Meeting國際學(xué)術(shù)會議上,日本人宣布了他們的研究成果與設(shè)想。會議剛剛結(jié)束不到兩周,鐵基超導(dǎo)研究成果突然在中國發(fā)生井噴了!3月25日,陳仙輝發(fā)現(xiàn)43K的Sm[O1-xFx]FeAs;僅隔一天的3月26日,王楠林又發(fā)現(xiàn)41K的Ce[O1-xFx]FeAs;五天后的3月31日,趙忠賢發(fā)現(xiàn)52K的Nd[O1-xFx]FeAs,...,幾乎每天都有十幾篇中國人的鐵基超導(dǎo)文章出現(xiàn)在arXiv網(wǎng)站(無需審稿、作者自貼)上,隨著超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度不斷被刷新:41K、43K、52K、55K、...
化學(xué)元素周期表, 最后一排為鑭系元素族
有的科學(xué)家無不風(fēng)趣的說,有了日本老師Hosono的開創(chuàng)性工作,中國學(xué)生要做的事情就簡單了,就像做飯的徒弟見到師父做出的青椒炒肉,于是自己就搞“元素替換”,做出黃瓜炒肉、冬瓜炒肉、南瓜炒肉、土豆炒肉……。在元素周期表上,Hosono人在鑭系元素族中用了第一個元素La,中國徒弟就用Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、...進行不斷替換,比誰獲得的Tc更高, 沒啥技術(shù)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,陳仙輝等,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,趙忠賢等,2008年3月31日
六、Sm[O1-xFx]FeAs,Tc=55K,趙忠賢等,2008年4月13日
………
最近, 中南大學(xué)陳儒軍教授還寫信給Hideo Hosono教授,就 “中國科學(xué)家是否是首先發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變溫度40K以上的鐵基超導(dǎo)體”一事向他求證。 Hideo Hosono教授很快來信, 明確否定了中國媒體相關(guān)的不實報道: “中國科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變溫度40K以上的鐵基超導(dǎo)體不是事實。我們在《自然》上的文章證明是我們第一次發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換溫度為43K的鐵基超導(dǎo)體。這是一個眾所周知的事實,任何人都可以通過我們在《自然》上的論文(http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7193/full/nature06972.html)輕易核實”。
有專家(例如,黃秀清等)分析,2013年自然科學(xué)一等獎獲得者有故意隱瞞日本科學(xué)家首先“重大原創(chuàng)”的嫌疑, 以顯示自己的研究是重大原始創(chuàng)新,這就是學(xué)術(shù)作風(fēng)、科學(xué)道德的問題。原始創(chuàng)新,離不開求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度。國家科學(xué)大獎,應(yīng)該弘揚實事求是的科學(xué)精神。
2014年,中國對科技研發(fā)的總投入將達到2040億美元, 超過日本,僅次于美國,成為世界第二,可是中國科技的重大原創(chuàng)實在太少。靠跟風(fēng)、靠自吹,終究不是回事!
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