说到超导中国在相当长的一段时间里，落后美西方半个世纪。
但人类开展超导研究一百多年以来，美西方一直徘徊在低温超导的范畴，而高温超导在他们看来是不可能发生的。
一位来自中国的科学家赵忠贤却偏不信这个邪，于是百余年的超导研究中，高温超导迎来了两次重大突破。
至此中国也一跃站在了这个领域的前列，拉平甚至是超越了国外同行。
而新中国成立七十五年之际，赵忠贤也被国家授予人民科学家的荣誉称号。
那么今天就围绕高温超导，以及赵忠贤这位人民科学家来说一说。
超导
对于超导的概念，很多人很熟悉，它指的是一种材料低于一个温度值之后，表现出了电阻为零的现象。
但很多人并不了解超导的其他特点，当一种材料具备超导现象的时候，电阻不仅为零，而且它还具备完全抗磁性，磁通量子化。
什么是完全抗磁性？
它指的是，材料一旦出现超导现象，那么这种材料就具备了完全排斥磁场的特性。
这是一个非常有益的特性，因为地球本身就是一个磁体，磁体无时无刻不在营造出一个磁场环境，用来排斥危害动植物的宇宙射线。
但这种磁场环境也让一些科学技术左右为难，因为没办法排斥磁场，就没有办法解决磁场施加的力作用，让很多技术无法实现。
所以科学家们研究超导，不仅仅看中了它电阻为零的现象，更是看对了它的完全抗磁性。
而磁通量子化又指的是什么呢？
这个解释起来有些复杂，就不做解释了，但可以说说它的应用范围。
比如量子通讯、量子计算、量子精密测量等等，都会使用磁通量子化这个特性。
所以在量子领域，超导器件是不可或缺的零件。
而超导材料的研究，关系着即将发生的工业规模的命脉。
不说超导的量子领域的应用，就说电阻为零的特点。
预计到2030年的时候，数据中心的耗能就可以占据全球用电量的三成。
而大部分的能耗都消耗在了电力消耗过程中产生的热量上，甚至为了处理这些热量，还得打造制冷处理系统。
对于制冷处理系统，不知道的人会不以为意，事实上它同样占了大头。
比如一个数据中心的建筑成本费用占据总成本的76％，但在这个成本中，制冷系统的建设成本就占据了21％。
仅仅从这个建设成本上，就能看出制冷系统的耗能将是多少？
甚至能想象到整个数据中心所产生的热量是多么的恐怖？
一旦超导材料突破，可以在常温中实现，那么制冷系统还需要吗？而耗能也必然会降低很大一个台阶。
超导的历史
荷兰的一位物理学家，叫海克.卡莫林.昂内斯，他在1882年的时候，成为了荷兰莱顿大学的物理教授，以及物理实验室负责人。
作为一间实验室的负责人，昂内斯将领域定在了低温物理学，而他获得低温的手段主要是液化气体。
要知道在1882年的时候，氢气和氦气科学家们还没有找到液化的方向。
到了1904年的时候，昂内斯不仅创办了更大的低温实验室，还建立了大型的液化气工厂。
随后他带领着研究团队把氧气液化、然后是氢气。
到了1908年的时候，昂内斯动手又将氦气进行了液化。
这次液化，也让他突破了当时的人造低温纪录，达到了4.2K也就是零下二百六十九度的低温。
随后昂内斯又再接再厉，将液氦继续液化，又得到了一个更低的温度1.5K。
这些成果让他有了绝对零度先生的称号。
但到了1911年的时候，昂内斯想要进行低温纯金属的电性分析研究，于是他将汞放入到液氦中，成功的将汞的温度控制在了4.15K的程度上。
然后惊奇的一幕出现了，这个时候的汞居然电阻没了。
在当时，关于电阻和温度的关系有着两种猜测。
其一，有科学家认为，当达到绝对零度的时候，电子通过导体流通的现象将停止，简单的来说就是电阻会变的无穷大。
其二，另一部分科学家认为，当温度持续下降的时候，导体的电阻也会随之下降，甚至降到零。
这两派的科学家谁也没能说服谁，因为双方并没有能力拿出实际的数据进行证明。
而昂内斯的这次纯金属低温条件下电性分析，其实也是冲着这个目的去的。
这次实验也证明了第二种说法是正确的。
至于导体电阻在低温条件为零的这个现象，被他叫做超导现象，因此他也获得了1913年的诺贝尔物理学奖。
如今昂内斯当年创办的低温实验室，也成为了世界低温物理学的研究中心。
随着科学家们对超导现象的不断认识，在1933年超导现象对磁场完全排斥的现象也被找到。
这也让人们了解了超导现象，并不仅仅受低温制约，还受到磁场的制约，当外部磁场大于一个临界值的时候，超导性就会被完全破坏掉。
关于超导的研究，至此开始快速的发展起来，尤其是五十年代以后，两三年之间就会出一个重要的成果。
这些成果中，需要说明的是1965年，美国一位叫威廉.麦克米兰的科学家，研究出一个超导临界温度的试验公式。
以此推断出，常规超导体存在一个40K（零下233度）的临界温度上限，简单的说就是超导临界温度不可能超过40K，这个结论也得到了国际学术界的认可，所以在超导领域中40K这个温度被叫做麦克米兰极限。
而中国的科学家，就是在超过了这个温度之后，找到了超导体，这种超导体也就被叫做高温超导体。
纵观整个超导研究的历程中，直到1987年的时候，这才出现了中国科学家的身影。
