超導現象的發現

1911年,從著名的萊頓大學低溫實驗室裏傳出了一個驚人的消息:水銀在零下269攝氏度的條件下,它的電阻消失了。

過去,人們從未想到過導體的電阻可以變得一點也沒有。電阻可以說是一種同時具有“優”“缺”點的性能。我們知道白熾燈泡能亮是由於燈絲有電阻,電爐能燒飯也得歸功於爐絲的電阻。但是,在輸電線上,在電動機裏,在電子器件中,電阻使電能產生白白的消耗,電阻越大,電的消耗也越大,在這種情況下,我們希望電阻越小越好,最好是沒有,如今真的能讓電阻消失,這對電氣工程來說,真是一個大喜訊。

發現這個現象的是荷蘭物理學家卡麥林—翁納斯。翁納斯領導的實驗室是世界上“最冷的地方”,雖然萊頓城裏鮮花常開,但是實驗室裏製造出來的低溫,比南極或北極的最低溫度(-88℃)還要低幾倍。

低溫世界是一個魔術般的世界,把一束鮮花放在液態氮中一浸,拿出來向地上一摔,鮮花就會像玻璃一樣破碎;把一隻橡皮球放在液態氮裏一浸,拿出來以後,能像鈴鐺一樣敲響。水銀在低溫下凍得比鐵還硬,可以用錘子把它釘在牆上;在液氮中凍硬的麵包,在漆黑的房間裏竟然發出天藍色的光輝。

翁納斯簡直被這童話般的世界迷住了。他決心獲得更低的溫度。當時,科學家已經能把除了氦氣以外的氣體全部都變為液態。利用液態氫,已獲得了-253℃的低溫。但是,要使氦氣變成液態困難還很大。例如在液體氦的溫度下,連空氣都會變成固體。如果不小心與空氣接觸,空氣便會立刻在液體氦的表麵上結成一層堅硬的蓋子。但是翁納斯是一位出色的實驗專家,這一點困難是嚇不倒他的。

翁納斯出身在一個書香之家,叔叔伯伯都是知名的學者,父母也是博學之士。翁納斯從小就表現出對於數學、物理的天分。他不僅喜歡讀書,把家中豐富的藏書讀個遍,還喜歡動手實驗。

翁納斯有一次做實驗時,化學藥品引燃了周圍的織物,等他發現時,火勢已不可控製,火借風勢,刹時間半座樓就被燒毀了。他被嚇壞了,逃到野外,在灌木叢中躲了一夜。

救過火以後,父母親才發現翁納斯丟了。於是又連夜尋找直到次日的淩晨。看到縮成一團的小翁納斯,又冷又害怕,父親非常心疼,他一把抱起兒子說,“我的孩子,別害怕,為了研究科學,你就是把自家的房子全拆了,把田地全毀了,我也不會埋怨你的。”父母的教育對翁納斯產生了極大的影響。

翁納斯的成就還要感謝兩位老師的精心培養。18歲的翁納斯進入德國海德堡大學學習,深受著名化學家本生和學者基爾霍夫的器重。在兩位導師的指導下,他養成了鍥而不舍、精益求精的治學態度,很快就獲得博士學位。29歲就擔任萊頓大學物理學主任教授,並著手在該校建立一個低溫實驗室。