科学界的英雄传奇：超导热是怎样掀起的？ [复制链接]

    科学家米勒和格奥尔格·贝德诺尔茨是美国国际商用机器公司设在瑞士的实验室科研人员。他们在没有得到公司领导完全同意的情况下从１９８３年７月利用业余时间悄悄开始超导材料研究。１９８６年４月发表了第一篇论文，９月发表第二篇。后来超导专家朱经武发展了他们的成果，从而掀起了超导研究热
    【美国《华尔街日报》８月１９日报道】题：科学界的英雄传奇；国际商用机器公司的两位物理学家是怎样引起人们对超导体的狂热的
    ４年前，国际商用机器公司（１ＢＭ）的两位科学家开始研究一种设想，这个设想太重大了，他们甚至不愿把细节告知１ＢＭ。
    国际商用机器公司设在瑞士的实验室的这些研究人员想要解决物理学上最困难的一个问题：找到一种无电阻导电的廉价而又简单的物质。但是他们寻找的地方是专家们预料最不可能找到这种新“超导体”的地方——在通常导电性能最差的陶瓷里。
    这两位科学家之一格奥尔格·贝德诺尔茨回忆说：“我们深信任何人都会说，‘这些家伙发疯了！’”实际上，当他的合作者米勒第一次向ＩＢＭ一个负责人提到这个想法时，他的反应是表示怀疑。所以这两位科学家就悄悄地研究起来，对主管人说的话半真半假，不让好奇的参观者摸到正题。
    因此，在这些科学家宣布自１９４７年发明晶体管以来最重大的电子学发现之一时，人们感到十分意外。贝德诺尔茨和米勒利用业余时间做了两年半的寂寞实验室工作以后，发现了一类新陶瓷，新的超导材料。去年秋天宣布这项发现以后，这引起了目前全世界对超导体的狂热。总有一天，这种材料可能象晶体管一样对工业产生深远的影响，使计算机变得更小，使电动机效率更高，使电力更加便宜得多。
    这些科学家的突破部分是由于艰苦的工作，部分是由于狂热的思想，部分是由于幸运。米勒教授现年６０岁，在苏黎世大学教授物理学，贝德诺尔茨现年３７岁，他们组成了一个良好的研究小组。他们的设想以从前一个同事的理论为基础。１９７２年因超导方面的成就而获得诺贝尔奖的库珀教授说，这种设想是“一种极新颖的想法”，“我决不会想到”在他们所做的方面“去寻求”。
    对１ＢＭ来说，这个发现意味着它的科学名声大放光彩，成为超导体研究的先锋。现在有５０多位公司研究人员正在探索这种材料。ＩＢＭ的研究领导人约翰·阿姆斯特朗说：“我们想要第一个认识这项新的研究成果对计算机的意义。”
    米勒教授曾以１ＢＭ产品所用的电气材料的亚原子作用的研究成果而闻名。他承认，但是在超导的专门领域，“我是一个生手和门外汉”。人才的发现者
    这位教授１９６３年参加ＩＢＭ山顶小实验室，他善于选择能成功的研究项目，善于发现新的人才，这有助于他成为该实验室物理部的领导和“国际商用机器公司研究员”，这是授与公司高级科学家的一种称号。
    贝德诺尔茨在西德明斯特仍是一个学生的时候，参加了ＩＢＭ边工作边学习的活动，当时他给米勒教授留下深刻的印象。当贝德诺尔茨在１９８２年正式参加１ＢＭ工作的时候，米勒教授已经收集了厚厚一本关于超导的笔记和文件等资料。
    米勒教授是在１９８３年７月去西西里以后研究他那一套的。他的ＩＢＭ老上司托马斯教授在那里出席了一次会议。在那次会议上，托马斯教授提出这样的理论：也许可能使电绝缘体变成超导。一种绝缘体通常是阻断电流的，因为它的电子紧密地连结在一起，每个电子与它自己的原子紧紧连在一起。托马斯教授建议给某些绝缘体掺杂，以松散其电子。这样内部强有力的原子力量就可以把电子顺利地从一个原子拉到另一个原子，这些绝缘体就可能成为超导，也许不用进行很花钱的冷却。
    化学可能是棘手的。但是米勒对最可能成功的材料，金属氧化物有广博的了解。托马斯教授回忆说：“我当时只是猜测，但米勒教授却看着我说：‘我将试验这种材料。请不要多谈这件事情。’”
