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第24章 给“永动机”梦想插上试飞的翅膀

(1)昂尼斯的意外发现

1911年初春,一个寒意尚未消尽的夜晚,荷兰莱顿实验室灯火通明,大物理学家昂尼斯还在紧张地忙碌着。

几个星期以来,他一直想采用一种手段力求使汞的温度冷却到接近绝对零度(即OK,K=-273℃),但他没有成功,眼睛熬红了,身体消瘦了,始终没有找到合适的冷却剂。后来,还是他的学生兼助手霍尔斯特提醒了他,可不可以试一下3年前液化成功的液态氦。今天,他试着利用液态氦进行冷却,终于使汞的温度冷却到接近绝对零度。他十分高兴,几个星期以来的疲劳一扫而光,当他将电流通过汞线,测量汞线的电阻随温度的变化时,一个奇异的现象出现了:当温度降到4.2K时,电阻突然消失了。昂尼斯的神经立即绷了起来,他简直不敢相信自己的眼睛。他让助手重新做了一遍测试,结果发现还是出现了电阻消失的现象。昂尼斯和助手紧紧地拥抱在一起,流下了滚烫的泪水。就是在这一天晚上,人类的一项伟大的发现诞生了,昂尼斯称这种现象为物质的超导性,他称汞这时进入了“超导态”,称电阻为零的温度为转变温度。

不久,昂尼斯又发现了其他几种金属也可进入“超导态”,如锡和铅。锡的转变温度为3.8K,铅的转变温度为6K。由于这两种金属的易加工特性,就可以在无电阻状态下进行种种电子学试验。此后,人们对金属元素进行试验,发现铍、钛、锌,镓、锆、铝、锘等24种元素是超导体。从此,超导体的研究进入了一个崭新的阶段。

(2)遥远的“永动机”梦想

昂尼斯的发现具有重要的科学价值和实用价值。多少年来,科学界一直都在嘲笑那位幻想制造“永动机”的天真人士。那么,“永动机”难道永远都是梦想吗?会不会有一天人类真的能制造出“永动机”?

永恒的梦想一直被认为是理想主义的行为,在现实生活中是难以实现的。比如钟摆,理想的状态应该是摆动后永不停止。但是,由于空气的阻力和自身的摩擦力,它运动一段时间就会停下来。

电烙铁接通电源后就会发热,进而达到熔化焊锡的程度,这是由于电流的热效应。但是,在许多情况下,我们所需要的不是热能,像我们希望从白炽灯得到光,从电动机得到机械能,从发动机得到电能衰减。他做了一个重要实验,将电流通过冷却到4K的沿线回路,一年后电流仍然没有减弱地流动着。

由于电流可以产生磁场,昂尼斯相信,超导线圈可以形成大的工业磁体。这样的超导磁体由于超导线圈内没有电阻损失,则无须提供连续的能源而运行。因而,人类永恒的梦想就可以实现。

(3)艰难的探索

超导现象的发现也并不是偶然的,它是人类长期艰苦探索的结果。

1891年,路易·加莱泰在法国、拉乌尔·皮克泰在瑞士成功地使微量的“永久气体”——氮、空气和氢液化。俄国的乌罗勃列夫斯基要求格拉斯科进行实验,成功地得到一定量的液体空气。他发现纯金属的电阻率与温度的关系有些奇特:看上去好像是在绝对温度零度附近其电阻会完全消失。这个奇妙的可能性促使产生了能预示从零电阻到无穷大电阻的许多限制低温性能的理论。

第二年,英格兰的詹姆斯·杜瓦发明了以他的名字命名的真空绝缘镀银玻璃容器。利用这种容器他获得了其量可供做实验用的液态氢,并且将温度进一步降低。在这一温度下,他发现金属的电阻并没有消失,只是电阻已不随温度而变罢了。

最后,在威廉·拉姆齐发现地球上有氦之后不到20年,即1908年,坎默林·昂尼斯又成功地使之液化。液态氦使实验室实验的温度降低了一个数量级。3年以后,坎默林·昂尼斯及其学生霍尔斯特又发现,当在液态氦中冷却汞时,试样的电阻在临界温度时会突然消失。以后在进一步的实验中感应产生的持久电流仍没有明显的衰减。

