2023年10月28日，2023腾讯科学WE大会特邀中国科学院院⼠、中国⾼温超导研究奠基⼈之⼀赵忠贤，中国科学院院⼠、基因诺亚⽅⾈掌舵者钱前，双料诺贝尔奖得主、⽯墨烯之⽗安德烈·海姆，诺贝尔物理学奖得主、“起源联盟”负责⼈迪迪埃·奎洛茲，沃尔夫化学奖得主、⽹状化学之⽗奥马尔·亚基，国际知名抗衰⽼遗传学家、三院院⼠琳达·帕特⾥奇，中⼭⼤学深圳⽣物医学⼯程学院教授蒋乐伦，带来全球基础科学前沿突破。
早在公元前6世纪的古希腊时期，哲学家泰勒斯记录了世界上的两个神奇现象：⼀是摩擦后的琥珀吸引轻⼩物体；⼆是磁⽯可以吸铁。千年来，⼀代⼜⼀代对⼤⾃然感兴趣的⼈们接续探索电磁现象，⼈类⽂明的进程加速前进，如今，⼈类再也离不开“电”与“磁”了。
物理学家在研究材料在低温下的导电⾏为中，发现了神奇的超导现象，它具备绝对零电阻和完全抗磁性的两⼤神奇特点，将可能改变整个世界，诸如能源、通信、健康、交通等⽅⽅⾯⾯。
今年以来，“室温超导”频繁登上热搜，从⼀个专业科学话题变为全⺠关注的公众话题。从超导、⾼温超导，再到未来的室温超导，超导科学⾛过极为不平凡的道路。这次，腾讯科学WE大会邀请到中国科学院院⼠、国家最⾼科学技术奖得主赵忠贤，为我们分享超导科学的发展历程与相关应⽤。
1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯在研究低温下的汞的电阻⾏为时发现：在温度降低到4.2K（﹣269℃）时，汞突然进⼊⼀种新状态，即电阻为零。这⼀现象在1913年被正式确认，被称作“超导电性”。
1933年，迈斯纳和他的学⽣罗伯特·奥克森菲尔德有了新发现，他们在对⾦属球体做磁场分布测量时发现，⼀个理想的超导体，它内部的磁感应强度等于零。迈斯纳效应完全抗磁性成为超导体的⼜⼀个特征，被称作“迈斯纳效应”。科学家定义：同时具有零电阻效应和完全抗磁性两个独⽴物理性质的材料，才可以称为超导体。
1957年，超导微观理论诞⽣了。49岁的美国物理学家约翰·巴丁带着27岁的利昂·库珀和26岁的罗伯特·施⾥弗提出了超导机制的BCS理论，这完全从理论上解释了⾦属超导材料中观察到的各种现象，⽐如零电阻、⽐热容跃变等奇异性质。如今，BCS理论被公认为是量⼦场论理论进展的⼀个⾥程碑，它不仅清晰地描述了超导的微观物理图像，其概念也被运⽤于物理学的其他领域。
1973年，赵忠贤被派往英国剑桥⼤学进修，并接触到了世界超导研究最前沿。那时，超导温度记录始终突破不了40K（约-233.15℃），始终被限定在“⻨克⽶兰极限”中。
1975年底回到中国科学院物理研究所之后，赵忠贤全⼒投⼊了⾼温超导体的研究中，核⼼⽬标就是寻找⾼临界温度的超导材料。1977年，赵忠贤在《物理》杂志上发表⽂章，分析了⻨克⽶兰理论中的⽚⾯性，⾼温超导体就可能存在于结构复杂的化合物当中。
1986年来⾃瑞⼠IBM公司的科学家柏诺兹和缪勒在铜氧化物陶瓷材料钡-镧-铜-氧体系⾥发现了临界温度在35K（约-238.15℃）左右的⾼温超导零电阻迹象和抗磁性结果。赵忠贤和团队⽴即开始重复试验。他们很快率先重复了柏诺兹和缪勒的⼯作，发现了铜氧化物材料超导临界温度仍有提升的可能性。
1987年2⽉19⽇深夜，赵忠贤和团队决定再烧⼀次样品，把垃圾筐⾥准备扔掉的“可能的坏样品”也翻出来，X-Y记录仪上出现了“久违”的理想信号——93K（约-180℃）左右的超导电性。
1987年3⽉，全球物理学界最⼤的学术会议——美国三⽉会议，特地专⻔设⽴“⾼临界温度超导体研讨会”，3000多名世界各地的物理学家挤满了1100⼈容量的报告厅，赵忠贤受邀在⼤会作特邀报告，代表中国超导团队在国际学术界挣得属于中国的⼀份荣誉。
2008年2⽉，⽇本东京⼯业⼤学教授细野秀雄发表论⽂，宣布发现⼀类新型超导材料镧-氧-铁-砷-氟体系，在临界温度26K时产⽣了超导电性，这⼀类铁砷化合物后来被称作“铁基超导体”。赵忠贤提出了⾼温⾼压合成结合轻稀⼟元素替代的⽅案，带领团队⽤淘换来的设备做实验，⼀台被⼤家叫做“⼟炮”的压机坏了修、修了坏，当时67岁的赵忠贤带领年轻⼈⼏乎通宵⼯作。
2008年从3⽉到4⽉，在中国⾼校和研究所的实验室⾥，⼀群年轻的科学家们奋⼒合成并研究新的超导体，铁基超导体材料不断成功，以天的频率刷新着临界温度。
超导线缆可实现⽆损耗输电，超导极低频感应加热将传统的交流感应加热效率从40%提升到80%，极⼤降低了⾦属加⼯冶炼的能量损耗，为实现节能减排贡献⼒量。⽬前已有⼤城市实⽤化案例，为现代电⽹节约能耗，助⼒碳中和。
超导核磁共振成像是健康医疗的重要⼯具，⽬前正在攻克的14T核磁共振将达到20微⽶左右分辨率。⽬前我国功能磁共振成像技术⼈均保有量是⻄⽅国家10年前的⽔平。未来，⽆液氦的核磁共振成像系统将普及所有县级/镇级医院，造福我国14亿⼈⼝。
超导的量⼦隧穿效应极其敏感，且与材料性质和环境状态⽆关，约瑟夫森隧道电压已经成为电压基准，在⽇常⽣活中已默默发挥了“基⽯”作⽤。超导滤波器为实现⾼保真的⽆线电通讯提供了保障，超导单光⼦探测器是实现远距离量⼦通讯的“秘密武器”。