超導體是一個非常熱門的物理學概念，簡稱超導。超導是一種電阻為零的導體，如果超導能夠被投入商用，以後我們用電幾乎可以告別交流電了。最早我們選擇使用交流電，是因為電流在輸送過程中，在電線上會損耗大量能量，如果用交流電的話，我們可以通過提升電壓來降低在電線上的能量損耗。如果電線的電阻為零，不再有能量損耗，那我們便自然而然地可以使用直流電了。
理解超導體，首先要理解超流體。簡單來說，超流體就是運動起來不會停下的、沒有摩擦的**。普通**，比方一桶水，拿根筷子攪一攪，水有內部摩擦，很快就會停下來。超流體如果拿筷子攪一攪，它會永遠轉下去。為什麽會出現超流這種現象呢？我們可以換一種思路來看這個物理過程。根據能量最低原理，物理係統都有主動降低自身能量的趨勢。當然對於超流這樣的多粒子係統，它也滿足統計力學的規律，傾向於降低自己的自由能。有摩擦的**之所以有摩擦，是因為通過摩擦降低自身的動能可以使整體的自由能最低。超流體沒有摩擦，其實是超流體無法通過摩擦給出動能的方式來降低自己的自由能。
超流體是在溫度極低，也就是4K（約-269.15攝氏度）左右的液氦中實現的。這種低溫環境下，液氦的量子特性會充分顯現，它大概率處在玻色-愛因斯坦凝聚的狀態下。我們知道，量子力學係統的能量等級是離散的。也就是能量等級之間，不能取任意值，而是隻有特定值的能量可以存在。現在來考慮這樣一個過程，譬如一個運動著的氦原子，它要把自己的動能給出去，從而降低整體的自由能，但如果它本身的動能就很低，不足以把其他氦原子激發到更高的能量狀態，這種情況下，氦原子的動能就給不出去了，它就永遠也不會減速。就好比你在停車場停了一晚上車，要出去的時候停車費100元，但你隻帶了50元，於是你就出不去了，隻能在停車場裏打轉。
理解了超流體，超導也就不難了。那是不是可以理解為把電子當成胡椒麵撒在超流體上，電子就跟隨超流流動了，然後就超導了？聽著不錯，但事情沒有那麽簡單。
基本粒子可以分為玻色子和費米子，這兩種粒子有個最大的區別，就是同一能量狀態，能容納幾個粒子。玻色子是這樣的粒子：可以有無限個玻色子處在同一個能量狀態。費米子比較特殊，一個係統裏的能量態中，隻能有一個費米子，來第二個就不行，這就是著名的泡利不相容原理。當然，一個能量狀態中如果已經有一個費米子了，玻色子還是可以進來的。世界上所有量子粒子都可以分為這兩種。譬如，光子是玻色子，膠子是玻色子，電子是費米子，質子是費米子，中子是費米子，等等。
回到上麵說到的，是不是直接把電子當成胡椒麵撒在超流上就超導了？並非如此，電子是費米子，所以電子無法通過降溫變成玻色-愛因斯坦凝聚，從而獲得超流的性質。為了獲得超導，我們先要讓帶電粒子變成玻色子，才能發生玻色-愛因斯坦凝聚，變成帶電的超流，這樣才能超導。
最開始解決這個問題的是三個美國物理學家巴丁（Bardeen）、庫珀（Cooper）、施萊弗（Schreiffer）。他們三個人發明的理論叫BCS理論，1972年獲得了諾貝爾物理學獎。這個理論說的是，兩個電子通過與原子的作用交換聲子，結合在一起形成一個電子對，這個電子對叫“庫珀對”（Cooper pair），就是BCS裏那個C發明的。
什麽是聲子？其實就是原子，或者晶格的機械振動，這個振動也是量子化的，所以叫聲子。粒子間的相互作用力表現為粒子的交換，兩個電子交換聲子就好像受到了彼此的吸引一樣，綁在了一起。兩個電子綁在一起有兩個單位電荷，這個電子對作為一個整體變成了玻色子。既然庫珀對是玻色子，降溫就能發生玻色-愛因斯坦凝聚，就可以超流了，帶電的超流就形成了超導體。
超導離商用還有一段距離，因為超導的工作溫度太低，通常至少要零下100多攝氏度。要在長距離輸電線周圍長期保持如此低溫，不僅成本高，工程難度也非常大。但是超導的工作溫度在不斷被升高，相信有一天超導線路會是我們生活中的標配。