超導(dǎo)電性發(fā)現(xiàn)與發(fā)現(xiàn)者,10位諾貝爾物理獎(jiǎng)得主講他們的故事

L.Fossheim

超導(dǎo)電性（簡稱超導(dǎo)）現(xiàn)象是由昂納斯（H.K.Onnes）于1911年在荷蘭萊頓（Leiden，Holland）的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的。對低溫下金屬電阻的簡單觀測，打開了一個(gè)潘多拉盒子。對于這樣一種神秘莫測現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家們完全沒有任何準(zhǔn)備。直到22年之后，德國的邁斯納（W.Meissner）才邁出了第二步，在一類磁實(shí)驗(yàn)中揭示了超導(dǎo)更深入的特性，發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體內(nèi)磁場突然消失的所謂“邁斯納效應(yīng)”。此后，超導(dǎo)強(qiáng)磁體的應(yīng)用以及超導(dǎo)現(xiàn)象理論解釋的研究蓬勃地發(fā)展起來。特別是由美國伊利諾斯（Illinois）大學(xué)的巴丁、庫柏和施里弗（BCS)于1957年建立的超導(dǎo)唯象理論，使超導(dǎo)的理論研究取得了突破性進(jìn)展。從發(fā)現(xiàn)至今100多年過去了，超導(dǎo)的概念及其實(shí)際應(yīng)用從最前沿的希格斯機(jī)制到大腦生成的磁信號的記錄等最基本的技術(shù)，已經(jīng)涵蓋了極為廣泛的領(lǐng)域。特別是為找到希格斯粒子，CERN建造的人類有史以來最大的人造科學(xué)裝置LHC，不用超導(dǎo)技術(shù)是絕不可能實(shí)現(xiàn)的。

本書是一部關(guān)于與超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及其理論解釋密切相關(guān)的10位偉大科學(xué)家的個(gè)人背景、卓越成就以及他們在科學(xué)史中的出類拔萃作用的專著。作者依據(jù)在2001-2004年的采訪記錄，首先分別簡略地介紹他們每個(gè)人的科學(xué)背景和主要的貢獻(xiàn)，然后由每一位諾貝爾物理獎(jiǎng)得主用他們自己的話，講述他們自己的故事。

本書具有雙重目的。其一是展示這些卓越人物鮮為人知的個(gè)人生活中人性方面的材料，另一方面是介紹他們?yōu)楂@得那些偉大成就所付出艱苦努力。這些內(nèi)容對人們了解科學(xué)的進(jìn)步、新知識的獲取和深刻見解的產(chǎn)生過程有極大的幫助。他們是真正的天才。作者想要通過本書告訴我們，在偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和深刻的知識進(jìn)展背后的環(huán)境與條件：動(dòng)力和動(dòng)機(jī)、教育培養(yǎng)和家庭背景所起的作用，說明他們的共性實(shí)例，這些勇敢的先驅(qū)者有異于常人的方面。

在通向贏得諾貝爾獎(jiǎng)的道路上，只有堅(jiān)持不懈的努力才能使自己成為名符其實(shí)的先驅(qū)者，發(fā)現(xiàn)深刻的新真理，依靠領(lǐng)先性的探索把知識推進(jìn)到新的領(lǐng)域。當(dāng)然，像本書作者做到的這樣，記錄下這10位人物的傳略和回憶錄，提供不了終極答案。但作者確信讀者從這些故事中可以學(xué)到很多，從中得到教益和啟發(fā)。

作者曾于1965-67年在馬里蘭大學(xué)從事過超導(dǎo)研究，具有研究經(jīng)驗(yàn)并深深地被超導(dǎo)的魅力所吸引。本書選擇了10位諾獎(jiǎng)得主，首先是受到關(guān)于超導(dǎo)選題的限制，其次是基于作者掌握的訪談資料。他于2001年完成了訪談的錄像帶，每個(gè)長度約1-2個(gè)小時(shí)，2003年到2004年添加了一些補(bǔ)充對話，并請被采訪人核實(shí)與修訂了這些資料。與此同時(shí)他與其同事合作出版了《Superconductivity:Physics and Applications》一書，書中有一章就是用這些材料濃縮寫成的10位物理學(xué)家的傳略。

2010年Springer出版社要求作者進(jìn)行改寫，給每一篇訪談加上一些簡要的傳略，去掉原有的提問。由于作者近年來擔(dān)任了挪威皇家科學(xué)與文學(xué)學(xué)會會長職務(wù)，繁忙的公務(wù)使本書的面世時(shí)間推遲了，錯(cuò)過了2011年召開的超導(dǎo)百年紀(jì)念會，為此作者深感遺憾。

全書內(nèi)容分成13章：1.引言；2.金茲伯格（V.L.Ginzburg）：GinzburgLandau超導(dǎo)理論； 3.阿布里科索夫（A.A.Abrikosov）：第二類超導(dǎo)體的磁結(jié)構(gòu)； 4.庫柏（L.N.Cooper)：超導(dǎo)的微觀理論； 5.施里弗（J.R.Schrieffer）：超導(dǎo)的微觀理論； 6.賈埃弗（I.Giaever)：單粒子隧穿；證實(shí)BCS理論； 7.約瑟夫森（B.ＤJosephsen)：庫柏對隧穿；約瑟夫森效應(yīng)；8.安德森（P,W.Anderson)：從更廣泛的視角看超導(dǎo)；９.德·熱納（PierreGilles de Gennes)：超導(dǎo)的Orsay群；10.貝德諾爾茨(J.G.Bednorz)：銅氧化物超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)；11.繆勒（K.A.Müller)：銅氧化物超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)；12.超導(dǎo)體中的安德森-希格斯機(jī)制；13.結(jié)束語。

本書作為一部關(guān)于超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)以及相關(guān)發(fā)現(xiàn)者——10位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者——的詳細(xì)介紹，提供了一份科學(xué)史和物理學(xué)史十分珍貴的資料，對于相關(guān)專業(yè)的師生和從事相關(guān)領(lǐng)域研究的人員極具參考價(jià)值。同時(shí)由這些偉大人物親自講述的通向諾貝爾獎(jiǎng)成功之路感人至深的故事，對于廣大的讀者會有極大的鼓舞和激勵(lì)作用。

丁亦兵，教授Ding Yibing，Professor

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