在一個接一個的“小時代”里，超導(dǎo)研究蓬勃發(fā)展，特別是中國科學(xué)家取得了令世人矚目的成就。要跟上時代的浪潮，了解超導(dǎo)的相關(guān)知識，回溯“小時代”里的歷史源流，讀一本圖文并茂、敘事輕松的科普書適逢其時——《超導(dǎo)“小時代”：超導(dǎo)的前世、今生和未來》。如果你是吃瓜群眾，可以讀到科學(xué)八卦；如果你是專業(yè)學(xué)者，可以品鑒科學(xué)前沿；各有收獲，找到“小時代”里的大舞臺。

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撰文丨姬揚

超導(dǎo)就是超導(dǎo)電性，指的是一些材料在低溫下表現(xiàn)出來非常特殊的性質(zhì)：它們傳輸電流的時候沒有任何阻力，既不會發(fā)熱，也就不會浪費能量。超導(dǎo)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于一百多年前，包含了豐富的物理內(nèi)容，具有廣泛的應(yīng)用場景，吸引了許多科學(xué)家和工程師的關(guān)注。近年來，許多有關(guān)的應(yīng)用逐漸進入公眾的視野，越來越多的人開始關(guān)心超導(dǎo)。

《超導(dǎo)小時代》是一本關(guān)于超導(dǎo)的科普書，作者是中國科學(xué)院物理研究所的羅會仟老師。正如副標(biāo)題《超導(dǎo)的前世、今生和未來》所示，本書全面地介紹了超導(dǎo)的歷史和現(xiàn)狀，并對未來做了一些展望。

我跟會仟是老朋友了，因為我們既是搞物理研究的大同行，也是對科普感興趣并做了些相關(guān)工作的愛好者。這幾天，我把這本書又讀了一遍，有了更多的收獲。《超導(dǎo)小時代》是一本剛剛出版的新書，為什么要說“又讀了一遍”呢？因為我五六年前就在《物理》雜志上、在他的博客里讀過這里的大部分內(nèi)容。那時候，他差不多每個月都會寫一篇關(guān)于超導(dǎo)的科普文章，以通俗易懂的方式介紹超導(dǎo)的基本知識、發(fā)展歷程和前沿進展。當(dāng)時他應(yīng)該就有將來匯集出版的計劃，現(xiàn)在這本書的內(nèi)容基本上依照當(dāng)初文章的排序，并且保持了以前的特色（比如說，全書一個公式也沒有，很有科普書籍的樣子，但是又有很多參考文獻，這是科學(xué)論文的范兒），增加了一些內(nèi)容（具體增加了哪些，我也沒有考證，但可以肯定的是，圖片增加了很多，好些還是重新繪制的）。

羅會仟老師是研究超導(dǎo)物理的專家，從事相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和工作差不多有二十年了。從《作者自序》里，可以了解到他和超導(dǎo)的關(guān)系經(jīng)歷了三個階段，為超導(dǎo)著迷（大學(xué)）、與超導(dǎo)結(jié)緣（讀研）、和超導(dǎo)相戀（工作），他也幸運地趕上了鐵基超導(dǎo)的研究熱潮，十幾年來發(fā)表了上百篇高水平的研究論文。他對超導(dǎo)的感情很深，《后記》里說這本書的構(gòu)思開始于2009年，動筆于2015年，用了三年時間完成初稿，又用了三年才修改完畢，以書的形式和大家見面。

以前的中學(xué)物理對超導(dǎo)的介紹是一帶而過，只提到它沒有電阻，但是要在很低的溫度下工作；現(xiàn)在的中學(xué)物理會提及一些應(yīng)用，科普文章里會講到超導(dǎo)得過好幾次諾貝爾獎，但是講得都很零散。本書的第一章“啟蒙時代”從遠古的神話講到科學(xué)的萌芽，從中國和古希臘對電和磁的最早觀察，講到現(xiàn)代西方科學(xué)發(fā)現(xiàn)電和磁的奧秘，可以讓你大致了解與超導(dǎo)有關(guān)的科學(xué)歷史（超導(dǎo)的“前生”）。第二章“金石時代”介紹了低溫技術(shù)的發(fā)展、超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和超導(dǎo)理論的建立；從昂尼斯把氦氣液化并發(fā)現(xiàn)汞的超導(dǎo)電性，講到超導(dǎo)體的完全抗磁性和宏觀量子干涉效應(yīng)；從幾個成功的唯像理論講到諸多失敗的理論嘗試（參與者不乏愛因斯坦、玻爾、海森堡和費曼這樣的大科學(xué)家），最后迎來了巴丁、庫珀和施隸弗的成功理論（BCS超導(dǎo)微觀理論）。這兩章的內(nèi)容寫得都很通俗易懂，感興趣的中學(xué)生也可以理解。但有些細節(jié)即使我也是第一次知道，比如說，愛因斯坦、埃倫弗斯特、朗之萬和外斯等著名物理學(xué)家和昂尼斯的交往很是密切，有一張照片顯示他們一起在昂尼斯的家里討論問題，小黑板上似乎還寫著量子力學(xué)的公式。

