這裡面，比較重要的就是GL理論和BCS理論。

GL理論是在朗道二級相變理論的基礎(chǔ)上提出的唯象理論。

理論的提出者是京茨堡和朗道。

GL理論的提出是基於以下考慮：當(dāng)外界磁場強度接近超導(dǎo)體的臨近磁場強度時，超導(dǎo)體的電流不服從線性規(guī)律，且超導(dǎo)體的零點振動能不可忽略。

GL理論的最大貢獻(xiàn)在於預(yù)見了第二類超導(dǎo)體的存在。

從GL理論出發(fā)，可以引出表面能κ的概念。

當(dāng)超導(dǎo)體的表面能κ＞1/√2時，爲(wèi)第一類超導(dǎo)體；當(dāng)超導(dǎo)體的表面能κ＜1/√2 時，爲(wèi)第二類超導(dǎo)體。

BCS理論則是以近自由電子模型爲(wèi)基礎(chǔ)，以弱電子－聲子相互作用爲(wèi)前提建立的理論。

理論的提出者是巴丁（***ardeen）、庫珀（L.V.Cooper）、施裡弗（J.R.Schrieffer）。

BCS理論認(rèn)爲(wèi)，金屬中自旋和動量相反的電子可以配對形成庫珀對，庫珀對在晶格當(dāng)中可以無損耗的運動，形成超導(dǎo)電流。

簡單地說，我們可以把電子比喻成一隻只有一個翅膀的小蜜蜂，這樣的小蜜蜂是飛不起來的，但兩隻這樣的小蜜蜂結(jié)合在一起，翅膀一左一右煽動，就可以飛起來了。

對於庫珀對產(chǎn)生的原因，BCS理論做出瞭如下解釋：電子在晶格中移動時會吸引鄰近格點上的正電荷，導(dǎo)致格點的局部畸變，形成一個局域的高正電荷區(qū)。這個局域的高正電荷區(qū)會吸引自旋相反的電子，和原來的電子以一定的結(jié)合能相結(jié)合配對。在很低的溫度下，這個結(jié)合能可能高於晶格原子振動的能量，這樣，電子對將不會和晶格發(fā)生能量交換，沒有電阻，形成超導(dǎo)電流。

BCS理論很好地從微觀上解釋了第一類超導(dǎo)體存在的原因，理論的提出者巴丁、庫珀、施裡弗因此獲得1972年諾貝爾物理學(xué)獎。

但BCS理論無法解釋第二類超導(dǎo)體存在的原因，尤其是根據(jù)BCS理論得出的麥克米蘭極限溫度（超導(dǎo)體的臨界轉(zhuǎn)變溫度不能高於40K），早已被第二類超導(dǎo)體突破。

直到現(xiàn)在，物理學(xué)界也沒有形成一個獲得普遍認(rèn)可的超導(dǎo)形成機制。

至於在高溫超導(dǎo)體的探索上，學(xué)術(shù)界倒是取得了不少進(jìn)展。

1986年，繆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)一種成分爲(wèi)鋇、鑭、銅、氧的陶瓷性金屬氧化物L(fēng)aBaCuO4具有高溫超導(dǎo)性，臨界溫度可達(dá)35K（﹣240.15℃）。

由於陶瓷性金屬氧化物通常是絕緣物質(zhì)，因此這個發(fā)現(xiàn)的意義很大，繆勒和柏諾茲因此而榮獲了1987年度諾貝爾物理學(xué)獎。

此後，高溫超導(dǎo)的研究迅速發(fā)展。

在中美等國科學(xué)家的推動下，該記錄在五年內(nèi)不斷刷新。

並於1994年創(chuàng)下了常壓135K，高壓164K的臨界溫度新紀(jì)錄。

然而，銅氧化物高溫超導(dǎo)材料屬於氧化物陶瓷，缺乏柔韌性和延展性，容易在承載大電流時失去超導(dǎo)電性而迅速發(fā)熱，應(yīng)用起來存在許多技術(shù)難度。

而且，其物理性質(zhì)及其複雜，難以被現(xiàn)有理論框架解釋。

到了2008年，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了鐵砷化物體系中存在26K的超導(dǎo)電性，在中國科學(xué)家的努力下，這類超導(dǎo)材料的臨界溫度很快突破了40K，甚至在塊體材料中實現(xiàn)了55K的超導(dǎo)電性。

於是新一代超導(dǎo)家族鐵基超導(dǎo)宣告發(fā)現(xiàn)。

只是這類超導(dǎo)體大多含砷或者鹼金屬，對空氣敏感，應(yīng)用方面同樣存在很多的侷限性。

至於室溫超導(dǎo)體是否存在，目前學(xué)術(shù)界普遍是認(rèn)爲(wèi)存在的，日本科學(xué)家甚至將尋找到400K以上的超導(dǎo)體作爲(wèi)其遠(yuǎn)景目標(biāo)。

