Heike Kamerlingh Onnes在萊頓的實驗室（圖片來源：作者提供）
這個故事發生在荷蘭萊頓大學。當你進入實驗室時，就會被泵的大小和它們震耳欲聾的聲音震驚——連地板都在顫動。
房間內的三位物理學家都很忙。Grrit Flim是團隊的工程師，他正在照看一個插滿管子和線還結著霜的白色大缸。Cornelis Dorsman正在幫他。他們後面站著第三個人，實驗主管Heike Kamerlingh Onnes。這位57歲的長者頭髮稀疏，蓄著粗獷的鬍鬚，一塵不染的襯衫外面套了一件實驗服。他正監視著全局的操作，一絲不苟地記著筆記。
在他的右邊，從管道中傳來一個男人的聲音：“零、零，還是零！”這條管子通向一個隔壁的房間，還不到25歲的物理學家Gilles Holst就在那裡，坐在發電機的對面。他的眼睛緊盯著牆上的光點，沙啞地吼叫著，此時此刻並沒有發揮什麼作用，因為現在實驗室裡所發生的事真的是超乎常人理解的。
讓我們湊近仔細看看這些設備，就從那個白色大缸開始吧。
這是一個玻璃低溫恆溫器，就像一種很大的熱水瓶，完美地將其內容物與室溫隔開。這並不令人驚奇，因為這個低溫恆溫器內此刻所達到的溫度是歷史新低：-269°C，換句話說，它只比絕對零度高四度，這幾乎比實驗室冷上100倍，比地球上任何地方，哪怕是南極也要冷上50倍。 Kamerlingh Onnes在三年前利用液氦就創下了這一紀錄，這也給他贏得了“絕對零度先生”的稱號。
用液氦測試金屬導電性
讓我們回到1911年四月的一個星期六，那時Kamerlingh onnes剛開始決定測試金屬的導電特性。問題很簡單：當金屬處於極低溫環境下時，它的導電性會變強還是變弱呢？電子能導通，並表現得像一種帶電液體，在原子間流動。為了分析它們的行為，你只需測量它們的電阻。電阻越小，電流就越容易流動。絕緣材料的電阻，比如說塑料，能達到鋁或水銀電阻的十億倍。這讓Kamerlingh Onnes思考：如果你冷卻金屬，那電子會不會也被凍起來，固定在原地，因而沒法導通電流呢？當金屬達到液氦溫度時會不會就變成絕緣體了呢？低溫時電阻會不會近乎無窮大呢？
“測試黃金”
Kamerlingh Onnes比起預測更喜歡實驗，這正和實驗室入口處的箴言所說的一樣：“通過測量獲得知識”。他選擇了水銀，一種在室溫下處於液態的金屬。他選擇這種金屬是因為水銀能通過蒸餾提純，並且測試線也能沒入其中，無需焊接。
為了測量電阻，他的團隊用了當時在1911年最複雜的方法：惠斯通電橋和鏡式靈敏電流表。“電橋”是一種能比較水銀電阻和其他已知電阻的電路。利用被鏡面反射過來的光束，靈敏電流表能顯示被測量電阻的阻值。
Holst就在隔壁，觀測著光點並通過管道喊出光點的位置。他離設備有一定距離，這是為了保證泵的震動不會干擾靈敏電流表或者光束。這裡沒有IT、示波器或多用電錶，所有的工作都是由手和眼來完成的。
難以置信的Holst堅定地喊出“零！”水銀的阻值是零，至少靈敏電流表是這麼顯示的。所發生的一切看似那麼不可能，它與所有的預測結果都相悖。物理學家們一開始還以為一定是哪裡短路了，導致電流直接從一處流向另一處，就好像水銀不存在一樣，造成水銀零阻值的假象。
他們決定預加熱樣本來檢查連接，這一舉動引發了那天的第二個大驚喜：就在溫度剛剛上升超過-269°C的那一刻，光點瞬間移動了。
阻值不為零了，也就是說根本就沒有短路發生。阻值的瞬間下降既可以被反轉也能重現，並且總是在-269°C的時候被觀察到。Kamerlingh Onnes在他的筆記本上記下：“水銀電阻為零”，之後又接著寫上：“測試黃金”。
永恆的運動？
Kamerlingh Onnes之後把這突然又出乎意料的現象命名為“超導性”。他在兩年後獲得諾貝爾獎的那一天想出了這個名字。超導體描述了某種金屬在某個溫度下完美導通電子的能力。之後，許多種金屬的超導性都被測了出來，包括鋁、錫和鉛。
一年後，Kamerlingh Onnes做了一個更奇怪的實驗。他造了一個錫環，並把它接上電池，產生電流。然後，他冷卻這個環使它進入超導狀態，再拔掉電源。如果電阻真的是零的話，那就沒有什麼能阻擋電流，它就會困在環裡面，永遠循環下去。
Kamerlingh Onnes等了一會兒，然後在環的附近放了一個指南針。令人驚奇的是，指針搖擺了起來。這證明了電流還在環內流動，創造了一個磁場。通過演示電流能被永遠困在超導體內，Kamerling Onnes確認了超導體驚奇的特性。
人們有時候說Kamerlingh Onnes發現這一現象十分幸運。他們甚至認為這只是機緣巧合，一個美好的意外，但事實並非如此！的確，他並沒有發現預期的結果，但意料之外的東西並不一定就是隨機發生的。這一發現是十多年齊心協力努力的結果，包含了一隊偉大的物理學家、工程師和出色的技術員，他們從一開始就想在絕對零度下探測物質，併為此不辭辛勞地工作。
45年後，人們才瞭解這一奇怪現象背後的原因。金屬中的電子錶現得就像量子波一樣。在極低的溫度下，多虧了原子的震動，它們結合在一起，一開始兩個一組然後逐漸增多，形成了一個巨大的量子波。這種波一旦形成，就沒有什麼東西能影響它了，也就沒有了阻值。
更酷的是，如果你拿一塊磁鐵靠近它，它會創造出一個磁場，使超導波旋轉。然後，這又會形成一個磁場——就像一個通電線圈一樣——排斥磁鐵，使它懸浮。
有一些超導體還是個迷，儘管自超導體發現後一個多世紀已經過去了。在1986年發現的銅酸鹽，是目前室溫下工作超導溫度最高的超導體。
但我們還不知道電子在那些條件下是如何形成之前提到過的巨大量子波的。理解這一點還是現今物理遺存的一個巨大挑戰，是許多研究項目的核心。不知Kamerlingh Onnes是否想到過，在他萊頓嘈雜的實驗室裡，一個簡單的電學測量造就了最有趣的研究領域之一呢？
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