《科学之光-量子神奇》的第二讲由教育部长江学者特聘教授、美国物理学会会士、南京大学超导物理与材料研究中心主任闻海虎教授主讲。本次课程为同学们讲述了超导研究五次获得诺贝尔奖的经过，深入浅出地介绍了超导物理的基本原理和神奇特性，尤其是为同学们展现了物理学所具有的美感，闻教授的讲座进一步增加了同学们对于物理前沿的了解和对物理学的兴趣。
图1 闻教授在向同学们授课
闻教授的讲座以《从超导的五次诺贝尔奖看物理学之美》为主题，分为超导的发现、BCS理论、隧道效应和约瑟夫森效应、金兹堡—朗道理论、氧化物超导体和展望六个部分。首先，闻教授详细讲述了超导现象的发现的经过，Onnes 的小组在把氦气液化了以后，在一次偶然的实验中发现了汞的超导现象，闻教授通过这个例子指出，科学研究是充满了意外发现之美的，而超导的发现既美，又非常有用，闻教授列举了超导的几个应用，像超导磁悬浮列车、核磁共振、超导滤波器、无损耗电缆等，同学们都对超导器件所具有的优良性能非常惊讶；接着闻教授开始论述金属和合金超导材料的超导机理，即BCS理论，通常电子电子之间是相互排斥的，不可能成对，但是Bardeen、Cooper和Schrieffer三个人却大胆的指出，在晶格的帮助下，电子电子之间可以是相互吸引的，三个人以此为基础创立了BCS理论，解释了一大类材料的超导行为，闻教授通过这个例子指出科学研究中经常要有一些奇思妙想，充满了突破常规思路之美；在论述隧道效应和约瑟夫森效应的时候，闻教授特别强调了微观粒子和经典粒子是不同的，需要用波函数来描述，波函数有一个重要的性质就是含有相位，并由此产生了很多有趣的效应，这就是量子和相位之美；接着为了研究超导体在强磁场中的行为，闻教授向同学们介绍了金兹堡—朗道理论，这个理论预言了磁通在超导体中是量子化的，金兹堡—朗道理论是以对称性的分析为基础的，相变往往伴随着对称性的破缺，超导也是一种相变，也对应一个自发对称性的破缺，闻教授通过这个例子向同学们展示了对称性破缺之美；尽管BCS理论可以解释金属和合金超导体的行为，但是对于非常规超导体，人们仍然无法理解它们超导的机理，比如铜氧化物超导体，对于这种材料，闻教授着重讲述了其发现的经过， Müller和Bednorz认为既然电子之间可以通过交换声子配对，而在八面体结构中容易出现极化子的激发，电子能否通过交换极化子配对呢？他们一直抱着这种想法，在一次学术会议上他们偶然看到了一种合适的材料，回去后很快他们就发现了铜氧化物的超导，这就是科学研究中的创新之美，闻教授以此为例鼓励同学们时刻保持一个有准备的头脑，才有可能做出创新性的工作。
图2 认真听讲的同学们
最后闻教授指出中国在超导研究方面已经走在了世界的前列，并鼓励大家从事超导方面的研究工作，努力摘取这个凝聚态物理“皇冠上的明珠”。（物理学院 王千义）