1950年代，一个三人小组破解了一个令爱因斯坦等思想家都百思不得其解的谜团。诺贝尔奖获得者利昂 · 库珀就是组员之一。

利昂 · 库珀（Leon N. Cooper）是超导领域著名的理论物理学家。当地时间2024年10月23日，他在位于美国罗德岛普罗维登斯的家中去世，享年94岁。

过去有很长一段时间，科学家一直都知道当诸如汞之类的物质被冷却到接近绝对零度（即零下273.15摄氏度）时，几乎所有的粒子运动都会停止。此时，电流会毫无阻力地通过，理论上能够以相同的强度无限期地流动。但他们无法弄清这背后的原因。

这个难题也曾困扰着包括爱因斯坦和费曼在内的伟大物理学家。20世纪50年代，伊利诺伊大学的物理学家约翰 · 巴丁（John Bardeen）加入了这个研究行列，他因在20世纪40年代末帮助开发出晶体管而成为科学界的名人。

此时，库珀正专注于物理学另一个截然不同的领域：研究量子场论和亚原子粒子如何相互作用。巴丁需要一位该领域的专家，于是他找到了当时在美国普林斯顿高等研究院工作的库珀。

在库珀的记忆中，那可能是他第一次听说超导性。“巴丁没有提到的是，”库珀在2008年告诉《纽约时报》，“几乎所有20世纪的著名物理学家都研究过这个问题，但都失败了。”

伊利诺伊大学一位名为约翰 · 罗伯特 · 施里弗（John Robert Schrieffer）的研究生也加入了库珀所在的这个团队。他们最终把研究重点放在了某些金属（如汞）在超低温环境中出现的悖论上，发现通常因带有相同的负电荷而相互排斥的电子竟以某种方式结合在一起并流动起来。

库珀得出的结论是，在某些金属的离子晶格中，电子在极低温条件下经历了电荷不平衡，这使得电子能够成对（后来被称为“库珀对”）移动，并创造出超导性的途径。当温度升高时，电子获得了更多的动能，库珀对的结合也随之被打破。尽管这个理论仍不完整，但研究团队为了抢占先机，还是于1956年9月就发表了相关研究成果。

在伊利诺伊大学的一场音乐会上，库珀不停地在脑海中演算库珀对的“超难”数学方程。“音乐会进行到一半时，”他说，“我发现我遗漏了一整块内容。”大约同一时间，施里弗在纽约乘坐地铁时灵光一现，填补了更多的数学空白。

他们相约在伊利诺伊州香槟市附近的机场见面，并比较了笔记。他们意识到，他们的方程式是有效的。1957年12月，该团队将最新的研究成果发表在《物理评论》（Physical Review）上，概述了后来为众人所知的BCS超导理论，该理论以巴丁、库伯和施里弗这三位研究人员名字的首字母命名。

他们三人也因在超导领域的发现赢得了1972年的诺贝尔物理学奖。这些发现为超导性在特定领域的应用开辟了道路。然而，“室温”超导性这一终极目标仍然遥不可及。这种突破——如果有可能实现的话——将为超高效的电力传输、磁悬浮列车技术的拓展和计算速度的巨大飞跃等进步奠定坚实的基础。

库珀后来的研究涉及认知科学中一些最复杂的难题：我们如何学习和保持记忆？1973年，库珀在布朗大学创建了神经科学中心，以探索大脑功能和一些问题，如急性记忆丧失和包括精神分裂症在内的某些疾病的原因。

库珀因其在物理学界的独特性而声名远扬，他能够以哲学家的灵魂来审视物理世界中永恒不变的定律。

与库珀丰富的履历形成鲜明对比的是，他经常以一种自嘲式的幽默风格示人。他曾经说，自己每天最大的挑战就是起床和喝足够的咖啡来唤醒大脑。他表示：“能够钻研一个问题、与人合作，并在过程中慢慢找到解决之道，这是一种巨大的乐趣。我认为，这种乐趣和做填字游戏或其他类似的活动带来的乐趣是一样的。”

资料来源 The Washington Post