但要百分之百確認(rèn)一個室溫超導(dǎo)體的存在，卻不是一件容易的事。

畢竟要判斷一個新材料是否是超導(dǎo)體，必須同時具備零電阻效應(yīng)和完全抗磁性兩大特徵，電阻不降到零或者抗磁性很差都不能百分之百斷定是超導(dǎo)。

歷史上，有多個“超導(dǎo)體”因爲(wèi)沒有確切證據(jù)，而被科學(xué)家戲稱爲(wèi)可疑超導(dǎo)體，簡稱USO，和傳說中的UFO有的一拼。

在這些USO中，有的宣稱達(dá)到了200K甚至400K都有超導(dǎo)電性，卻從來沒有被更多的實驗證明過。

甚至有些人爲(wèi)了謀取個人利益，乾脆進(jìn)行學(xué)術(shù)造假。

比如一位叫做簡·亨德里克·肖恩的德國人，曾經(jīng)在2001年瘋狂灌水，聲稱在C60等材料中發(fā)現(xiàn)了52K以上的高溫超導(dǎo)電性以及其他一系列電子器件應(yīng)用，其論文產(chǎn)出效率達(dá)到了每八天一篇的速度。

最終，物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)他的論文幾乎全部都進(jìn)行了數(shù)據(jù)造假。

Science系列雜誌2002年撤稿七篇，Nature系列雜誌2003年撤稿八篇，其他學(xué)術(shù)期刊也紛紛撤稿數(shù)十篇。

後來他的母校看不下去了，撤銷了他的博士學(xué)位，這樁醜聞轟動了整個學(xué)術(shù)界，肖恩也被稱爲(wèi)物理學(xué)界五十年一遇的大騙子。

雖然如此，學(xué)術(shù)界對於室溫超導(dǎo)體的熱度始終不減。

特別是近年來，幾乎每個月都有新的超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)。

其中比較重要的有2015年，德國科學(xué)家A.P.Drozdov發(fā)現(xiàn)了硫化氫在200萬個大氣壓下具備203K的超導(dǎo)電性，但如此苛刻的條件，也就只能在實驗室裡才能完成。

到了2019年，A.P.Drozdov團(tuán)隊又證實了壓強爲(wèi)100萬個地球大氣壓強時，各種富含氫的鑭系金屬氫化物在250K也就是零下二十度左右變成超導(dǎo)體。

可以說，在實驗室層面，距離真正意義上的室溫超導(dǎo)體只一步之遙了。

另外一個比較重要的發(fā)現(xiàn)，則與中國人有關(guān)。

2018年，麻省理工Jarillo Herrero團(tuán)隊在實驗中發(fā)現(xiàn)，雙層石墨烯在扭轉(zhuǎn)角度1.1度，溫度1.7K時，出現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象。

這篇論文的第一作者是麻省理工博士生，一位1996年出生，來自中國的天才少年曹源，當(dāng)年他憑藉這一發(fā)現(xiàn)，榮登《自然》2018年度影響世界的十大科學(xué)人物榜首。

雙層石墨烯超導(dǎo)的臨界溫度很低，只有1.7K，基本不具備實用價值。

這一發(fā)現(xiàn)之所以重要，因爲(wèi)它呈現(xiàn)了一種全新的物理現(xiàn)象，和其他超導(dǎo)材料完全不同，這對超導(dǎo)原理的解釋以及尋找高溫超導(dǎo)材料意義重大。

花了將近一週的時間，龐學(xué)林梳理完現(xiàn)實世界關(guān)於超導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀，得出的結(jié)論就是：電磁相互作用的對稱破缺必然導(dǎo)致電子集羣運動的變化，從而觸發(fā)超導(dǎo)現(xiàn)象。

這是超導(dǎo)在實用領(lǐng)域的一個定義，也是學(xué)術(shù)界關(guān)於超導(dǎo)體的唯一一個共識。

至於理論方面的解釋，那就八仙過海各顯神通了。

……

梳理當(dāng)前超導(dǎo)體材料的研究現(xiàn)狀，只是龐學(xué)林的第一步，接下來，龐學(xué)林還要把自己從鄉(xiāng)村教師世界、黑暗森林世界以帶回的相關(guān)技術(shù)論文全部研究一遍。

鄉(xiāng)村教師世界，龐學(xué)林獲得了源自碳基生命聯(lián)盟的量子計算機技術(shù)；黑暗森林世界，他獲得的則是電磁軌道推進(jìn)技術(shù)以及空天飛機技術(shù)全套資料。

此前龐學(xué)林一直沒時間進(jìn)行仔細(xì)研究，因此，他需要閉關(guān)一段時間，將這些技術(shù)全部進(jìn)行消化吸收後，才能真正開始部署電磁軌道推進(jìn)技術(shù)以及空天飛機技術(shù)的研發(fā)工作。

