我們知道，金屬在導電時，是利用電子在內部移動而產生電流，但是電子移動時會遇到阻力，這就是所謂的電阻。1911年，荷蘭物理學家開默林昂內斯（Heike Kamerlingh Onnes）成功製造出液態氦，並利用液態氦的低溫，將金屬冷卻到比絕對零度以上幾度。他發現，金屬的電阻在這麼低的溫度下竟然消失，也就是說，電子在這個情況下可以通行無「阻」，因而製作出超導體來，並於1913年獲得諾貝爾物理獎。

50年之後，闡釋這種現象的理論終於出現。這是由巴丁（John Bardeen）、古柏（Leon Cooper）和敘利弗（Robert Schrieffer）所提出的BCS理論。該理論提到，電子在超導體中，會形成一對對的電子對，稱為「古柏對」；而在低溫下，材料中帶正電金屬原子的結構會形成一個通道，古柏電子對便沿著這個通道均勻地流動，因而出現超導現象。氣體遇冷時會凝結出水滴，電流在極低溫下也會使電子「凝結」出電子對，因此電子成對的現象，可以冷凝的概念來思考。

這是第一種類型的超導體，其材料為金屬。它在超導的狀態下，要是外加磁場，電流便會被抵銷，因此要是磁場太大，超導性便會消失。

不過，第二種類型的超導體卻不會受磁場影響。這種超導體的材料未必是金屬，它能夠在強大磁場中，維持其超導特性，而BCS理論遇到這種超導體就束手無策了。

阿比科索夫就是因為成功解釋了這種現象而榮獲諾貝爾獎的。他在1950年代末期，提出一項新的理論，以波函數來描述超導體的行為。他透過數學的方式，描述超導體中產生的渦流，並解釋外加磁場如何沿著渦流的通道穿透超導體。除此之外，要是磁場增強，阿比科索夫也能夠預測這些渦流變大的細節；而一旦這些渦流的核心重疊，材料所具備的超導性便會消失。

對於研究這種新的超導材料來說，阿比科索夫的理論是項重大突破，並在新的超導體和磁鐵的研發分析上，仍是十分重要的工具。

另一位獲獎者金茲柏格，則是因為提供了阿比科索夫理論基礎而獲獎。他在1950年代初期與蘭道（Lev Landau，獲得1962年諾貝爾獎）提出的理論，是為了描述在當時所知道的超導體中，所具有的超導性和磁場的臨界強度。

第二種類型的超導體的應用廣泛，例如目前名噪一時的磁共振造影（MRI）技術，就必須採用第二種類型的超導體作為材料，因為MRI影像的解析度，與外加磁場的強度有關。

第三位獲獎者，也與「阻力」脫離不了關係，只不過這個阻力是發生在液體之中。在一般情況下，液體流動時原子之間會發生摩擦，因而出現阻力，而氦這種最輕的氣體，在極低溫凝結為液體時，卻會發生奇妙的變化。

氦在自然界中以兩種形式存在，最常見的是⁴氦（擁有兩個質子和兩個中子），另一個較為罕見的，則是重量較輕的同位素³氦（擁有兩個質子和一個中子）。常溫下，這兩種原子的氣體沒有多大差異，它在絕對溫度4度時，會凝結成液體，可作為超導磁鐵的冷凍劑。

但要是溫度再降得更低，這兩種液態同位素的特性便會產生劇烈的變化。此時，量子物理的效應現身，液體內部的阻力消失，液態氦變身為超流體。不過，³氦和⁴氦變身的溫度並不相同，並且展現出許多迷人的特性。

⁴氦造就出三位諾貝爾獎得主。發現⁴氦超流體的人，與做出解釋的人，都先後獲得了諾貝爾獎（不過，卻是解釋的人先得，發現的人晚了16年才得獎）。

那麼，發現和解釋³氦的人也都要得獎囉？由於³氦在自然界遠比⁴氦罕見，其變身為超流體的溫度也比⁴氦低了1000倍，因此，³氦的超流體一直要到1970年代才正式現身，而發現的三位物理學家也獲得了1996年的諾貝爾物理獎。

今年，成功解釋³氦超流體行為的理論物理學家列吉特也獲獎了。1970年代他在英國索塞克斯大學從事研究，他的理論成功地幫助實驗物理學家解釋實驗結果，並建構出一套有系統的解釋，對於粒子物理和宇宙學也有莫大的幫助。

³氦是如何變為超流體的呢？它也有一對原子對，可以與古柏電子對作比較，只不過古柏電子對的磁場方向是相反的，而³氦超流體的原子對則以相同的方向旋轉。由於旋轉方向相同，因此原子對便會帶有磁性，其特性便遠較⁴氦複雜。也就是說，³氦超流體的原子對在不同的方向，便會展現不同的特性（亦即具有異向性）。經由磁性測量的方式，他們發現這種超流體的特性十分複雜，能同時展現出氣液固三種相態，而三種像態的混合比例，則與外界的壓力、溫度和磁場有關。

目前，³氦也成為研究其他現象的工具，探討混沌或微擾的狀態下，原子的排列情形。

我們可以發現，實驗物理學家和理論物理學家，正一前一後地在微觀世界中做出貢獻，超導物質所應用的領域，包括醫學檢驗用的磁共振造影，以及物理領域的粒子加速器。而超流體的相關知識，則能夠讓我們更深入了解物質在最低能量、最有秩序的狀態下，所展現出來的行為。在今日這個高度依賴電性的社會，究其根源都要感謝他們在基礎科學上的貢獻。恭喜他們！