继昂尼斯之后,于1933年,柏林麦斯纳的超导实验室又有一重大发现,即所谓麦斯纳效应。麦斯纳与其同事俄逊菲尔德在试验中发现超导体具有令人惊奇的磁特性。如果超导体碰到磁场,将在超导体表面形成屏蔽电流以反抗外界磁场,使磁场不能穿透超导体的内部,而在其内部仍保持零磁场。逆向试验得到相同的结果,即首先将某材料置于磁场之中,然后将这种材料冷却到超导状态,该材料同样生成屏蔽电流并排斥出磁场。这种现象因此称作麦斯纳效应,也就是在超导体内部磁感应强度为零,电流在表面流动。该效应可用一个试验来演示:一块水磁体可以使浸泡在液氮中的超导体悬浮起来。

只有当磁场较小时才会出现麦斯纳效应,如果磁场过大,磁场将穿透金属内部,从而使金属失去超导性。

1957年,前依利诺伊大学的巴丁、库柏和施里弗提出了一个理论,后来称之为BCS理论(取自三人姓名的字头)。该理论较好地解释了超导现象。

BCS理论是用量子力学来描述超导体系统状态的理论。正常态的电子是互相排斥的,超导态时,电子相互作用,使电子两两相互吸引,形成电子对,称之库柏对。含有库柏对电子的金属具有较低的能态。量子力学可以说明电子对的总动量在与金属正离子碰撞时不损失,在低能态下,库柏对电子就像无阻力的流体一样易于流动。

后来,吉埃弗观察到电子在超导体之间的隧道现象,即电子从一个超导体穿过薄绝缘层到达另一超导体;随后,英国的约瑟夫逊推测BCS理论提到的库柏对也可通过薄绝缘层,这个预言很快被贝尔实验室所证实。

1962年,当时是剑桥大学研究生的约瑟夫逊分析了由极薄绝缘层(厚度约为百万分之一毫米)隔开的两个超导体断面处发生的现象。他预言,超导电流可以穿过绝缘层,并且,只要超导电流不超过某一临界值,则电流穿过绝缘层时将不产生电压。他还预言,如果有电压的话,则通过绝缘层的电压将产生高频交流电。这些预言在1963年被罗威尔等人用试验证实了,这就是所谓的约瑟夫逊效应。约瑟夫逊效应是超导体的电子学应用的理论基础。

1957年,前苏联物理学家阿伯里柯索夫就预言,一定存在着具有更好性能的新超导体材料,这些材料即使处在很高的磁场中也能实现超导化,磁通线可以穿透材料,但磁通线之间的区域将没有电阻地携带着电流。阿伯里柯索夫称之为第1类的超导体材料,为开发商品化的超导磁体提供了理论基础。

不久,即1960年昆磁勒和他的同事在贝尔实验室的试验中发现一组超导化合物和合金(第Ⅰ类超导体),它们可以携带极高的电流,而且在强磁场中仍具超导性,使人们又重新恢复对超导磁体和超导强电部件的浓厚兴趣。

(4)超导记录不断被刷新

自从科学家发现汞的超导性以后,又发现了23种纯金属也具有超导性。包括汞在内,24种纯金属超导材料的临界温度范围为0.1K~9.13K。最高温度是9.13K的是铌元素。

为了寻找较高临界温度的超导材料,在50年代早期,科学家们将注意力转向了合金和化合物。1952年,发现了临界温度为17K的硅化钒,不久又发现了临界温度为18K的铌锡合金,这在那时是最高的临界温度。

1960年,昆兹勒发现了铌锡合金在8.8万高斯磁场中仍具有超导性。他正是第Ⅰ类超导体。以后,又陆续发现了若干铌系列合金超导体。

1973年,发现了铌锗合金,其临界温度可达23.2K,这一发现又激起了科学家们寻找高温超导体的热情。

第Ⅱ类超导体发现后,美国和英国的一些公司又花了近10年的时间开发可靠的超导产品。

人们从金属和合金中寻找超导材料的工作进行了75年,临界温度最高只达到23.2K。1986年出现了突破性的进展,美国IBM公司瑞士实验室的研究人员米勒和贝德诺尔茨于1986年1月发现了临界温度为35K的锎钡铜氧化物陶瓷超导材料,这一温度比1973年的记录又提高了12K。更重要的是发现陶瓷超导材料,改变了从金属和合金中寻找超导材料的传统思路,在金属氧化物中找到了突破口。他们的研究结果在1986年4月发表后,立即引起世界上超导研究者的关注,并很快形成世界性的超导热。人们进入了在多元氧化体系中寻找高临界温度超导体的竞赛。1987年2月,中国、日本和美国先后报导了临界温度超过氮气液化温度77.3K的超导体研制成功的消息。也就是在这一时期,高温超导进入了一个突飞猛进的发展阶段。在这个研究领域中,中国、美国和日本处于领先地位。