而且，龐學(xué)林有百分之八十的把握，從這些資料中獲得室溫超導(dǎo)體的相關(guān)線索。

這天上午，龐學(xué)林剛抵達(dá)辦公室，就對左亦秋道：“小左，幫我看一下今後一週的行程安排。”

“龐教授，10月12日，也就是明天上午您要出席金龍集團(tuán)首座金龍電池工廠的落成儀式，後天江大龐學(xué)林?jǐn)?shù)學(xué)中心正式揭牌，您也得參加，10月15日到20日，是錢塘實驗室以及江城高等研究院集中面試時間，到時候會有超過一百位從全球各地趕過來的學(xué)者與您會面……”

龐學(xué)林沉吟片刻，擡頭道：“諾貝爾獎頒獎典禮是什麼時候？”

“12月10日。”

龐學(xué)林道：“幫我把從10月21日到12月8日這段時間空出來，這段時間我要閉關(guān)，不要讓任何人打擾到我。”

“閉關(guān)？”

左亦秋微微一愣，有些不解。

龐學(xué)林道：“我搞研究的時候不希望有人打攪。”

“哦。”

左亦秋臉上露出恍然之色，隨即，左亦秋又道：“對了，龐教授，上週您讓我聯(lián)繫的那位曹源博士，他下午抵達(dá)江城和您見面。”

“曹源下午到？”

龐學(xué)林臉上露出驚喜之色。

他找曹源，自然是爲(wèi)了超導(dǎo)方面的研究。

如果說這個世界上真有天才的話，那麼曹源無疑是其中之一。

甚至從某種程度上說，比起經(jīng)過基因優(yōu)化劑改造之前的龐學(xué)林，曹源是真正意義上的天才。

曹源是西川省人，從小就展現(xiàn)了過人的學(xué)習(xí)天賦。

因爲(wèi)天賦異凜，十一歲被深城的一所實驗中學(xué)看中。

在實驗中學(xué)中，他僅用三年時間就讀完了小學(xué)和中學(xué)全部的課程。

三年之後，十四歲的曹源以668的成績考進(jìn)了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班。

本科階段，曹源依舊成績優(yōu)異，獲得了中科大的郭沫若獎學(xué)金。

十八歲那年，曹源本科畢業(yè)，獲得了麻省理工的offer。

進(jìn)入麻省理工後，曹源雖然與自己想要進(jìn)的物理系失之交臂，卻意外進(jìn)入了麻省理工電氣工程系，跟隨導(dǎo)師Herrero讀博，然後在HERRERO手下對雙層石墨烯的相關(guān)特性展開研究。

二十二歲，曹源以第一作者的身份在《自然》雜誌發(fā)表兩篇關(guān)於石墨烯超導(dǎo)的文章，引發(fā)學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。

同年，曹源登上《自然》2018年度影響世界十大科學(xué)人物榜首的未知。

曹源後來的經(jīng)歷龐學(xué)林不太瞭解，這段時間他查超導(dǎo)方面的資料時，隱隱感覺到曹源的那個發(fā)現(xiàn)，對於他尋找一種具備普適意義的超導(dǎo)理論至關(guān)重要。

因此他託人問了下曹源的情況，這才知道曹源已經(jīng)是中科大的副教授，獨立帶領(lǐng)一個團(tuán)隊搞凝聚態(tài)物理方面的研究。

於是龐學(xué)林乾脆讓左亦秋聯(lián)繫上了曹源，希望能和他見一面。

他倒沒想到，曹源會主動趕過來。

下午兩點半，龐學(xué)林在辦公室裡見到了這位只比自己大兩歲的天才少年。

曹源中等個子，身材消瘦，帶著眼鏡，人看起來很精神。

兩人年紀(jì)相當(dāng)，又同屬於學(xué)術(shù)界的新生力量，很快就熟絡(luò)起來。

寒暄片刻之後，龐學(xué)林笑道：“曹教授，我這次之所以邀請你過來，是想問你一下，有興趣加入錢塘實驗室嗎？”

“加入錢塘實驗室？”

曹源微微一愣，臉上不由得露出一絲爲(wèi)難的神色。

他之所以在接到左亦秋的電話後，主動趕到江城，主要是對龐學(xué)林他們團(tuán)隊的大尺寸高純度單層石墨烯製備技術(shù)比較感興趣。

他也纔回國一年多，目前在中科大帶領(lǐng)一支團(tuán)隊搞石墨烯超導(dǎo)方面的研究，但中科大那邊製備石墨烯採用的是CVD外延生長設(shè)備，不管是純度還是缺陷，都和江大碳納米材料研究中心的石墨烯有不小的差距。

