远在1911年就有人做过试验，把一个水银柱的温度逐渐降低到摄氏零下268.85度，也就是低到接近绝对零度（相当于摄氏零下273度），突然之间他发现那水银柱的电阻变得一点也没有了。若干年后又有人做了一个铅环圈，他把环圈的温度降到差不多同样低，便发现只要一次在圈儿里感应了微小的电压，就会有循环不断的电流自己流好几天。这些试验把人们领到了谜一样的境界，许多人问：如果真正到了绝对零度，许多东西的电阻是否都是零，或者说它们的电导究竟是否都是无穷大了呢？
这个问题很难回答，因为绝对零度是很难得到的。物理学家给绝对零度做过解释：把热加到物体内，它的温度就升高；相反的，把热从物体里取出来，它的温度就会降低。物体内都有热量时，它里面的原子和电子都是在不停地运动着，倘若真把全部热量从物体里取出，一切运动就会停止下来，这就是“绝对零度”的境界。
获得绝对零度的努力似乎曾经比什么都更迫切地在全世界许多试验室进行着，一两年前人们已经达到了0.001°K（K表示以绝对零度为零度——也就是-273℃——开始计算的温度），据说一两年后从技术条件来看，大有可能达到0.000,001°K。
若干年来人们在尽可能得到的低温下做了不计其数的试验。首先，他们重复了1911年前人所做过的水银柱的试验，以更精确的测量技术证实了水银的电阻确实在4.15°K是一转折点；一到这里它的电阻就突变为零，而不是随着温度的下降渐趋于零；还有21种金属和许多合金的电阻都是在17°K以下各有直落到零的转折点，而导电最佳的金属如金，银，铜等的转折温度反落在这些金属的下面，直到0.05°K还不见出现，其中铜的电阻在极近于绝对零度时反又上升。另有许多金属的电阻在50°K开始迅速下降，到15°K便降低为它在0℃时的百分之三，并有必须到0°K才会达到零电阻的趋势。还有些金属的电阻，达到极低值后就趋于稳定，不再随温度而降低。最后，各种半导体和绝缘物的电阻，如所预料，都是随温度的降低而增大。
这些实验，把人们的兴趣由绝对零度的追求引到了上述的“转折点”。因为许多金属和合金的电导在这里就已经变成为无穷大，也就是达到了人们最感兴趣的“超电导”的状态了！“超电导”就是零电阻，显然它并不都是出现在真正的绝对零度。
科学家们进一步做了许多研究超电导现象的试验，例如直流电流的集肤现象就是一个例子。
集肤现象，以往总认为是交流电流所特有的现象。事实上当电导趋于无穷大时，只有导体的电感起阻挡电流的作用，即使频率快降到零——接近直流，除非导体内部没有磁力线，还不能最大限度地免除受电感的影响，因此直流电流便有走导体表面通过的趋势，结果应当是：在超电导状态下的金属导体内部，既无磁流也无电流！
为了证明直流集肤效应，有人做过这样的试验：在一个铅制的圆筒上用铜线绕上初级和次级线圈（图2），在未到铅的转折温度以前，初级线圈是有电感的，每次启、闭电路时，它对邻近的次级线圈便有互感作用，并可用一个串联在次级线圈里的灵敏电表指示出来。倘若当初级线圈里有电流时，把铅筒的温度下降到铅的转折温度，电表指针就发生跳动，正像初级线圈的电路断开的情形一样，而实际是这时磁力线都不能继续通过铅筒的表现。以后再断开初级线路，指针也不再跳动。
还有人拿一条磁铁悬在一个铅锅上（图3），当铅锅达到超电导状态时，由于磁力线不能继续伸入和穿过铅锅往下扩展，它们就向上伸张，结果便把一条磁铁凭空举了起来。
超电导可以完全消灭导体内部磁流和电流的现象，确实是惊人的发现。人们终于在宇宙间找到了某些场合，可以完全免除电和磁的侵扰！如果能够方便地加以利用的话，也许会有意想不到的效果出现。