高温超导材料高于35K的超导材料均为金属氧化物,亦即陶瓷材料。高于77.3K的超导材料的金属中除一例外,均含金属铜,其中比较典型的是钇、钡、铜氧化物。

20世纪80年代中期以来,新发现了1300多种超导材料。

1994年1月18日,美国宣布:美国能源部阿贡国立实验室和纽约专门生产超导磁铁、线圈和超低温制冷设备的IGC公司,共同研究并制作出高温超导体磁性线圈组。在液态氦的冷却下该线圈能产生2.6特斯拉强磁场,比地球磁场强7.8万倍,打破了他们去年8月以来保持的1.65特斯拉纪录。

1995年2月27日,美国IBM公司下属的沃森研究中心的科学家说,他们对高温超导机制的研究取得了重大的突破。

尽量提高超导体的温度特性,是全球科学家竞相研究的目标。相信不远的将来,会有越来越多的超导体记录被刷新。

(5)小荷方露尖尖角

超导体被发现以后,人们就开始广泛研究它的应用,目前主要还是低温超导体应用得较多。

20世纪70年代初期,美国科学家提出磁共振用于医学诊断的可能性。稍后,另一位科学家发表了磁共振成像论文,引起科学界和医学界的广泛重视和浓厚的兴趣,很多公司开始研制磁共振诊断装置。

磁共振是研究物质内部原子状况的一种有效手段,例如医用核磁共振成像仪,可测定生物体中氢原子核以及特定原子核构成的物质,通过核磁共振扫描,检测生物体组织发生的种种变化,再经过计算机处理,把变化显示出来,从而发现生物体组织的病变。该仪器对于癌症的诊断极为有效。由于磁共振成像不使用放射线,又不接触人体,所以对人体组织无损害。

使用超导磁体的磁共振成像,除可检测出氢原子以外还可检测出磷、钠等的信息,这是由于使用超导磁体提高了共振频率。此外,使用超导磁体的磁共振成像比使用常规磁体的磁共振成像还有如下优点:重量轻,磁场稳定性好;磁场强度大,如中心磁场,前者约为后者的6倍;成像更为清晰等。由于超导磁共振成像的一系列优点,所以用它来诊断的病症范围将大幅度扩展,超导磁体共振成像可用于早期诊断肿瘤、脑髓及心血管疾患,并可用于测量血流、监控医疗过程,还能了解人体的新陈代谢。

20世纪70年代后期,美国首先推出磁共振成像样机并试用于临床,到20世纪80年代,磁共振成像迅速发展为商品化生产,至今世界上约有700多台磁共振成像仪,产品生产主要集中于美国和德国,美国约占70%,磁体类型中,超导磁体占了全部产品的95%左右。

超导磁分离,是根据种种物质磁性和密度的差异进行分选的一种方法。由于磁杯不同的颗粒在磁分离装置的分选空间中受到磁力、机械力不同的作用,将沿不同路径运动,从而可分别接取磁性产品和非磁性产品。

超导磁体具有不可比拟的低耗能特点,这些都大大降低了分离装置的运行成本,虽然初始投资略高于常规磁体,但运行成本非常低,预计可降低90%以上。

超导贮能与其他贮能技术相比有许多优点,贮能密度大,贮能效率高(90%~95%),释放能时没有效率损失。

超导贮能技术有许多重要用途,它在节约电能、提高电网稳定性和调节电力系统尖峰负荷方面有重要作用;它还可作为宇宙站的电源,也可作为受控热核反应、激光武器、粒子束武器和电磁轨道炮等的脉冲电源。

将常规发电机的转子以超导线圈替代则形成超导同步发电机。超导发电机与常规发电机相比,具有以下优点:机械与通风损耗少,虽然增加了冷却系统的功率损耗,但整个发电系统的损耗只是常规发电机的一半儿,使超导发电机的效率提高0.5%~0.8%(常规发电机效率98%,超导发电机效率99%)。

超导发电机的体积小、重量轻,只有常规发电机的1/3~1/2,同步电抗小,稳定性好。由于省去了铁芯,降低了电枢绕组对地绝缘的要求,因此可采用电枢绕组,省去升压变压器,可直接投入已有电网运行。