而这个时候，超导已经发展了七十六年的时间，中国落后了世界五十年的时间。
中国超导
说道中国超导，绝对避不开赵忠贤，他是中国乃至世界超导领域的传奇人物。
他在1959年考取了中国科学技术大学的技术物理系，毕业之后就被直接分配到了中国科学院物理研究所，而研究的项目就是超导研究。
到了1973年的时候，他还被派到了英国剑桥大学进行进修，至此他也摸到了世界超导领域的前沿。
谁能想到，进了超导这个门，赵忠贤就再也没有机会跨出这道门了。
他也说过，他这一辈子就做了这么一件事，很高兴，也不枯燥。
而他最大的乐趣和不枯燥就是挑战超导的不可能。
上文说了国外对超导的研究，有一个临界值，温度不可能超过40K，以至于为这个临界值起了个名字叫麦克米兰极限温度。
赵忠贤从国外学成归来，不可能不知道这个极限温度，但回国后，他研究的领域还就是超过这个极限温度找到适合的超导体。
而且还为此发表文章——《超导临界温度可以达到40K至55K》。
何其大胆的研究方向，所以遭受质疑也是在所难免的。
当然面对的困难也是艰难的，以至于很长一段时间都没有什么头绪。
到了1986年的时候，已经四十五岁的赵忠贤在翻越国际相关论文的时候，发现了一篇欧洲科学家发表的论文。
内容是关于铜氧化合物，在35K温度时候存在超导性。
这篇论文并没有在超导领域中激起什么水花，甚至看到这篇论文的科学家都认为这不可能。
但这篇论文上的观点与赵忠贤1977年发表的论文，有相同之处。
有句话说得好，它山之石可以攻玉。
阅读这篇论文之后，赵忠贤也有了些想法，于是组织起了一个研究团队，开始对铜氧化合物进行超导研究。
方向对了，那么就只剩下一个，坚持，一直坚持下去，直到看到胜利的曙光。
而在见到曙光之前，科研上只有一张冷板凳可以坐了。
坐上了冷板凳，也就意味着很多条件就不会具备。
这一路走来，赵忠贤从没有设备、没有团队、没有经费开始的，最初的他只能自己打造团队，只能自己购买设备，而且为压缩开支还只能购买二手的。
就这么一台二手的设备，还得五个教授轮流使用。
就是在这种条件下，1987年赵忠贤终于迎来了他的成果，一举推翻了国际认可的传统理论麦克米兰极限温度，造出了超过40K温度的超导材料。
最关键的是，过去制造超导的液氦，也被他换成了液氮。
这两者之间最大的差别就是价格，毕竟氦气是稀有气体，而氮气空气中到处都是。
到这个时间点上，赵忠贤已经在这个领域中摸爬滚打了十年的时间。
这个成绩出来之后，当年的美国物理学年会，特邀五位科学家进行演讲，赵忠贤成了其中之一。
谁能想到，这项研究成果是赵忠贤用二手设备造出来的。
在这个成果之中需要说明一点，赵忠贤不仅突破了40K，而且还发现了77K的超导迹象。
对于77K超导迹象，国外的科学家都在质疑赵忠贤的发现。
因为他们按照赵忠贤的实验过程，重复实验之后，并没有看到77K超导现象。
以至于这些国外科学家质疑，甚至给赵忠贤打电话，写信，来询问这件事。
对于这件事，赵忠贤一开始也不明白是怎么回事。
经过反复的思考和实验，赵忠贤想到了其中的原因，是杂质。
赵忠贤使用的原料纯度没有国外的高，这才造就了他发现77K超导迹象，而国外的科学家却重复不出他的实验。
于是他在实验中故意引入各种杂质，找到了发挥作用的杂质，并成功的将钡钇铜氧超导现象的临界温度提升到了93K。
也就是在这个实验中，将液氦替换成了便宜好用的液氮。
这算是赵忠贤人生的一个里程碑。
但他没有就此停步，而是向超导领域的另一个不可能发起挑战，在超过40K的温度上找到无铁基超导材料。
要知道这项研究在国际上早就有定论，是不可能完成的，甚至被列为了禁忌。
2008年的时候，赵忠贤突破了这项禁忌，不仅发现了一系列50K以上的铁基高温超导体，还将这一温度拉高到了55K。
以这个成果为基础，2016年的时候，中国科研人员研制出了全球首根百米级铁基超导长线。
成果一出来，立即轰动了世界。
这就像是平静的湖水中丢了一块大石头一样。
因为这项成果，意味着铁基超导材料即将从实验室走向工业化生产。
再看看其他国家，铁基超导材料制作的导线还都处于米级水平。
总结一下：
1987年赵忠贤出了第一个成果撼动世界，这个时候他已经四十六岁，对于科学家来说这个年龄不老，但也不年轻了。
在科学界有一个不成文的说法，科学家的科研寿命其实很短，在创出一个高峰之后，就会趋于沉寂。
但谁也没有想到，二十年后，在2008年的时候，赵忠贤能够再创辉煌，而这个时候他的年龄已经有67岁了。
八年后，中国以这个成果为基石，破纪录的将铁基超导导线拉长到了百米级。
很难想象当年赵忠贤进军高温超导领域的时候，会有这样的结果。
他更不会想到初入这个领域之后，会是足足十年的沉寂期。
很少有人能在十年中默默无闻的坚守，况且这十年还一直坐着冷板凳。
也就是这十年的时间，让他硬生生的将冷板凳给坐热了，从而也让他成为了中国科学院院士中国高温超导研究奠基人之一。
