爱因斯坦与早期超导理论,1919-1922

本文以爱因斯坦关于超导的早期思考为案例研究,探讨理论物理如何对与既有理论观念不相容的实验发现作出反应。所讨论的此类观念之一是由德鲁德金属电子论所隐含的电导率模型,以及在此框架内对维德曼-弗朗兹定律的推导。在概述约 1920 年前后关于超导的实验知识后,该主题随后在现象层面(就无限导电情形下麦克斯韦方程的含义而言)与微观层面(就所提出的超导电荷输运模型而言)均加以讨论。通过分析爱因斯坦的手稿与通信以及他本人 1922 年关于该主题的论文,表明爱因斯坦对超导抱有持续的兴趣且对该现象有充分了解。本文认为,他在 1920 年被任命为莱顿特约教授,在很大程度上是由于他作为量子理论与凝聚态物理顶尖理论家的声望,以及人们期望他能为卡末林·昂内斯低温实验室的实验提供理论指导。爱因斯坦力图不负此望,提出了至少三项关于该现象的实验,其中一项在莱顿被实施了两次。与当时其他理论提议相比,量子概念的重中之重是爱因斯坦理解该现象的特征。本文以对爱因斯坦关于该问题的认识论反思的评论作结。