《自然》撤回两篇STAP细胞论文事件所想到的

           ---重议“人造电磁黑洞事件”

                        都世民

孙学军的博文对STAP细胞论文事件先后发了不少博文，这一事件已引起全球学术界的关注，科学网不少博主也很关注，发了不少评论。从这一事件中，作为科研人员应该想一想这种事情为什么会发生，为什么会在顶级刋物上发生两篇论文造假？作为刋物夲身，审稿人和编辑有没有责任？事件发生前应该吸取什么教训？撰稿人造假动机和事件发生后的态度和处理方式存在什么问题？这是稿件造假形成的事件。这是属于打假范畴，谁来打假？只有真正从事这种研究的人才能说清，决不是所谓打假专业户能说清的。如果这一事件不是造假，而是炒作或学术争论又该怎么办？有些研究工作发现了新的规律、新的现象，有的是实验，有的是仿真结果。有的实验结果无法重复，却没有造假，这种情况写入论文，一旦发表必然引起争论。有的是仿真结果却无实验结果，但研究人员却夸下海口，这该怎么处理。

下面笔者想阐述“人造电磁黑洞”事件：

笔者化了几个月时间，广泛查阅有关人工电磁材料的学术论文和研究生论文，先后在新浪、百度、道客巴巴、数字科技馆、科学网都发表了相关文章，笔者等待研究者反驳，可是等来的却是又一炒作，不久前在科学网上发生的，有人再次以编译不署名方式，发表用人工电磁材料制成大型反射面天线的论文。笔者对东南大学少数别有用心的人，以仿真结果在国外刋物发表，然后再以不署名方式，翻译这一文章，却不忠实原文，在译文中配上牛马不相关的插图，并强调该文研制者崔铁军已研制成功，其后马上东南大学又有一人把崔铁军的简历、光环全搬出来，有长江学者、系副主任，博导……。让别人相信。

近日，笔者在图书馆看见科学出版社出版的一套书，书名是“10000个科学难题”，信息科学卷。崔铁军作为第一作者发表论文题目是：

“电磁黑洞”

“超级人工电磁材料”

这是在权威性出版物上发表的，应该有权威人士审查，尽管这两篇论文是否定了自己对媒体记者所宣传的，在微波频段己研制出人造电磁黑洞，这些报道是谎言.在百度网页都有记载，官方媒体也有报道。既然崔铁军夲人已发文承认人造电磁黑洞没有研制成，是模拟结果，这就对了。科学研究不能浮垮。研究者至今仍然不明白问题出在那里。就是这“10000个科学难题”书中，有声学专家分析了人工电磁材料存在的问题。这些问题涉及到顶级刋物先后发表的几篇文章，文章存在的基础性问题却不去深入研究，总是以电磁波拐弯概念来讨论问题。

笔者在此重新提出这一重大事件，这对国内外都有很大影响。应该引起足够重视！希望东南大学和教育部有关部门调查此事，为什么一再炒作，利用顶级刋物的某种效应，试图扰乱国内科技界正常秩序，抹黑我国科技界声誉。作必要处理，改进科研成果申报、评定和发布的相关程序和规章。

附件1

中国科学家首次制造人造电磁黑洞2013-12-19 09:27

       11月30日消息，据英国《新科学家》杂志报道，两名中国科学家首次制造出可以吸收周围光线的人造电磁“黑洞”。这个黑洞目前在微波频率下工作，或许不久后它就能够吸收可见光，一种把太阳能转化为电能的全新方法可能因此产生。

由于这个人造黑洞并非像太空中的黑洞那样，依靠自身巨大质量产生的强大引力来吸收光线(或电磁波)，因此非常安全，不用担心它会把地球吞噬。

新理论提供设计方案

       年年初，美国印第安纳州西拉斐特市普渡大学(Purdue University)的伊维根·纳瑞马诺维(Evgenii Narimanov)和亚历山大·基尔迪谢维(Alexander Kildishev)，在发表的一篇论文中提出制造可以用来捕捉光线的桌面黑洞的理论设计方案。他们的想法是模拟宇宙黑洞的性质，制造人造黑洞。宇宙黑洞的强引力能弯曲周围的时空，导致附近的任何物质或放射物沿着被扭曲的时空，呈螺旋式旋转着进入黑洞深处。

       纳瑞马诺维和基尔迪谢维经过推理认为，按照类似方法应该能制造出一个可以使光线向它中心弯曲的装置。他们认为一个由同心圆外壳围绕中心核的圆柱形结构可以达到上述效果。使光线向内弯曲的关键因素是装置外壳的介电常数，介电常数对电磁波的电成分产生影响，增大装置从外到内整个表面的光滑度。这跟黑洞附近时空的弯曲部分非常类似。在同心圆外壳与中心核交界的地方，介电常数环必须与中心核相匹配，这样光线才能被吸收，而不是被反射出去。

