第十九部分
超導體會排斥磁場，使得小塊永
磁體能夠飄浮在大塊超導體上利用超導體製成的磁懸浮列車氦的液化溫度
大家都知道，地球上最寒冷的地方在南極，那裏一年四季氣溫都在零度以下，最低可達到零下94℃。
不過我要告訴大家，在地球上還有遠比南極更冷的地方，甚至可以冷到零下200℃以下，那就是在低溫物理學家的實驗室裏。低溫物理學是一門研究各種物質在超低溫環境下會發生什麼奇妙變化的學科。它的誕生要歸於製冷機的發明。
現在家家都有冰箱，可以將暫時不吃的食物冷藏保存起來。古代沒有這樣的裝置，隻好在冬天從結冰的河裏鑿出大塊的冰，放到地窖保存到夏天，再將食物放到冰上避免腐壞。
1755年，英國化學家卡倫發明了一種最早的製冷機，他先用氣泵將水的表麵抽成真空，強迫水迅速揮發，這一過程會吸收周圍和自身的熱量，最後水變冷而結冰。
19世紀，由於熱力學的發展，科學家認識到氣體的更多特性，開始通過壓縮氣體使其在常溫下體積縮小而液化。利用這種方法，可在零下十幾攝氏度和一定的壓力下製成液氯和液態二氧化碳。然後讓液氯或液態二氧化碳在常溫下快速揮發，自身溫度就會急劇下降，可獲得零下幾十攝氏度的低溫。
此後，人們又采用分級揮發製冷的方法，先製成液態二氧化碳，然後使其揮發變冷，用來冷卻其他氣體，這樣一步步降低溫度，最終可以獲得零下100℃以下的超低溫。利用這種方法，科學家先後製成液氧和液氮。
不久，英國人漢普森和德國人林德又發明新的壓縮製冷方法，先將氣體強力壓縮，這時氣體就會發熱，將其冷卻至常溫後再撤除壓力讓它膨脹，在此過程中要吸收很多的熱，自身就會迅速變冷，然後再將其壓縮，反複這一過程，就會變得越來越冷。人們用這種方法獲得零下240℃以下的超低溫，先後製成液氫和固態氫。
20世紀初，荷蘭科學家昂內斯開始向絕對零度這一目標挑戰。他首先製得液氫，然後用液氫將氦氣冷卻到零下255℃，再讓它膨脹變冷，最終獲得零下269℃超低溫，氦氣變成無色透明的液體。昂內斯再接再厲，將溫度一直冷卻至零下272℃，已經接近絕對零度了，但始終未能獲得固態氦。原因是即使在絕對零度，氦分子仍然具有少量的內能，也稱“零點能”，它是目前人們知道的即使在絕對零度也不結冰的唯一物質。直到1926年，科學家在25個大氣壓和零下272℃條件下才製成固態氦。昂內斯因此獲得1913年諾貝爾物理學獎。
卡默林-昂內斯，H.宇宙微波背景輻射溫度
大家都知道，考古學家要想了解史前時代人們生活的情況，必須通過發掘考察古代遺址。從某種意義上講，宇宙學就相當於一門考察宇宙遙遠過去曆史的“考古學”，而微波背景輻射就是137億年前“大爆炸”遺留下來的一處“太空遺址”，科學家們可以從中推測出許多宇宙演化的事實與細節。
20世紀30年代，美國科學家托爾曼發現，在宇宙中輻射溫度會隨著時間演化而改變。1948年，美國科學家阿爾弗等人提出，在發生“大爆炸”之後大約30多萬年，當時原始等離子體中的電子與質子首次結合起來而形成氫原子，同時發射出宇宙中最早的電磁輻射。這些輻射均勻地分布於整個宇宙空間並自由地傳播，在此後100多億年的時間裏一直彌漫在宇宙中沒有消失，隻是隨著宇宙的持續膨脹和冷卻而逐漸衰減，以致遺留到現在的輻射應該是均勻地來自天空一切地點的、絕對溫度很低的射電波背景輻射。
1964年，美國貝爾實驗室的兩位工程師彭齊亞斯和威爾遜為跟蹤接受衛星的無線電信號而校準天線時發現，無論將天線朝著天空中哪個方向，在波長為735厘米的微波段，扣除大氣噪聲、天線結構的固有噪聲及地麵噪聲後，最後還有始終無法消除的剩餘噪聲。在此後近一年的時間裏，他們發現這個消除不掉的微波噪聲信號在各方向上分布均勻，彌漫於整個天空背景，說明它來自銀河係之外更廣闊的宇宙。