超导电性理论
两个电子，被一个声子束缚而凝聚——电阻，就此消失。
整整 46 年，没人能说清：为什么有些金属一被冷却，电阻就彻底消失——直到三位物理学家发现，电子能悄悄地两两成对。
把这个想法拆开看
在普通金属里，是电子载着电流，不断撞上晶格中那些抖动的原子；这些碰撞，就是电阻，它把能量变成了热。超导体却一点电阻也没有——把它冷却到某个温度以下，一旦让电流流动起来，原则上，它会永远流下去。
谜题在于：怎么会这样？电子都带负电，因此彼此排斥；究竟什么东西，能让它们合作？答案，就在晶格本身。当一个电子飞掠而过，它会把沉重的带正电的原子，微微拽向自己，留下一道淡淡的、多出来的正电荷痕迹。第二个电子，便被这道痕迹吸引。最终的净效果，是一种微小的、间接的吸引——而当温度足够低，这点吸引就足以把两个电子，束缚成一段名为「库珀对」的伙伴关系。
它从哪里来
超导现象由海克·卡末林·昂内斯于 1911 年发现，他眼看着水银的电阻，在绝对零度以上约 4 度处骤然降为零。在此后将近半个世纪里，物理学界最伟大的头脑——包括爱因斯坦、玻尔、费曼与海森堡——都曾尝试解释它，又都失败了。它成了固体物理学中最著名的未解难题。
突破，在 1957 年的伊利诺伊大学到来。约翰·巴丁——他已凭借发明晶体管分享过一次诺贝尔奖——绕着这个问题打转了多年。关键的火花，来自他的博士后利昂·库珀，后者证明：哪怕只有最微弱的吸引，两个电子也会成对。三人中最年轻的、研究生罗伯特·施里弗，随后找到了「一整片这样的电子对像一个整体般行动」的数学形式。他们的理论，很快以三人姓氏首字母被称作 BCS，为三人赢得了 1972 年的诺贝尔奖——这是巴丁的第二座。
它为何重要
在 BCS 之前，超导是一桩令人困惑、却无从解释的事实。在它之后，物理学家手里有了一幅完整的微观图景，不仅解释了每一项已知性质，还预言了新的性质——而且是用一些不依赖于具体金属的普适数值来预言。它是整个物理学中最成功的理论之一，并且把超导从一桩奇闻，变成了一件工具。同样的物理，如今支撑着 MRI 扫描仪、粒子加速器的磁体，以及量子计算机的几种主流设计。
一幅可握住的图景
想象一张绷紧的床垫，上面滚着两个沉重的球。每个球都会把表面压出一个凹坑；第二个球便倾向于朝第一个球压出的那个凹坑滚去，于是两者一前一后地相随，尽管它们之间并无任何直接的连接。电子，就是那两个球；有弹性的床垫，就是金属的原子晶格。那个借来的凹坑，就是配对——而下方的工具，让你调节它有多强，看着电子对存活下来，又随着你把它们加热而拆散。
它在何处
BCS 是本馆两大想法之间的桥。它立足于量子力学——正是泡利不相容原理与电子壳层背后的那同一套框架——又预示了希格斯机制，在那里，「一个隐藏的对称性被『打破』」这个一模一样的念头，赋予了基本粒子以质量。它那一个重大的未解续篇，在 1986 年到来：人们发现了一些材料，能在远高得多的温度下超导，靠的是 BCS 未能涵盖的机制；解释它们，至今仍是物理学开放的前沿之一。
A theory of superconductivity is presented, based on the fact that the interaction between electrons resulting from virtual exchange of phonons is attractive when the energy difference between the electrons states involved is less than the phonon energy, ℏω.
The ground state is formed by pairs of electrons (k↑, −k↓) … the most favorable pairs being those with zero net momentum.