国际上认为,超导同步发电机是未来电站的主力,并争相开展研制工作。已研制完成的最大容量为前苏联和法国的30万千瓦发电机。美国和日本并不急于开发百万千瓦级的发电机,他们已研制完成的发电机容量分别为3万千瓦和5万千瓦。日本计划研制国内最大的20万千瓦的发电机。

发电站的容量随着电力需求的增长而增长,因此,大功率、长距离、低损耗的输电技术对提高输电的经济效益是十分重要的,而超导体具有零电阻的特性,可以输送极大的电流和功率而没有电功率损耗,因此超导输电系统必将带来大的改观。

当今世界,提高陆路交通工具的速度对促进国家经济发展和改善人们生活质量是十分重要的。传统的铁路车辆由于车轮和铁轨磨损严重,以及车轮与铁轨的摩擦力,限制了车速。这种机车目前设计速度最高可达274公里/小时,运行平均速度为209公里/小时。在本世纪60年代,法国、英国和美国又生产出有轨的气垫机车,城市间运行速度可达160公里/小时。然而,由于人们对磁悬浮兴趣的增长,现在气垫机车的发展已陷于停顿状态。

日本人设计一种电动悬挂系统,该系统使用了由液氦冷却的(-269℃)铌等超导物质做成的超导磁体,在-269℃下它的电阻为零,利用超导磁体的排斥力,从而使轨道与列车之间形成10~15厘米的空隙。一个小型示范性模型列车创造了517公里/小时的世界记录,其试验轨道长6.5公里,使用的超导材料是NbTi,在液氦下冷却到5K。

磁悬浮列车与传统列车相比有一系列的优点,克服了传统列车对速度的限制;非接触的运行克服了恶劣气候(如雨、雪或冰)的障碍;采用非接触运行,没有机械磨损,减少了维修成本;由于没有运动部件,大大提高了系统的可靠性;由于只用电能,对于石油供应紧张的国家更有意义;可节省能源,100公里消耗能源只是飞机或汽车的1/4;速度极大提高,增加了运送旅客的能力,具有很大的潜在市场;大幅度地降低了噪声与振动,有利于保护环境。

粒子加速器是研究宇宙和物质基本问题的主要设备,美国在加速器的建造方面走在世界最前列。随着超导体技术的发展,在1988年美国国家科学基金会批准了建造至今为止功能最强的粒子加速器——超级超导对撞机(SSC)计划,3年财政预算达32亿美元。计划1999年将超级超导对撞机投入运行。超级超导对撞机相当庞大,在地下铺设了长度为53英里的环形管道。超级超导对撞机将把相向的两个质子束加速到光速的99.9%以上的速度,超导磁体使质子束弯曲和聚焦以通过弯曲的路径,超导磁体要比普通铁磁体产生更强的磁场,使质子束行进的曲率半径更小,这样就使环形管道的尺寸小型化。

自1962年发现约瑟夫逊效应后,直流超导量子器件和射频超导量子器件相继于1964年和1967年问世。由超导量子干涉器件构成的测量仪器具有很高的磁场灵敏度、很宽的动态范围和优良的频率响应特性,所以有广泛的用途。利用超导量子干涉器件可以测出由人的心脏和脑产生的极微弱的信号,也可以测出由潜入海洋的潜艇产生的对地球磁场的干扰或含油和矿床的地质层中的磁场分布。

从1964年以来,研究工作者已将超导量子干涉器件的极高灵敏度用于进行广泛的科学研究。它可以测量极小的电压、电流和电阻;可用于寻找油田和地热能源;研究地震活动;侦察潜艇等。斯坦福大学的科学家用连到5吨重铝棒上的超导量子干涉器件来寻找万有引力辐射线。超导量子干涉器件的用途极为广泛,几乎所有使用超导体的电子仪器都涉及到超导量子干涉器件。随着超导技术的发展,超导量子干涉器件的应用必然不断地扩大。

许多科学家坚信,未来的超大容量快速计算机一定会用到超导的,也就是使用约瑟夫逊元件的超高速计算机。前面已经谈过,所谓约瑟夫逊效应就是把两个超导体材料靠得非常紧、离得非常近时,即使它们之间的物质是绝缘的也会有电流流过。可以简单地讲,运用这个效应的器件就称作约瑟夫逊元件。通过调节两块超导体间的绝缘层的厚薄,可以使其电压比某一特定值大时才有电流通过,小时则没有。约瑟夫逊元件就是利用了这一现象。