中国科学家付诸实践

       现在，中国南京东南大学的科学家崔铁军(Tie Jun Cui)和陈强(Qiang Cheng)开始把纳瑞马诺维和基尔迪谢维的理论付诸实践，制造一个在微波频率下工作的“黑洞”。他们利用以前制造隐身斗篷的“超材料”制成60个同轴环。每个同轴环都由结构复杂的电路板构成，而且从一个同心环到另一个同心圆，电路板特征的变化越来越大。外层的40个同心环组成装置外壳，内部的20个同心环构成吸收器。

       崔铁军说：“入射电磁波遇到该装置时，电磁波将被该装置捕获，然后被引导着进入黑洞的中心核，被中心核吸收。电磁波不会再从黑洞中出来。”光线在该装置的中心核里被转化成热能。崔铁军和陈强把这项设计变成现实，给纳瑞马诺维留下深刻印象。他说：“他们这么快就制造成人造黑洞，让我感到非常吃惊。”采用相同方式制造一个可以吸收可见光的装置并非易事，因为可见光的波长比微波辐射的波长更短。这就需要相应地把同心圆结构制造的更小一些。

       崔铁军相信他们能攻克难关。他说：“我们希望我们的这种光学黑洞能在2009年底被采用。”以后可以用这种装置收集阳光散射太厉害，利用反射镜无法把它们集中到太阳能电池上的那些地方的太阳能。光学黑洞会把所有阳光都吸收进去，把它们直接传输到位于中心的太阳能电池里。纳瑞马诺维说：“如果这种人造黑洞试验成功，以后我们就不再需要用反射镜收集太阳光了。”

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附件2电磁黑洞

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电磁黑洞是东南大学崔铁军教授研究小组在普渡大学科学家提出的“光学黑洞”理论方案的基础上用新型人工电磁材料构造的模拟了微波频段的实验装置。该装置在微波频段，模拟黑洞对电磁波的吸收率可达到99%以上。这一新研究构建了吸收电磁波的全新方法，同时又可以控制电磁波的吸收辐射。由于对电磁波的高效吸收性，电磁黑洞可望在电磁隐身等方面获得重要应用。

编辑摘要

目录

[ 隐藏 ]

1 理论提出

2 理论应用

3 应用材料

电磁黑洞 - 理论提出

基于新型人工电磁材料的电磁黑洞

2009年初，印度普渡大学的伊维根-纳瑞马诺维(Evgenii Narimanov)和亚历山大-基尔迪谢维(Alexander Kildishev)在媒体杂志上发表一项研究，提出如何建造可以吸收光线的桌面黑洞的理论。这种人造黑洞可模拟宇宙黑洞，其强烈的重力可弯曲周围的时空，导致周围任何物质或辐射遵循扭曲的时空，并螺旋向内被吸收。

纳瑞马诺维和基尔迪谢维认为，这种人造黑洞可使光线向该设备中心弯曲吸收。他们设计的人造黑洞是由包含着同轴环壳的中心柱构成的圆柱结构。能使光线弯曲向内的关键因素在于同轴环壳的介电常数，它可以影响电磁波的电成分，增大从外部至内部表面的光滑程度，这类似于接近黑洞的时空的弯曲度。当同轴环壳与中心柱相接触，同轴环的介电常数必须匹配中心柱，因此光线可以被吸收，而不是被反射。[1]

电磁黑洞 - 理论应用

电磁黑洞捕捉电磁波，引导电磁波螺旋式地行进，直至被吸收

中国南京市东南大学的科学家崔铁军和陈强将纳瑞马诺维和基尔迪谢维的理论应用为实践，建造了一个微波频率的“人造黑洞”。该设备由谐振和非谐振型的新型人工电磁材料构造成60个同轴环，据悉，超级材料曾被用于制造隐身斗篷。每个同轴环是以不同结构的电路板形式形成，同轴环之间彼此相连接，因此其介电常数非常平滑。外部的40个同轴环构成外壳，内部的20个同轴环构成吸收体。[1][2]

崔铁军小组所构建的这个人造电磁黑洞通过应用电磁波在非均匀介质中的传播轨迹来类比物质在引力场下弯曲空间中的运动轨迹，并以此模拟黑洞的部分特性。他们的实验结果表明，电磁黑洞能够全向捕捉电磁波，引导电磁波螺旋式地行进，直至被黑洞吸收。在微波频段，黑洞对电磁波的吸收率可达到99%以上。[2]

电磁黑洞 - 应用材料

崔铁军在实验中所用到的新型人工电磁材料（Metamaterial，或称超材料），是指将具有特定几何形状的亚波长宏观基本单元周期性或非周期性地排列所构成的人工材料。它与传统材料的区别在于用宏观尺寸单元代替了原来微观尺寸的原子或分子。因此，新型人工电磁材料的特性取决于其基本单元结构。人们可以通过人为地设计单元结构来控制材料属性，构成自然界不存在的特殊结构材料，进而控制电磁波的传播。[2]

