零电阻的第一课

太空蓝领学校的材料安全第一课，田中航没有讲任何公式，他带来了一只保温瓶、一块磁铁和一小片黑色的圆盘。

那是二〇四二年九月的一个下午，在日内瓦郊外那座废弃的火车修理厂里，长长的车间被隔成一间间教室，墙上挂着舱外服、焊枪和一块写满公式的黑板。坐在他面前的是这一期分科学习的八十个学员，来自二十三个国家，有三十出头的老焊工，也有刚拿到证书的年轻人，每个人面前都放着一只印着磁盾署标志的搪瓷杯。田中站在讲台前，把保温瓶放在桌上，把圆盘放在一个小小的泡沫托盘里，没有开场白。

"请大家看一看这个盘子。"他说，"它是一种陶瓷，黑色的，有一块钱的硬币那么大。在常温下它有电阻，也很脆，掉在地上会摔碎。"

"那有什么特别？"后排一个声音问。

"特别在它冷下来之后。"

他拧开保温瓶的盖子，一股白色的冷雾涌了出来，在桌面上缓缓地流淌。他用一把塑料镊子夹起圆盘浸进瓶里的液氮，圆盘在冷雾里沉了几秒，发出轻轻的嘶嘶声。然后他把它夹出来放回泡沫托盘里，又拿起那块磁铁，一块很小的银灰色的钕磁铁，放在圆盘的上方，松开镊子。

磁铁没有落下去。它悬在圆盘上方一厘米的地方一动不动，像被一只看不见的手托着。

车间里响起一阵很轻的惊呼。有人站了起来，有人伸长脖子，有一个年轻的巴基斯坦焊工小声用乌尔都语说了一句什么。田中用镊子的尖端轻轻拨了一下磁铁，磁铁在半空里转了一圈，又稳稳地停住，依旧悬着。

"这是超导。"他说，"请记住这个词，因为接下来的两年里你们每天都要和它打交道。"

"它为什么会飘起来？"

"这个问题问得很好。"田中看着那个年轻的焊工，"你叫什么名字？"

"阿齐兹。"

"阿齐兹，你听说过电阻吗？"

"听说过。电线会发热是因为有电阻。"

"对。电流在导线里流动的时候会不停地撞到原子，每一次撞击都会损失一点能量，变成热，这就是电阻。"田中拿起粉笔在黑板上画了一根波浪形的线，"可是有一种材料，在温度低到一个很低的地方之后，电阻会突然消失。不是变小，是变成零。如果闭合回路、接头和冷却条件都保持，电流可以持续流下去，衰减小到很难测出。"

"一直不变？"

"还要保持完整的超导回路。我们做过实验，一个超导环里的电流转了两年半，没有任何可测量的损失。"

教室里一片沉默。一个年纪很大的德国老焊工慢慢举起手，问："田博士，如果电阻是零，那为什么磁铁会飘？"

"因为磁铁靠近它的时候，圆盘里会自己产生一些电流，这些电流产生的磁场恰好把磁铁推开，一点也不浪费。"田中把手伸到圆盘上方做了一个托举的动作，"你看见的稳定位置，还与这种材料里的磁通钉扎有关。它限制磁通移动，给位置变化一个恢复作用；这与零电阻是相关但不同的现象。"

"什么钉扎？"

"你可以想象圆盘里面有很多很小的钉子，把磁场的线钉在一个位置上，磁铁一动，钉子就拉住它。"他笑了笑，"这个演示能帮你们认识材料，但磁盾的永久环流、临界电流和失超，不能只靠看一块磁铁飘起来就理解。"

接下来的半个小时他回答了三十几个问题。有人问为什么要用液氮而不是别的东西，他说因为液氮便宜，每升只要一块钱。有人问超导环里的电流能不能一直保持，他说接头、冷却和工作场都要持续检查，正常运行也要测衰减，不是断开外部电源就可以不管。有人问超导会不会有一天坏掉，他想了想说会，坏掉的那一刻有一个名字，叫失超。

"失超？"阿齐兹皱着眉。

"就是它忽然不超导了。"田中的声音低了下来，"原来电阻为零的地方一下子有了电阻，电流撞着原子，把储存的磁能一下子变成热。那就像一只被拉满的弓，弦忽然断了。"

车间里的人都不说话了。有人在下面小声问那会怎么样，田中沉默了几秒，说按早期孤立单匝估算，自感能量是数千亿焦耳，约百吨***的能量量级；这只是量级类比，不是说失超会像炸药一样爆炸。一百匝靠近以后还有互感，不能把一匝乘一百当成整座储能，完整矩阵预算会大得多。

"比简单相加还大？"阿齐兹的声音有点发颤。

"所以要尽力防失超，也要按失超真的发生来设计泄放和隔离。"田中说，"你们得识别预兆，报告异常，不能指望一个人一直盯着就没有事故。"

他把圆盘从托盘里夹起来放在桌面的冷雾里。几分钟之后它升温到了一个临界点，那块悬着的磁铁忽然轻轻地落了下来，啪嗒一声落在圆盘上，滚了半圈，停住。

"看见了吗？"田中说，"它刚才的飘是冷给的，冷一走它就掉了。超导是一种很娇贵的东西，它需要被保护，需要被照顾，需要有人在它旁边一直看着。我们现在要造的这个东西，一圈有一万八千八百多公里，一百圈，需要三千个人在它旁边一直看着。"

他把粉笔放下，拍了拍手上的灰。

"这就是你们的工作。焊接、维修、测量和报告，每一项都在守住余量。它不是不能碰，而是每一次动作都得知道自己会改变什么。"

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