这种现象与半导体的二极管是相同的,所以可以用于计算机。但是,约瑟夫逊器件具有极高的开关速度(是硅器件的10~100倍)和低功耗(只有硅的千分之一以下),因此发热量极小,可以实现体积小、高密集度。例如,日本电气公司开发出了使用约瑟夫逊元件的新的逻辑电路,其门开关速度达到一万亿分之一秒。

此外,超导还可以在辐射探测仪、模拟信号处理器、超导磁屏蔽、电压基准等方面广泛应用。

在国防系统方面,超导技术在军事上也可大显身手。在弱电方面,用于水下通信、潜艇探测、遥感、扫雷等;制成高频微波器件、红外探测器,用于雷达、微波通信及地面卫星接收机;超导天线及馈线系统,用于导弹和卫星;数字信号和数据处理器等。在强电方面,主要是利用高电流密度超导材料所产生的强磁场及超导储能线圈可以存储大量能量的特性作为武器的能源,这样可以减少储能设备的尺寸和重量。美国的“星球大战”计划中投入5000万美元进行这方面的研究。研究中使用的低温超导磁体,估计其储能密度相当高,在微微秒时间内释放出来。

超导强磁体用于舰船推进系统。美国已用低温超导材料制造出试验性的3兆瓦直流电机,用于舰船推进系统并在海中进行了试验。该电机比相同功率传统空冷电机小33%。实际上,利用低温超导材料及当前的技术可以使电机的重量进一步减小,例如一台具有3万千瓦的超导单极直流电机仅为现在同样功率的交流电机重量的四分之一。美国正在研制这类规模的超导电机,日本也在进行小模型的试验研究。

超导电子轨道炮。美国的“星球大战”计划组织支持了该项技术的研究。轨道炮技术是作为射弹加速器来使用的,它能使抛射物达到极高的速度。这种抛射系统不同于化学推进系统,前者可达到的末端点的速度不受气体膨胀速度限制而由行进的电磁脉冲的速度决定,因此可达到很高的速度。

高温超导的应用大多是低温超导应用的延伸,即当前已实用的或可预见年份实用的低温超导设备与器件中的低温超导材料用高温超导材料替代,以降低成本,扩大超导的应用范围。但高温超导应用遇到的问题较多,现在仍是物理学前沿阵地的富有挑战性的研究课题。

(6)金钱的诱惑

目前,世界上超导体工业仍属于小的工业部门,但超导器件往往是大系统的某些重要部件。1988年,超导器件年销售额达4亿美元,全部超导产品的世界市场超过10亿美元。据估计,若没有重大突破,到2000年可能接近30亿美元。

当前的超导产品的工作温度都在绝对零度以上几度范围内,并且都是由铌和铌合金制成的,因此可以说目前的市场是低温超导的市场。1987年以来发现的高温超导对当前的市场影响还很小。

当前超导体市场仅仅是处在萌芽状态,预计超导材料市场的年增长率为15%,增长最快的领域是医学成像、电子学、国防系统、工业部门、发电与配电等领域。在市场上销售的主要超导产品是:磁共振成像仪;生产用磁体;超导量子干涉器件;示波器和电子产品;线材、棒材和电缆;研究用小型磁体;大型铌磁体;陶瓷线材和带材;陶瓷涂料;薄膜和屏蔽;粒子加速器;核聚变用磁体等。其中,磁共振成像仪使用的超导磁体,在超导部件的市场上占有最大份额,如1987年,超导部件年销售额2.0亿美元,其中1.5亿美元是用于磁共振成像仪。磁共振成像仪每年约销售300台,该仪器在世界范围内需求量非常大,且目前有95%以上是超导式的。

生物磁技术公司开发出用于测量人脑活动的探测仪,可进行脑紊乱的早期诊断。

美国的一家公司正在制造磁特性测量系统,可用于实验室进行高级超导性研究。该设备几乎是无竞争地进入市场,并有一定的储备产品。该公司制造了一台锈蚀探测仪,可探测出由于金属氧化的化学反应而引起的微小的磁场变化,用于铁桥和管道等锈蚀诊断。

美国十分重视能量存储在军事上的应用,“星球大战”计划安排了若干这类的项目。这些项目要求储能系统在需要时能迅速供给大量的能量,如定向能武器等。

粒子加速器是高能物理研究的重要设备,美国费米实验室的粒子加速器原设计使用常规磁体,后来用超导磁体替换,使加速器功率加大1倍,且能耗骤减。它共使用900块磁体,每块重1吨左右,磁体是由铌钛扁平电缆制成的。这些磁体在5年内提供了1500万美元的市场。