我比會仟虛長幾歲，也跟超導(dǎo)有些瓜葛。我參加過1987年的全國中學(xué)生物理競賽，有一道題現(xiàn)在我還記得：

“近年來，人們制成了高轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)材料，其中一種成分是釔、鋇、（）、（）四種元素，據(jù)報導(dǎo)，我國研制的這類超導(dǎo)材料的零電阻溫度已經(jīng)達到（）K左右。在這類超導(dǎo)材料出現(xiàn)以前，超導(dǎo)材料的零電阻溫度只達到（）左右?！?/span>

這是我首次聽說高溫超導(dǎo)，中國科學(xué)家在超導(dǎo)研究的舞臺上引起了世界的關(guān)注。這部分內(nèi)容出現(xiàn)在第四章“黑銅時代”，里面不僅介紹了柏諾茲和繆勒發(fā)現(xiàn)銅氧化物高溫超導(dǎo)材料的歷程（包括艱苦的探索和輕松的獲獎，“成如容易卻艱辛”），還講了競爭激烈、燃遍全世界的高溫超導(dǎo)研究熱潮，不僅有許多參與者的情況，還重新繪制了一些當(dāng)年的數(shù)據(jù)圖片，以及趙忠賢老師在美國物理年會上做大會報告后回家騎三輪車?yán)涓C煤的照片。這些內(nèi)容，以及第三章“青木時代”里介紹的各種奇形怪狀的超導(dǎo)材料和千奇百怪的物理性質(zhì)，我多少都知道一些，因為我碰巧在科大物理系低溫物理專業(yè)學(xué)習(xí)過一年。我覺得，任何感興趣的大學(xué)生，都可以理解這兩章的大部分內(nèi)容（即使中學(xué)生也可以理解許多），但是其中也有很多我初次了解的內(nèi)容（還有一些我現(xiàn)在也不大看得懂的部分）。

我自己不研究超導(dǎo)，但是2008年鐵基超導(dǎo)研究的熱潮，當(dāng)時我就感受到了。我的一些同事和朋友從事相關(guān)方面的研究，我也在會議上聽到過許多故事。當(dāng)然，羅會仟老師有親身經(jīng)歷，他在第五章“白鐵時代”講的要全面得多，從中可以看到很多新知識，看到我國許多科學(xué)家做出的貢獻。自然我們也會問，我國的超導(dǎo)研究力量這么強，但為什么最早發(fā)現(xiàn)鐵基超導(dǎo)的是日本科學(xué)家細野秀雄呢？另外，我要警告讀者，這一章有些過于前沿，一些圖片似乎取自學(xué)術(shù)文章（也許是綜述性的學(xué)術(shù)文章），當(dāng)你遇到看不懂的部分，可以考慮像我那樣直接跳過去算了。

從1911年昂尼斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象開始，超導(dǎo)研究已經(jīng)有100多年了，諾貝爾物理學(xué)獎都頒發(fā)過5次了，但是超導(dǎo)研究依然長盛不衰，室溫超導(dǎo)的夢想仍然沒有實現(xiàn)。最后一章“云夢時代”介紹了當(dāng)前研究的最新進展，包括“壓力對超導(dǎo)的調(diào)控”（2020年在學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表的一篇文章聲稱，在高壓條件下實現(xiàn)了15攝氏度的超導(dǎo)電性），超導(dǎo)的研究仍然大有可為！

上面只是一些浮光掠影的介紹，這本書里還有很多有趣的內(nèi)容。比如說，有趣的演示（磁懸浮的青蛙，“飛毯”上的老鼠）；扎實的應(yīng)用（醫(yī)院里的核磁共振，無損耗輸電的高溫超導(dǎo)線纜）；先進的理念（超導(dǎo)量子計算，超導(dǎo)太赫茲系統(tǒng)）；更多的理論（這個我就不介紹了），甚至還有很多宣稱實現(xiàn)了室溫超導(dǎo)電性的烏龍事件（這個很多也很有趣，我就不劇透了）。

總之，《超導(dǎo)小時代》是一本很有趣關(guān)于超導(dǎo)的科普書，任何關(guān)心超導(dǎo)的人，都可以看一看。無論中學(xué)生還是大學(xué)生，無論是專業(yè)人士還是普通讀者，都可以有所收獲，而且每個人的收獲可能各不相同。即使你是打算從事超導(dǎo)研究工作的研究生，也可以從中獲益，也許收獲還更大呢——因為這里的一些內(nèi)容簡直就是來自科學(xué)前沿的現(xiàn)場報導(dǎo)！