通常气体凝聚成液体,是气体的分子在坐标空间凝聚,而这里说的玻色-爱因斯坦凝聚,是在动量空间里的凝聚,分子都掉到最低的能态上去了。现在用的是激光冷却的办法,还有叫做“分子逃逸”的办法,让温度降下来。为什么爱因斯坦1925年预言的效应,过了整整70年以后才实现,因为温度要求非常、非常低,要达到亿分之几度。这是计算机模拟的卡通。最后阶段的冷却是靠什么实现的?让气体中速度快的分子跑掉,剩下的那部分气体的温度降下来了,但密度也就低了,玻色-爱因斯坦凝聚的温度也降低。这里画了两个温度计,一个是真正的温度,一个是玻色-爱因斯坦凝聚的温度,当真正的温度降到相应密度的玻色-爱因斯坦凝聚的温度时,气体动量分布突然冒出一个尖峰,标志玻色-爱因斯坦凝聚。因为这项重要的发现,E. Cornell, W. Ketterle 和 C. Wieman三位获得了2001年诺贝尔物理奖。
另外一件事情发生的更早,原来也不知道它和玻色-爱因斯坦凝聚有关系。1908年荷兰的Kamerlingh Onnes把氦液化,在1911年发现汞是“超导”的,就是电阻准确为零。除了没有电阻以外,更重要的一个性质是完全抗磁,跟磁铁的吸铁是相反的,磁力线完全不能穿透。这是一块超导体,这上面是一块磁铁,磁铁是浮在超导体上面的,因为磁力线被完全排斥。1911年发现了超导,一直到1957年才由 J. Bardeen, L. Cooper 和 J. R. Schrieffer三个人建立了一个微观理论给予解释。1911年发现的超导,1913年得了诺贝尔奖。1957 年建立的微观理论,过了15年,1972年才得到诺贝尔奖。
Philip Anderson在1972年写了一篇文章,中文翻译过来是:“多了就是不一样”,这句“说白了”的话有很深刻的含义。“将万事万物还原成简单的基本规律的能力,并不蕴含着从这些规律出发重建宇宙的能力。”“面对尺度与复杂性的双重困难,重建论的假定就崩溃了。由基本粒子构成的巨大的和复杂的集聚体的行为,并不能依据少数粒子的性质做简单外推就能理解。正好相反,在复杂性的每一个层次之中,都会呈现全新的性质,而要理解这些新行为需要做的研究,就其基础性而言,与其他研究相比,毫不逊色”。