——我对超导预测的及其科学性
晏成和
一周前，秦四清先生在科学网发表《什么是理论的科学性？》，分析透彻、说理清晰。在此，分段引用原文，与我原创的文章对照，为创新的拙文找到一个科学性的靠山。
为方便阅读，秦先生的原文放在【 】内。
【科研人员提出了假说/学说/理论（为便于表述，以下统称理论），据此申请项目、发表论文时，常被评审专家以“理论的科学性不足”批评，让这些科研人员一头雾水，不知所措。那么，如何衡量理论的科学性呢？
1、证实（validate）或证伪（falsify）
理论的科学性首先在于其必须有证实或证伪的机制，不能证实或证伪的理论往往是伪科学。
如果有个案不支持某理论，但大多数案例仍支持该理论，有两种可能：（1）若个案涉及的数据质量有问题，不能否定该理论；（2）若数据质量没问题，则需要改进或完善该理论。
如果大多数案例不支持某理论，则说明该理论存在严重缺陷，或大幅修正或退出历史舞台。
毋庸置疑，最强有力的实证是前瞻性预测，即在某一现象未出现前，根据理论提前做出的预测；如果预测被证实且预测与实测结果相差较小，则该理论能较快地被学界认可。】
前瞻性预测：超导是近代物理学的热门课题，曾经走红的库柏对理论（唯象理论）和对临界温度预测、已经被实验事实突破所否定。我的《物理新视点》提出来的超导原理是：在极低温度下，超导发生是材料的价电子被相邻原子挪用、共享，形成超导。
一、我之前有文章论述：原子之间价电子的价和运转是构成物质结构、形成固体强度的主力。然而在超导时，承担材料结合的主力-价电子被挪用，结构的主力不在位。那么预测：超导时材料的强度会很低。这一预测文字发表后，没有资料查找超导材料的强度。后来，有机会被中国科技大学的相关实验人员证实。
二、我在论述提出超导是极低温度下，材料的价电子被相邻原子挪用、共享，这是因为核心在价电子速率慢、不到位情况下发生挪用。由此我提出预测：提前让材料缺少电子（携带高的正电荷），能够让挪用电子的时机提前、超导提前，即能够提高超导发生的温度。
16年后，在《环球科学》上看到，日本、英国、美国的科学家在超导材料中“掺杂”，就是增加正电荷，提高了临界温度。他们的实验证实了我的预测。
【 2、简约性（parsimony）
理论中涉及的逻辑关系越简约，越表明理论的科学性越强。创立科学理论的目的，在于从错综复杂的现象中提炼出普适性的本质规律，本质规律往往涉及到某些控制变量关系的不变性，通常逻辑上是简约的、形式上是简单的，正所谓大道至简。
3、适用性（scope）
如果某理论能统一描述某一类事物的演变，甚至不同类事物的演变，即该理论适用范围广，则该理论往往值得信赖。正如爱因斯坦所说：“理论的前提假设越简单越好，涉及的因素越多越好，适用范围越宽越好。”
4、解释力（explanatory power）
如果根据某理论能简单合理地解释多种现象、多种实验/观测结果、前人百思不得其解的问题等，则说明该理论的科学性相当给力。
5、应用性（application）】
现在，超导的应用已经十分普遍。我的文章主要是接受前4条的检验。
我对超导的描述是：在极低温度下，价电子运转速率缓慢，不能满足核心对电子的需求，核心就挪用相邻原子的价电子、所有核心都挪用，形成了核外电子排队从原子表面滑过，形成公用的电子流——超导电流。
如此超导描述，图像清晰、前提简单，有较好的解释力，并且能够相符不悖地涉及超导的零电阻、抗磁性、第二类超导体等等诸多因素的科学性。
零电阻：核心把外来（公用）的电子流当成自己所需求的电子一部分，用核心的库仑力去顺势输运它，让其在自己身边流过，于是超导电流不仅不受到阻力，而且还获得了一份来自核心的输运力。在质子场力接力输送下，价电子畅通无阻，形成了电阻为零的超导现象。
正是因为超导时价电子获得了质子场接力的输运力，所以它能够在整齐排列的原子表面轻松地滑过，把环绕两个原子的价和运动转换成为抚过众多原子表面的宏观运动，形成有质子场推动的宏观的永恒电子流动，流速均衡、电阻为零。超导发生是大量的电子群集均衡流动，伴生很强的电磁波，伴生着极强的磁场。
超导的抗磁性 ： 实验表明，第一类超导体（金属物体）在超导时，外磁场从超导体内完全排出，表现出很强的抗磁性，又称迈斯纳效应。若外磁场太强，干扰电子不能形成整齐的公用定向运动，即使到了临界低温，超导也不能发生。磁场和抗磁、磁悬浮，是超导的又一重要物理特性。
超导时大量电子在核心边均衡、畅通地流动，形成了核外电子的组成部分，也就构成了超导体的内电流。外磁场会干扰超导电流的定向运动，所以超导电流产生的强大磁场必然会把外界的干扰磁场抵制在外，于是就形成了很强的抗磁性。
正是因为超导体具有强大的内电流、内磁场，所以能够抵制外磁场，必须抵御外部干扰，当外磁场要入侵，抵制的力量造成了磁悬浮。
第二类超导体： 此类超导是多元素化合物，由许多元素的结构元结合而成，电子空位只占其一隅（整体上是一条细缝），第二类超导体的超导电流伴生的磁力线不是很密，外磁场还是能从其他元素间穿过，所以迈斯纳效应不是十分明显，但是允许通过的外磁性不能太强，否则也会阻断超导。这类超导体的临界温度较高，超导电流也较大。
元素的价电子数为5、7时，不能够均匀分布在原子表面，形成价电子的再分层（如5可分成4，1）。因而价和运转的环绕角不均匀、间隙不等，低温条件下核心对最外层电子管束不力，首先在间隙大的远端形成电子公用、形成超导。所以价电子数为5、7的元素在常温下通常是绝缘体，在低温下却较易形成超导。
当原子质量较大，核外电子数多，层数也多，核心对外层电子的约束不力，超导电子空位容易产生，所以较易形成超导，而且临界温度较高。
一些绝缘体在低温条件下价和电子降低速率，发生外电子公用，形成了性能良好的超导体，绝缘体形成超导，为电子空位导电再次提供了例证。
秦四清先生的文章分析缜密、说理透彻，是检验论文科学性的试金石。我用秦先生文章的前四条，全面的检讨了我的超导之说的科学性，在此致谢。
2021/4/26
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