而美国正在实施的SSC工程则是更大型的粒子加速器,它包括1万块铌钛超导磁体,每块长50英寸左右。这些磁体为磁体供应商提供了10亿美元的市场(在几年内)。

“技术商情”杂志1988年1月列出了世界范围从事超导研究与销售的48家主要公司的名单及其主要活动:美国31家;欧洲6家(其中英国4家,瑞典1家,德国1家),日本11家。显然,这些厂家都是从低温超导产品研究与生产销售起步的,超导商品市场的占有者已是十分明显了。美国、日本和西欧是最重要的市场占有者,将超导的实验室成果,以最快速度实现实用化和商业化,并最大限度地占领市场,这是超导业竞争的焦点。

在1987年寻找高温超导材料的竞赛时,中国与上述3个集团是并驾齐驱的,甚至还相当突出。可是,高温超导体出现后,由于竞争的焦点是商品化及占领未来市场,中国就略显逊色。激烈的竞争仍在上述3个集团之间展开,尤以美国和日本竞争最为激烈。

1987年新高温超导体发现几个月后,美国联邦机构就将1987年度的基金从其他研究与开发领域中抽出4500万美元用于从事高温超导体研究。1987年4月(高温超导体发现后仅2个月),美国总统里根发布命令,要求各联邦实验室把研究所的技术迅速转让给私营企业,并鼓励政府、大学和工业界进行合作研究,旨在加速科学技术的商业化速度。与此同时,美国国会还成立了“超导材料商业和国防应用委员会”。

在1988年度,美国联邦署支出将近1.59亿美元用于超导研究与开发,半数以上(0.95亿美元)用于高温超导材料,其余用于低温超导材料。1988年预算超过1987年的89%,1989年预算超过1988年的58%,增长幅度相当高。

财政预算的重点集中于能源部和国防部。能源部3个年度的财政预算占3年总预算的46.3%。国防部为34.3%。反映了美国政府对能源和国防的重视程度。美国为了近几年内在民用和军事系统抢占技术优势,采取了新的开发方针:即鼓励联合开发,提倡基础技术与应用技术同时开发的方针。实现研究、开发、生产一体化,以期将科研领先地位迅速转化为商业应用的领先地位,并保护本国的知识产权。如果说在寻找高温超导材料的基础研究的竞争中,美国已取得领先于日本的地位,那么,在应用开发与产品商品化方面,美国最担心的是落后于日本。

高温超导材料发现后,日本政府加速了对超导研究的资金投入,1988年的投入超过1987年的300%。日本充分认识了超导市场的潜力,包括技术和商业上的市场。1988年日本超导的预算达5697万美元。日本还制订了“1988年度超导研究开发及商业化计划”。日本制订了一个关于超导研究与开发的总体规划,以使技术转移到工业基地的速度快于美国和西欧。

由于日本1988年财政预算中不包括工资部分,如果与美国财政预算进行比较的话,根据非正式资料估计,日本的数字可能要扩大2~3倍。这样,日本与美国的1988年度财政预算是接近的。

(7)前途光明,道路艰难

自从高温超导体发现以后,超导技术对当今的社会和产业产生了巨大的冲击,科学技术界对超导技术发展的前景表示了各种各样的见解,特别是对超导应用从技术和经济分析方面进行了估价与预测。

大多数专家,特别是超导专家对超导将引起未来社会与产业的变化持乐观态度,认为“超导引起的产业革命即将到来,这与半导体带来的影响相同,大概会引起至今没看到过的产业革命”。专家们从技术与经济可行性角度出发,对具体超导技术应用的实现同时持慎重态度,特别对超导在能源与运输设备上的应用(强电或强磁)实现时间的估计,大多数认为是21世纪的事情。个别专家认为:“半导体从二接头二极管发展到三接头的晶体管用40年时间,超导也许要经过很长的时间才能实用,但应用实现时影响是很大的。”超高速的超导计算机实用化的时间可能比能源与运输设备还要晚。总的来说,大多数超导弱电、弱磁应用实现时间要比强电、强磁早。

尽管人们对超导有各种看法,但学术界从未在研究的道路上畏缩不前。各国政府,特别是工业发达国家的政府,对超导研究极力支持,给予大量投资,这些国家有实力的公司对研究成果迅速引进,迅速转变为生产力,这些都有利于超导技术的发展。这也说明,政府、企业与超导专家、研究者,在对超导将起的作用的看法方面取得了共识。超导在21世纪必将占有重要地位。

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