高翔宇

科技高能量

科幻電影《阿凡達(dá)》不僅給我們帶來了震撼的視聽享受，也為我們構(gòu)想出一個(gè)奇幻的懸浮世界。

一座座懸浮在云端的哈利路亞山，山上爬滿粗壯的藤蔓，還有壁掛飛天的瀑布和神秘的大鳥……

可以懸浮的大山

究竟是什么神秘力量能夠懸空“托起”一座座大山呢？電影中這樣解釋：因?yàn)樯街刑N(yùn)藏著一種神奇的室溫超導(dǎo)礦石，它借助母樹附近的強(qiáng)大磁場懸托起了哈利路亞山。

電影中的一切都只是美好的想象嗎？現(xiàn)實(shí)中的地球是否存在這樣神奇的礦石呢？

哎，還真的有！

超導(dǎo)，顧名思義就是超級(jí)導(dǎo)電的意思。

超導(dǎo)材料具有許多獨(dú)特的特征，其中最典型的就是當(dāng)溫度足夠低時(shí)，超導(dǎo)材料的電阻會(huì)突然變?yōu)榱恪?/p>

這意味著，電流可以在超導(dǎo)體四周永遠(yuǎn)環(huán)流而不衰減，形成一個(gè)電流“金鐘罩”。如果人類利用這樣的材料制造電纜，不管是十萬八千里還是穿越高山和大海，電力傳輸幾乎沒有損耗。這將解決遠(yuǎn)距離電力傳輸?shù)氖澜珉y題。

超導(dǎo)材料的神奇還不止于此。如果將它置于磁場環(huán)境下，它還能有效抵消外界磁場，產(chǎn)生抗磁性。

這個(gè)時(shí)候，奇跡發(fā)生了。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，超導(dǎo)體對(duì)外界磁場的“抗拒”會(huì)產(chǎn)生作用力，而外界磁場對(duì)超導(dǎo)體也存在反作用力，而且越靠近磁體，作用力增加得越多。就像電影中兩個(gè)功力相當(dāng)?shù)奈淞指呤直绕磧?nèi)力，勢(shì)均力敵之下，最后居然夸張地懸浮了起來。

你猜得沒錯(cuò)，抗磁性，就是超導(dǎo)體懸浮的秘密，也是哈利路亞山懸浮的秘密。

理論上，如果可以找到哈利路亞山那么大的超導(dǎo)體，的確可以實(shí)現(xiàn)大山的懸浮。因?yàn)榈厍虮揪褪且粋€(gè)大磁場，會(huì)給超導(dǎo)體一個(gè)很強(qiáng)的作用力。

處處都是超導(dǎo)體

有人會(huì)問，超導(dǎo)材料具有如此奇特的物理性質(zhì)，為什么只在科幻電影中出現(xiàn)呢？

它很罕見嗎？

其實(shí)不然！生活中有很多超導(dǎo)材料，譬如鋁、鈣、錫、鉛。

還有一些非金屬材料在高壓下也是超導(dǎo)體，如硅、硫、磷等。

可是我們卻很少能夠用到它們的超導(dǎo)特性。

這是為什么呢？

因?yàn)?，要?shí)現(xiàn)超導(dǎo)，就必須將溫度降到超導(dǎo)臨界溫度之下。但是，很多超導(dǎo)體的臨界溫度都低得可憐。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)超導(dǎo)體是金屬汞，它的臨界溫度在零下269℃左右。要達(dá)到如此低的溫度，用空調(diào)、冰箱來制冷是絕對(duì)不行的，需要依賴昂貴的液氦來制冷，充其量只能在科研實(shí)驗(yàn)中使用，大規(guī)模應(yīng)用到生活中幾乎不可能。

有科學(xué)家就曾預(yù)言，超導(dǎo)臨界溫度將不可能高于零下233℃，這個(gè)預(yù)言一度讓尋找更高臨界溫度的超導(dǎo)體科研工作陷入迷茫。

然而，科學(xué)家并沒有放棄對(duì)超導(dǎo)體的探索。

經(jīng)過多年研究，中國科學(xué)家趙忠賢發(fā)現(xiàn)了具有零下180℃超導(dǎo)的材料。這個(gè)紀(jì)錄還在一次次地被刷新。

如果科學(xué)家能夠找到室溫（25℃左右）超導(dǎo)材料，勢(shì)必會(huì)給我們的生活帶來翻天覆地的變化。

電影或成預(yù)言

室溫超導(dǎo)體，這就是電影《阿凡達(dá)》的科學(xué)基石。

其實(shí)不僅是科學(xué)家，就連《阿凡達(dá)》導(dǎo)演卡梅隆也一直在關(guān)注室溫超導(dǎo)體的進(jìn)展。

只要室溫超導(dǎo)體假設(shè)成立，電影中的一切都不再是幻想。

2008年，一大類以鐵元素為基質(zhì)的全新超導(dǎo)體——鐵基超導(dǎo)體被人類發(fā)現(xiàn)，室溫超導(dǎo)體不再遙不可及，這給正在籌備《阿凡達(dá)》的卡梅隆導(dǎo)演極大的靈感。隨后，《阿凡達(dá)》編劇隊(duì)伍開始修訂劇本。2009年，這部充滿預(yù)言色彩的科幻電影轟動(dòng)了全球。

2013年，德國科學(xué)家卡瓦萊里又有新的發(fā)現(xiàn)。他在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，成功發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)體，雖然超導(dǎo)體的超導(dǎo)特性持續(xù)的時(shí)間很短。

2014年12月，室溫超導(dǎo)體被科學(xué)界證實(shí)。

以前的問題是怎么找到室溫超導(dǎo)材料，現(xiàn)在的問題是——怎么讓室溫超導(dǎo)材料的超導(dǎo)特性堅(jiān)持久一點(diǎn)？

試想一下，如果室溫超導(dǎo)材料成為現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)實(shí)中的哈利路亞山也許不再是夢(mèng)想。我們可以懸浮發(fā)電，并且不用考慮電阻變成熱量白白損耗。那時(shí)，我們可以利用超導(dǎo)懸浮技術(shù)在云彩中練瑜伽，或在“白云”上酣睡，那是何等愜意和美妙！endprint