1926年02月21日
100年前
历史上的今天：超导发现者卡末林昂内斯逝世
海克·卡末林·昂内斯（HeikeOnnes，1853年9月21日－1926年2月21日），荷兰物理学家，超导现象的发现者，低温物理学的奠基人。1853年出生于荷兰的格罗宁根，1894年创建了莱顿大学低温物理实验室，建立了大型液化气工厂，1904年液化了氧气，两年后又液化了氢气，并在1908年7月10日首次液化了氦气，以-269°C(4K)刷新了人造低温的新纪录。1911年由于对物质在低温状态下性质的研究以及液化氦气，昂内斯被授予诺贝尔物理学奖。1923年，昂内斯退休，1926年在莱顿逝世。为纪念他，莱顿大学物理实验室1932年被命名为“卡末林·昂内斯实验室”。
历史回响：1926年2月21日，低温物理巨匠卡末林·昂内斯与世长辞
1926年2月21日的荷兰莱顿城，凛冽北风裹挟着科学界沉痛的哀思。当晨雾尚未散尽，低温物理学奠基人、超导现象的发现者海克·卡末林·昂内斯在实验室旁的寓所中悄然离世，享年七十二岁。这位被后世敬称为“绝对零度征服者”的科学家，用毕生心血叩开了物质在极限温度下的神秘殿堂，为人类叩响量子时代的大门埋下了关键伏笔。
一、从谷物商人之子到科学革命先驱
1853年9月21日，昂内斯诞生于荷兰格罗宁根一个世代经营谷物贸易的家庭。当同龄孩童在码头追逐货船时，少年昂内斯却痴迷于观察露珠凝结、霜花绽放的自然奇观。这种与生俱来的好奇心驱使他突破家族传统，考入格罗宁根大学物理系。在著名物理学家彼得·赖克的指导下，他以《地球自转对大气环流的扰动效应》的突破性研究获得博士学位，却未满足于理论推导的成就。
1883年，当德国工程师林德成功液化空气的消息传来，昂内斯眼中闪烁着炽热的光芒。他毅然变卖家产筹集资金，在莱顿大学地下室搭建起简陋的低温实验室。这个最初仅能维持-150℃的“冰窖”，却孕育着改写物理史册的壮志。为攻克氢气液化难题，他亲自设计多级压缩制冷系统，在无数个寒夜里守候着温度计的微小波动。当1898年氢气首次在实验管中凝结成液滴时，这位三十五岁的科学家在日记中写道：“我们终于推开了通往绝对零度的第一扇门。”
二、莱顿实验室：工业革命与科学探索的交响诗
1894年，昂内斯主持建造的低温物理实验室在莱顿大学落成。这座融合哥特式尖顶与工业管道的建筑，堪称十九世纪末最震撼的科学圣殿。地下三十米处，由铸铁打造的液化气管道网络纵横交错，连接着三台巨型蒸汽压缩制冷机，每小时可消耗两吨煤炭维持-200℃的低温环境。实验室穹顶镶嵌的十二块巨型水晶玻璃，既可引入自然光照明，又能通过棱镜折射监测大气压力变化。
最令人惊叹的是实验室的“心脏”——氦液化装置。这套由昂内斯亲自设计的级联制冷系统，包含九个不同温度梯度的压缩腔室。当氦气在高压下流经液态氢冷却的铜管时，会经历三次相变过程。为精确控制每个环节的温度波动，昂内斯发明了铂金电阻温度计，其精度达到0.001℃，这项技术至今仍是低温测量的金标准。
三、征服氦气：突破绝对零度的终极挑战
1906年深秋，当昂内斯团队将氢气成功液化时，实验室里爆发出经久不息的掌声。但这位永不停歇的探索者很快将目光投向更艰巨的挑战——氦气液化。这种在标准大气压下沸点仅4.2K的“惰性之王”，如同科学皇冠上的明珠，让全球顶尖实验室望而却步。
为攻克这个世纪难题，昂内斯组建了由物理学家、机械工程师和玻璃工匠组成的跨学科团队。他们改造了莱顿运河边的旧船坞，安装了直径三米的巨型蒸汽轮机。为获得足够强度的真空容器，昂内斯与玻璃匠人反复试验，最终用硼硅酸盐玻璃吹制出能承受25个大气压的球形实验舱。1908年7月10日凌晨三点，当温度计指针突破4.2K临界点时，实验管中突然泛起银白色的液态光泽。昂内斯颤抖着在实验记录上写下：“我们见证了上帝的眼泪。”
四、超导奇迹：意外开启的量子新纪元
液氦技术的突破为昂内斯打开了研究极限温度物质性质的新维度。1911年4月8日，这个注定载入史册的日子，昂内斯像往常一样将汞柱浸入液氦浴中。当温度降至4.2K时，电流计指针突然停止摆动——电阻消失了！这个违背所有经典物理认知的现象，让实验室陷入死寂般的震惊。
昂内斯连夜重复实验，确认这种“零电阻”状态并非仪器故障。他创造性地设计出持续电流实验：将超导环置于液氦中，发现电流可以无损耗地循环数年之久。这项发现彻底颠覆了人们对金属导电机制的传统认知，为后续库珀对理论、BCS理论的诞生奠定了实验基础。1913年诺贝尔奖颁奖词盛赞：“昂内斯不仅发现了超导电性，更创造了研究物质极限状态的新范式。”
五、科学遗产：从实验室到改变人类文明
昂内斯的离世并未中断低温物理的蓬勃发展。1932年，莱顿大学将其实验室更名为“卡末林·昂内斯实验室”，这座科学圣地至今已培养出十二位诺贝尔奖得主。而超导技术的突破，更在二十世纪引发了三次科技革命：
在医疗领域，1977年超导磁体首次应用于MRI设备，其强大的磁场使人体组织成像分辨率提升百倍，让医生得以“透视”大脑神经网络。2023年最新型的7T超导MRI，甚至能捕捉到单个神经元的电活动。
能源革命方面，2008年启用的ITER核聚变装置，其18个超导磁线圈产生的磁场强度是地球磁场的五百万倍，为可控核聚变研究提供了关键支撑。科学家预测，当超导技术突破液氮温区后，全球电网损耗将从7%降至不足0.1%。
交通领域正经历着超导磁悬浮带来的变革。2021年，中国“复兴号”智能动车组搭载高温超导磁悬浮系统，在真空管道中创下620公里/小时的陆地交通纪录。这项技术若实现商业化，北京到上海的行程将缩短至一小时以内。
六、科学精神的永恒光芒
昂内斯的一生，是个人智慧与集体协作的完美典范。他不仅以惊人才华突破科学边界，更通过建立开放实验室、培养跨学科团队、推动产学研融合，为现代科研体系树立了不朽丰碑。在1913年诺贝尔奖颁奖典礼上，这位白发苍苍的科学家深情告白：“真正的科学探索，始于对未知的敬畏，成于对细节的偏执，终于对真理的永恒追寻。”
今天，当我们接受MRI检查、乘坐磁悬浮列车、甚至凝视夜空中的人造卫星时，都应铭记这位在极低温中追寻真理的先驱。他的名字与超导现象一起，永远镌刻在人类探索宇宙奥秘的征程中，如同液氦中永不衰减的持续电流，照亮着科学前行的道路。
历史上的今天