    从米勒教授回到苏黎世，并得到贝德诺尔茨的帮助时起，这项计划就开始保密。这个问题对于ＩＢＭ高级负责人是一个痛点。公司在公众中所树立的形象是严格管理。在它的实验里搞秘密的自由活动是与这种形象相矛盾的。官方批准
    米勒最初在６月间接见记者时说：“我们研究金属氧化物的超导性，管理人并不知道，”不过最近米勒教授说，ＩＢＭ一位副总经理曾提醒他，１９８２年他提到了他的研究金属氧化物计划。
    米勒现在回忆说，虽然这位官员“觉得”这种设想“没有多大价值”，但这位官员还是批准了这项工作。
    米勒教授又说，之后同托马斯教授的交谈、进行的推理和实验室工作有许多个月没有向任何管理人提起过。
    至于贝德诺尔茨先生，他说，他一直对他的主管人隐瞒参加这项计划的事。贝德诺尔茨解释说；“我不是担心ＩＢＭ会停止这项研究活动。而是担心，如果关于这项似乎是死胡同般的计划的事传了出去，我会失去一些作为科学家的信用。”
    所以这两人独自搞研究，没有请他人参加，在正常任务之外挤出时间搞这项计划。贝德诺尔茨按照米勒教授的建议把镍的７０种不同氧化物混合在一起，他们认为，镍是最有希望的物质。他把它们放在一个实验炉里烧，使它们冷冻，然后通电。不走运，这些材料不仅没有出现超导，而且其中一些材料成了更好的绝缘体。这是出乎意外的，但也给人一些安慰。如果这些科学家没有走对道，他们至少是走在某条道路上。错误的印象
    到１９８５年底，这两位科学家的目标仍然没有实现，他们感到失望了，贝德诺尔茨在实验室图书馆里寻找新的线索。根据以前的一些实验，他想，铜化合物的作用可能比镍好一些。他在法国的一份化学杂志里突然找到了这个答案。卡昂大学的两位科学家叙述了一种加了钡和更稀有的镧的铜氧化物。由于只对化学感兴趣，这些人没有试验这种氧化物的超导性如何。
    而贝德诺尔茨先生这样做了。他在１９８６年１月２７日晚上在他的第一层杂乱的实验室里单独工作，他用电线把这种炭一般的物质和电极连接起来，然后放在液氦里冷冻。当温度降至负２６２摄氏度以下时，这种氧化物的通常电阻下降了一半。
    贝德诺尔茨回忆说：“我当时相当肯定，我们找到了这种材料。”是宣布发现的时候了
    第二天上午，他重做了这个试验，结果也是这样。在以后几个月里，米勒和贝德诺尔茨又把超导记录从负２５０度提高到负２３８度。这似乎是微小的变化却超出了一些物理学家的意料。这是提出此项发现的时候了，尽管如此，这些科学家还缺乏关键的最后证据。一种真正的超导体是排斥磁场的，就象一块磁体排斥另一块磁体一样。但是订购的一台试验这一现象的特殊机器要５个月之后才能运到。没有证据，第一流的物理学刊物可能拒绝刊登关于他们研究成果的报告，认为它是非定论性的。
    这两位科学家作了贝德诺尔茨所谓的“政治上”妥协，在不那么有名的德国《物理学杂志》上发表了一篇文章，贝德诺尔茨的上司考坦斯和该刊的一位编辑帮助加快发表了一篇谨慎的报告，只说“可能”发现了新超导材料。但是４月间提出这份报告至少给他们留下了记录。没有机器的试验结果
    不过，他们的麻烦并没有结束。他们在９月间发表的文章没有写入机器试验的结果。读者没有得到深刻的印象。
    日本人的反应却不相同。在东京大学，研究人员重复做了这项试验，证实了贝德诺尔茨和米勒的研究成果。后来在休斯敦大学，超导专家朱经武发展了一步，把ＩＢＭ研究人员的配方作了简单的改革。他在高于液氮温度下使这种材料成为超导体。液氮是一种便宜而又容易处理的冷却剂。这一技术飞跃使昂贵的液氦成为不必要了。于是超导体热迅速地向全世界扩展，科学家们竞相研究这些新的金属氧化物。