100年裡，已有16人在對低溫世界的探索中獲得了諾貝爾學獎，這正是低溫研究不“冷”反“熱”的明證。

隨着2003年諾貝爾物理學獎獲獎者名單的宣布，物理學領域中的低溫研究領域再一次變得“熱”了起來，至少在人們和媒體對此關注的意義上是如此。在瑞典皇家科學院這次宣布的名單中，榜上有名的是擁有俄羅斯和美國雙重國籍的物理學家阿列克謝·阿布里科索夫、俄羅斯物理家維塔利·金茨堡以及擁有英國和美國雙重國籍的物理家安東尼·萊格特，而獲獎的原因，則是因為他們在超導和超流體研究領域中作出的開創性貢獻。

關於這次諾貝爾物理學獎，人們會發現在背後有許多有趣的歷史可以追溯。首先，使得前兩位物理學家獲獎的工作，其實是他們將近50年前在蘇聯做出的。而諾貝爾獎又只授予在世的科學家。因此，他們二人能夠得獎，也許一方面是由於他們在做出那些傑出貢獻時還算年輕，當時阿布里科索夫還不到30歲，而金茨堡也才30出頭；另一方面，則有幸於他們的長壽(在獲獎時，他們已經分別是75歲和87歲了)，從而能夠在將近50年後看到自己的科學工作得到如此級別的承認。

如果要對他們的工作的背景和意義稍有些認識的話，恐怕不得不簡要地回顧一下超導研究的歷史。早在1911年，荷蘭物理學家卡末林·昂內斯最先發現的超導現象。簡單地說，就是某些金屬和化合物在非常低的溫度下電阻會突然變為零。當時卡末林·昂內斯是在利用他本人最先成功地液化的氦而獲得的大約攝氏零下269度左右的溫度下，在金屬汞中發現這一現象的。後來，人們又陸續發現了這些超導體的其他一些性質，如它們在磁性質上與正常導體不同等。對於超導現象，人們幾乎從一開始就努力要從物理學理論上予以解釋，但在理論研究方面的進展卻非常緩慢。到了20世紀30年代，才有了最初的關於超導體的熱力學和電動力學唯象理論。所謂唯象理論，就是指不是從第一性的基本原理(如量子力學等)出發，而是預先做了一些假定(比如說假定了超導體中有超導電子和正常電子)，然後再在這些假定的基礎上結合其他基本理論來說明物理現象。至於第一個比較成功地從量子力學出發直接解釋超導體的微觀理論，則直到1957年才由三位美國物理學家提出。

因此，要更清楚地敘述與這次諾貝爾物理學獎有關的超導理論工作，就得顛倒一下次序，先從第二名獲獎者金茨堡的工作講起。

金茨堡1916年出生於蘇聯的莫斯科。1942年獲得博士學位。除了超導之外，他的研究工作涉及到許多不同的領域，是一位“全能”型的物理學家。1950年，他與另一位蘇聯的物理學大家朗道一起提出了一個比以前已有的超導唯象理論更精緻、也更實用的超導理論，當然，這也還是一個唯象的理論。這個理論是以朗道提出的二級相變理論為基礎的，選擇描述超導電子的有效波函數作為有序度參量，得出了重要的兩個聯立方程，後來它們被人們稱為金茨堡-朗道方程。從這兩個基本方程出發，金茨堡和朗道成功地計算出了超導體的許多特性，特別是超導體是薄膜形狀時的一些特性。在當時，由於還沒有任何詳細而且成功的超導微觀理論，他們可以說是依靠着驚人的物理直覺得出了這一理論。後來的超導微觀理論進一步的發展，才逐漸地揭示出了他們的理論中一些物理量的意義。而且，儘管作為一種唯象理論，但與後來的微觀理論相比，它卻顯得更加實用，成為描述強磁場中的超導體、超導薄膜、超導合金等的有效理論，其意義和影響甚至超出了超導領域之外。

與金茨堡合作提出其超導理論的蘇聯物理學家朗道更是一位物理學的“通才”，在物理學研究中涉及的領域更多，貢獻也更大，早在1962年，就因其關於液氦的理論而獲得了物理學諾貝爾獎。但他於1968年就逝世了，因而無法等到今天再與金茨堡分享因其超導理論而獲得諾貝爾獎，當然這樣也在每年最多三位的獲獎名額中留出了給其他人的空額。

