诺贝尔奖得主预言：室温超导材料一定存在！呼吁政府持续支持基础研究
2020-10-31 16:18
今天上午，第三届世界顶尖科学家论坛·莫比乌斯论坛继续进行，数十位诺贝尔奖、菲尔兹奖、图灵奖等科学大奖得主通过网络预测未来科技突破，以及自己最关注的研究领域。宇宙暗物质、室温超导材料、分子运动成像、大脑的结构与运作机制……记者发现，多位科学家预测或期待的科技突破领域有所重合，体现出全球“最强大脑”的某些共识。
探测星系粒子有实用价值
寻找暗物质，是近年来物理学研究的一个热门领域，如果能捕获到这种宇宙中的“幽灵”并提供确凿证据，很有可能为科学家赢得诺贝尔奖，也将大幅推进人类对物质世界的认识。诺贝尔物理学奖得主杰罗姆·弗里德曼介绍，暗物质可能是宇宙物质的主要组成部分，约占全部物质总质量的85%，但又不属于构成可见天体的任何一种已知物质。“暗物质粒子肯定不是原子，我们至今没有找到测量这种粒子的很好方法，这是一个很大的挑战。”
诺贝尔物理学奖得主乔治·斯穆特三世也对暗物质很感兴趣，作为宇宙学家，他把目光投向了遥远的星系。“如果把星系比作一个碟子，那么碟子的中心部分估计充满了暗物质的重粒子，还有很多可能处于量子状态的轻粒子。”在他看来，探测星系中心的重粒子和轻粒子既有巨大的科学价值，也有潜在的实用价值，将对材料科学等领域产生影响，进而改变人类的生活。
预言存在室温超导材料
谈及材料科学，诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆和诺贝尔化学奖得主斯特凡·黑尔都认为，室温超导材料已处于科技突破的前夜，有望在不久的将来诞生。
盖姆是石墨烯材料的先驱，他告诉听众，室温超导性是材料科学家梦寐以求的物理性能。1911年，荷兰科学家昂内斯意外发现，将汞冷却到零下268.95℃时，其电阻突然消失，这种现象被称为超导电性。然而，零下268.95℃已接近绝对零度（零下273.15℃），必须用昂贵的液氦才能把温度降到这么低，实现“零电阻”的代价非常高。1986年，IBM实验室的柏诺兹和缪勒首次发现高温超导材料，将临界温度大幅提高，使其能在价格较低的液氮降温环境下达到“零电阻”。
有没有可能制备出在室温条件下“零电阻”的超导材料？盖姆给出了肯定的回答：“室温超导材料一定存在，但我们还不知道该怎么把它做出来。这需要基础研究，也需要政府持续地给予资金支持，哪怕很多研究项目没有实质性进展。”
期待拍摄到分子“跳舞”
分子运动成像，是诺贝尔化学奖得主库尔特·维特里希和麦克阿瑟天才奖得主余金权期待突破的领域。“如今在生命科学领域，很多科学家热衷于做蛋白质、细胞等分子结构的三维成像。”维特里希说，“只有极少数科学家想做四维成像，即把时间维度引入，观测蛋白质、细胞等生命物质的变化过程。”
在余金权看来，四维分子运动成像将是下一代生命科学、化学等学科的研究工具。“我想看到，每一个分子是怎么运动的，又是怎么结合的。这需要高科技‘摄像机’，能拍摄到分子的走路和跳舞。”
这种“摄像机”一旦问世，也将有助于脑科学研究。诺贝尔生理学或医学奖得主伯特·萨克曼表示，科学界需要更深入地研究灵长类动物大脑的结构，精确到单个神经元，包括大脑疾病发生后，哪些神经元会出现问题。“我们需要开展非人灵长类动物大脑的活体实验，以分析大脑的运作机制。这方面，政府的限制太多了。”萨克曼抱怨道。他还指出，脑科学需要引入新的研究方法，如量子科技和新材料，因为量子信息传输与大脑的运作机制有一定关联，而新材料有望用于修复大脑组织。
脑科学还与经济学有关，诺贝尔经济学奖得主埃里克·马斯金介绍，这两个学科交叉后形成了“神经经济学”，目前处于学科发展早期阶段。这个新兴学科研究经济决策的神经机制，有助于理解人类在经济活动中的非理性行为。
来源：作者：俞陶然