实际上利用超电导颇有困难。就拿对付我们通信和无线电广播里的一种可怕的潜伏的敌人——噪声——来说，凡是金属导体里都有热噪声，各种真空管和半导体晶体管里都有噪声电压和电流。如果我们能够把它们都放在液体氦（4.2°K）里，导体里的噪声虽被消除了，但对于晶体管消除噪声的作用不大，而真空管的灯丝必须加热，它的较大的噪声始终无法避免。
利用超电导在谐振线路里产生高到10,000,000的Q值是比较容易实现的。
有人设想做一个微小的发电机，把它放在液体氦里，就可能产生大到无可再大的电流。可是电流的无限增大是有限制的，这样在导线四周将有无限大的磁场——超磁导——出现，它会产生巨大的扭转力使发电机停止工作。还有一个特殊的现象, 就是在超磁导的作用下，超电导立刻就会消失，导体的电阻立刻出现,结果导线便被熔化了。有人用超电导（3.73°K）的锌线做过试验，当导线上的电流超过一定限度时，锌线的温度立刻上升到505°K，接着锌线便熔化。
关于磁场对于超电导的影响，人们还没有做出十分正确的解释，最初以为它对于利用超电导只有限制作用, 但不久就又有了新的发现。试验证明，在磁场的作用下，转折温度将被降低。例如7°K的铅是在超电导状态，若加40高斯的磁场，就可以把它变为有电阻状态。这种从无到有的状态变化，是导电性能的巨大变化。我们把产生磁场的电流叫做控制电流，因此很小的控制电流就可以使铅改变状态，在线路里起着有巨大差别的作用。有一种“冷子管”（如图4），就是根据这种原理而设计的，不过它所用的金属不是铅而是钽，所用的控制线圈是用铌线绕制的。这两种金属的特点是钽容易受较弱的磁场而改变状态，因此使控制灵敏；而铌则容易维持在超电导状态，因此保证了控制电路不消耗电能。
冷子管的作用，可以认为是一个开关或继电器，但它比继电器小巧，省电。在电子计算机中，由于需要大量的开关电路，这种冷子管特别有用，这里它起着“门”的作用。钽线在超电导状态下门开，任何与它并联的电路立刻被它完全短路，哪怕那些电路只有极其微小的电阻，也不会再有电流。用许多冷子管的组合，可以构成极其复杂的计算电路。据称用冷子管做的一部十位电子计算机，只占一立方尺的体积，并只消耗半瓦的电功率！
我们可拿图4的线路为例说明“门电路”的作用。这里有两条并联的电路。上面的电路里有冷子管G\(_{0}\)，G2和G\(_{3}\)的控制线圈串联，下面的电路里有冷子管G1，G\(_{2}\)的控制线圈和G3串联。假设最初上面的电路里有电流，因此G\(_{3}\) 是在有电阻状态，而其他一切包括控制线圈在内都在超电导状态。若这时在O处流入一电流脉冲，使G0变为有电阻状态，由于G\(_{0}\)和G3均有电阻，总电流I将在这两条电路里重新分配，使G\(_{3}\)的控制电流减小，于是G3恢复到超电导状态，总电流将立刻完全流入下面电路，使下面电路通电而同时上面电路不通电。同理，以后在1处流入一电流脉冲，将会使情况相反，即上面的电路通电而下面的电路又不通电。这里我们实际上是用了极其简单的两条线，完成了以往极其复杂的来回开关电路所做的同样的工作。对电子计算机或控制线路讲这种优越性是非常宝贵的。
今天，人们对绝对零度的追求虽还没有停止，但最大的兴趣却已经转到了超电导的应用上。如果能找到某种转折温度并不太低的导体，那对于计算电路和自动控制电路的改进就会起到更好的作用。利用超导电体电阻消失的性能，有人设计了量度极微弱的热辐射和很微小的电压的仪器；并且由于利用超导电性能获得极高的灵敏度，也开辟了寻找雷达的新部件或其他灵敏的电子器件的另一新途径。目前我们还很难断言，超电导在其他方面的应用是否就永远没有多大的可能性。（本文取材于Wireless world 1957年第7期）（沈肇熙）