正是在金茨堡和朗道的超導理論基礎上，才有了後來阿布里科索夫的獲獎工作。在金茨堡和朗道的研究中，只注意了在超導相和正常相之間界面能為正的情況。而阿布里科索夫卻注意到以前的一些關於金屬薄膜的實驗與理論之間的不符，從而假定在界面能為負的情況下，計算出超導體的臨界磁碭和薄膜厚度之間的關係，他從理論上處理的這類超導體，也就是在今天實用中應用最廣泛的所謂“第二類超導體”。在此之後，阿布里科索夫進一步研究了大塊材料的第二類超導體的磁性質，發現其中會出現一種磁通線形成周期性的“格子”的“混合態”。但他的研究一時沒有得到身邊的物理學權威朗道的認可，便暫時放在了一邊沒有發表。後來，受到美國物理學家費曼的液氦理論中“無渦旋”概念的啟發，他又重新與朗道討論第二類超導體的問題，並發現了在20世紀30年代另幾位蘇聯物理學家的有關實驗結果正好構成了對他的理論的支持，這樣，他最終於1957年發表了其關於理想第二類超導體的理論。

在阿布里科索夫最終發表他的第二類超導體的那一年，正好是三位美國物理學家提出第一個成功的超導微觀理論的同年。美國同行的工作在當時引起了人們更大的興趣，並於1972年摘取諾貝爾獎，而阿布里科索夫的工作卻沒有引起人們太大的關注。只是在後來，隨着第二類超導體越來越展現出其應用價值，阿布里科索夫的工作才逐漸為人們所重視。如今，即使在超導研究又有了諸多新的進展——已經有了較為成功的超導微觀理論，發現了新的高溫超導體(1987年有兩位物理學家因此而獲獎)，新發現為超導微觀理論提出了新的挑戰——之後的今天，阿布里科索夫和金茨堡二人因其幾十年前的“經典”超導理論而獲獎，也說明了其理論的實用性和重要性。

2003年諾貝爾物理學獎的第三位得主安東尼·萊格特是三位獲獎者中最年輕的，出生1938年，其工作涉及的是一個與超導有些類似，而且同樣是處於低溫領域的研究課題，即液氦的超流動性理論。

1908年，正是那位發現了超導現象的荷蘭物理學家卡末林·昂內斯成功實現了氦氣的液化。氦氣也成為地球上最後一種被液化的氣體。20世紀30年代，人們發現了液氦具有一種奇異的特性——在特定的低溫下，液態氦的粘性會完全消失，並進而表現出一系列令人匪夷所思的特性，這就是超流動性。如果說有什麼巧合的話，那就是這次的獲獎者萊格特出生的那年，正是超流動性在實驗上被正式認可的那年。液氦的這種與超導有些類似的奇異性質，其實與超導一樣，都是一種宏觀的量子現象。對於液氦的超流動性的研究，特別是理論研究，多年來也是理論物理學中的一個難題。前面提到的蘇聯物理學家朗道正是因其超流動性的理論研究而在1962年獲得諾貝爾獎的。

但是，在以往的研究中，人們知道的都是有關氦4(擁有兩個質子兩個中子)的超流動性，而氦的另一種同位素氦3(只有一個中子)的超流動性，則直到20世紀70年代才為三位美國物理學家在實驗中發現(他們三人也因此獲得1996年的諾貝爾物理學獎)。氦3的超流動性，在物理機制上要比氦4的超流動性更為複雜。這次獲獎的萊格特，就是於20世紀70年代在英國最先成功地從理論上解釋了新發現的氦3的超流動性。他的這種超流動性理論，對於人們理解極端條件下物質的性質是非常有用的，在其它的一些物理領域中，如粒子物理學和宇宙學中，也被證明是非常有用的。

截止目前為止，在超導和超流動性現象發現不到一百年的時間內，在對低溫世界的探索中，有關的理論和實驗研究者已有16人獲得了諾貝爾物理學獎，他們的工作及獲獎的歷程，也正是這一研究領域變得越來越“熱”的歷程。