他還指望著能從龐學(xué)林這裡搞點高純度的單層石墨烯回去，卻沒想到龐學(xué)林打起了挖角的主意。

來錢塘實驗室工作，這個誘惑不可謂不大。

特別是柯頓·沃克和龐學(xué)林合作搞定鋰空氣電池後，學(xué)術(shù)界想和龐學(xué)林合作的人有如過江之鯽。

要是曹源回國之前，龐學(xué)林向他發(fā)出橄欖枝，說不定他當(dāng)場就答應(yīng)了。

只是現(xiàn)在他剛回中科大一年多，中科大那邊給他的福利待遇以及科研條件都非常不錯，而且他又是中科大培養(yǎng)出來的，對母校很有感情，龐學(xué)林突然向他拋來橄欖枝，他自然有些猶豫。

龐學(xué)林一眼就看出了曹源的心態(tài)，微笑道：“曹教授，我的意思不是讓你從中科大離職，而是我們錢塘實驗室和中科大一同合作，幫你共建實驗室，當(dāng)然，你同時也算是我們錢塘實驗室的一員。我唯一的一點要求就是，希望你能按照我給出的相關(guān)理論分析，幫我尋找碳納米材料領(lǐng)域可能存在的超導(dǎo)體。”

“啊？”

曹源微微一愣，連忙點頭道：“當(dāng)然沒問題！我回去之後馬上找校領(lǐng)導(dǎo)提一下，我想我們學(xué)校應(yīng)該會很有興趣和錢塘實驗室的合作。”

“那就好！”

Wωω ★T Tκan ★￠〇

龐學(xué)林笑了起來。

根據(jù)他所知，2014年曹原就加入了Pablo Jarillo-Herrero在麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊，該團(tuán)隊當(dāng)時已經(jīng)開始進(jìn)行將碳片層堆疊和旋轉(zhuǎn)至不同角度的嘗試。

曹源的主要工作是考察在堆疊的雙層石墨烯中，如果將其中一層相對另一層旋轉(zhuǎn)極小的角度後會發(fā)生什麼。

根據(jù)一種理論預(yù)測，這種扭曲會極大地改變石墨烯的行爲(wèi)，但許多物理學(xué)家對此持懷疑態(tài)度。

曹源決心創(chuàng)造出這種以微妙角度扭曲的雙層石墨烯，並發(fā)現(xiàn)了一些奇異的現(xiàn)象。

對石墨烯施加微弱的電場並冷卻至絕對零度以上1.7度時，會讓能導(dǎo)電的石墨烯變成絕緣體。

然後只需稍微調(diào)整一下電場，扭曲的雙層石墨烯就能成爲(wèi)一個超導(dǎo)體，讓電子實現(xiàn)零電阻流動。

從龐學(xué)林瞭解到的情況來看，曹源在這個實驗中，用原創(chuàng)的方法先將單層石墨烯撕裂，組成方向相同的雙層石墨烯，並在此基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)校準(zhǔn)。

此外，他還通過調(diào)整低溫系統(tǒng)，達(dá)到了能讓超導(dǎo)態(tài)更爲(wèi)顯著的溫度。

事實上當(dāng)時凝聚態(tài)物理學(xué)界，同樣也有團(tuán)隊注意到了轉(zhuǎn)角1.2左右的時候雙層石墨烯體系的鞍點會降到費米麪附近，而且緊束縛的結(jié)果和試驗結(jié)果明顯不符，這也意味著體系存在強關(guān)聯(lián)。

但沒人想到對這個體系進(jìn)行降溫，並且做輸運。

由此可見曹源的這份工作並非源自運氣，而是實力使然，他們實驗做的很細(xì)緻，也非常清楚自己的預(yù)期。

而且曹源強大的動手能力，也成爲(wèi)這項成果的關(guān)鍵所在。

這也是他能夠成爲(wèi)那兩篇論文一作的主要原因。

這樣一位天賦實力俱佳的實驗物理學(xué)家，正是龐學(xué)林需要的合作對象。

接下來，龐學(xué)林和曹源又聊了一下超導(dǎo)方面的議題，就幫他擴充實驗室設(shè)備以及相關(guān)團(tuán)隊達(dá)成了一致意見，當(dāng)天晚上，龐學(xué)林還專門讓左亦秋預(yù)定了一家酒店宴請曹源，兩人相談甚歡。

至於後續(xù)與中科大的一些接觸以及具體合作內(nèi)容，龐學(xué)林就交給手下的團(tuán)隊去處理了。

在出席完首座金龍電池工廠落成典禮以及龐學(xué)林?jǐn)?shù)學(xué)研究中心的揭幕後，龐學(xué)林又花了五天時間，面試了一百多位希望入職錢塘實驗室以及江城高等研究院的學(xué)者，然後開始進(jìn)入閉關(guān)狀態(tài)。