参考资料：

[1] ^ 中国节能环保网：人造电磁“黑洞”可吸收太阳能 转化为热能或电能，2009年10月15日  引用日期：2009-12-31

[2] ^ 人民网：我国科学家验证“光学黑洞”理论，2009年12月31日

附件3中国的人造电磁黑洞

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中国科学家造出第一个“人造电磁黑洞”它有着“黑洞”之名，虽然尺寸“迷你”，但任何经过的电磁波或光，都不可能逃离它的引力。2009年10月15 日，《科学》杂志宣布，世界上第一个“可吸收电磁波的微波人造黑洞”在中国东南大学实验室里诞生。不过，这个小型“黑洞”不仅不会毁灭世界，还能帮助人们更好地吸收太阳能。在宇宙中，黑洞吞噬万物，甚至包括光。人们乐意议论这种天体，因为它神秘、“性情”怪异：它身处宇宙最幽暗的地方，没有人能直接观测到它，而靠近它的任何物质，都会被无情地拖曳到它的深渊里，小行星、星尘、光波、时间，无一例外。人们对黑洞这种天体感到好奇，但绝不会希望有任何一个黑洞接近自己，或我们的星球。然而现在却有一些科学家在自己的实验室里造出了一个“迷你小型”黑洞。2009年10月15日的《科学》杂志在介绍这种“人造黑洞”时建议，人们可以把这种“黑洞”装进自己的大衣口袋里。制造出“人造黑洞”的是中国东南大学的一个研究组，崔铁军教授和程强教授是其中最主要的两位研究者。“实际上，我们做的黑洞不是严格意义上的黑洞。”在接受《外滩画报》采访时，程强教授对记者说。实验室里的“人工黑洞”，目的当然不是为了将一个吞噬一切的“恶魔”装进口袋。据程强介绍，现在存在于东南大学毫米波国家实验室的“人造黑洞”，实际上是一个模拟装置，这种模拟装置目前可以吸收微波频段的电磁波，在未来，它还可以吸收光。但是除此之外，它并不能吸收任何实质的东西。“它只吸收电磁波，不吸收能量。”程强对记者说。这是一个不具有危险性的“黑洞”，不仅如此，这种装置还能在未来用于收集太阳能。在这方面，“人造黑洞”将比世界上任何一种太阳能电池板都更高效。一些物理爱好者甚至为这种全新的装置设计了一些新功能，比如将它装置在航天器中的太阳帆上，或者用来吸收空气中游散的电磁波——因为手机和无线网络的普及，这种看不见的电磁波据说侵害了我们的健康，成为一种新的污染。不过，制造“黑洞”的研究者却从来不想那么多，现在崔铁军和程强正在继续的，是如何把实验室里的装置变成样机，“实现工程化”。面对关于“人造黑洞”的各式各样的议论，程强认为，“成果公布以后，被许多国际媒体转载和评论，确实也大大出乎我们意料。从我们个人角度而言，只觉得这是一个比较有意义的工作。实验室里的“黑洞”“我觉得很惊奇，崔和程这么快就做出了‘人造黑洞’!”看到这个研究成果后，纳瑞马诺维说。伊维根·纳瑞马诺维（Evgenii Narimanov）是美国印第安纳州西拉斐特市普渡大学的一名教授。今年年初，他和合作者亚历山大·基尔迪谢维（Alexander Kildishev）一起，发表论文，提出了一种制造小型“黑洞”的理论和设计方案。他们的想法是通过模拟黑洞的一些性质，使在“人造黑洞”附近出现的放射性物质被吸引，然后螺旋式地进入“黑洞”中心。“我们的确是受到他的论文的启发，但研究本身是我们独立完成的。”程强对记者说。之所以能这么快将之变成现实，是因为他们所在的实验室也一直从事着这方面的研究，在理论和实验两方面都积累了很多年的经验，实验过程中也用到了很多他们自己的独创性想法。不过虽然名为“黑洞”，他们受纳瑞马诺维启发而造的“黑洞”，和真正存在于宇宙中的黑洞还是有大差别的，这种差别并不仅仅体现在质量的大小上。两种“黑洞”的原理其实并不一样。宇宙间的黑洞之所以能吞噬一切，是因为它质量巨大，而实验室里的“黑洞”，实际上是根据光波在被吸进宇宙黑洞时的性质，模拟出来的仪器，可以令光波接近时产生相似的扭曲，并被吸引。也就是说，两种“黑洞”可以让附近的光波出现相似的“结局”，但是光波遇到的却并不是同一回事。不过目前东南大学实验室里的“黑洞”，还只是适用于某些微波频率，比如人们常用的通信频率， 如GSM、CDMA 和蓝牙等，吸引光波还有待进一步研究，因为光波的频率更短，需要设计的“人造黑洞”尺寸也要更小些。类似天体白洞白洞是广义相对论所预言的一种与黑洞相反的特殊天体。和黑洞类似，白洞也有一个封闭的边界，聚集在白洞内部的物质，只能经边界向外运动，而不能反向运动，就是说白洞只向外部输出物质和能量。白洞是一个强引力源，能把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。但白洞目前还是一种理论模型，尚未被观测所证实。