在諸如北京這樣的大都市開車出門，最不想遇到情況是什麼？答曰：堵車！
最有可能遇到的情況是什麼？答曰：堵車。
世界上最遙遠的距離，不是你在天涯，我在海角，而是你住在四環，我堵在五環，你已準備下班，我卻還在上班路上。
人人都盼望有一路暢通的日子，用七十邁的速度，換來自由自在的心情。然而殘酷的現實告訴我們，這種情況只有在深夜或者春節大假期這種特殊時段才能出現。
圖｜北京的路況（來源：網絡）
在微觀世界裏，電子穿梭在週期有序排列的原子實“八卦陣”裏面，也會遇到磕磕碰碰甚至“堵電”的情況，用物理語言來説就是電子受到了散射。
如何讓電子在材料內部暢行無阻呢？或者説，是否有那麼一些“特殊情況”下，電子公路可以一路暢通無阻呢？物理學家一直在思考這個問題。
自從1911年，荷蘭物理學家卡末林·昂納斯(Kamerling·Onnes)發現了低温超導體(汞温度4.2K以下電阻突然消失)以來,已過去110年。人們對超導理論（微觀機制）以及超導技術應用的研究始終保持着高度熱情。
直到1957年，美國科學家巴丁（J.Bardeen）、庫珀（L.V.Cooper）施裏弗（J.R.Schrieffer）提出了低温超導理論(簡稱BCS理論)，該理論的核心是提出了庫珀電子對的概念。最初，人們以為BCS理論就是超導的終極理論。
然而，該理論還存在一些疑問，將一超導圓環放在磁場中並冷卻到臨界温度以下，突然撤去磁場，則在超導環中將產生感生超導電流。實驗發現，此電流可以持續幾年也未發現有明顯變化。根據BCS電子配對理論，超導圓環內的電子全部配對成功，那麼這兩束電子是如何形成超導電流的？它們又是如何保證幾年都不發生碰撞？目前仍無法證明。
自高温超導體發現以來，人們對高温超導微觀機制的認識遇到了困難，BCS理論並不適用。基本問題在於，傳統超導體適用的電子聲子相互作用機制對高温超導體是否仍然適用？初步的實驗和理論研究結果作了否定的回答。
實驗結果表明，高温超導體（主要是銅氧化物超導體）在結構和性質方面具有不同於傳統超導體的顯著特點，從而使BCS理論在高温超導微觀機理的解釋上變得困難重重，因此，各種新的超導理論機制應運而生，形成多種超導機制並存與相持的局面。
由此可見，BCS理論並不是超導微觀機理的終極解釋，這可以説明，BCS理論是有缺陷的。到目前為止，科學家們雖然提出了不下20種高温超導理論，但還沒有一種能同時解釋低温超導和高温超導微觀機制的理論，也沒有一種能將超導態下的超導電子與常態下的自由電子相統一的理論。
2004年，劉敦鈺在其所著的《尋找自然的終極解釋》書中，提出了一種全新的“簡併相超導理論”，或稱“簡併態超導理論”。
圖｜《尋找自然的終極解釋》劉敦鈺著（來源：網絡）
根據簡併態超導理論，研究發現了新的超導微觀物理機制，即在超導態下“超導自由電子氣”與“簡併正離子晶格”相對分離，不發生任何碰撞。或者，在超導態下，超導體內存在簡併態超導電子通道或簡併態負離子通道，超導電子通過簡併態超導電子通道或簡併態負離子通道時，不會與正離子發生任何碰撞。這一機制幾乎可以解釋已知的超導現象，如：零電阻現象、交流電下電阻不為零現象、原子的凝聚態現象、臨界温度、臨界磁場、臨界電流、邁斯納效應（超導體完全抗磁性）、倫敦方程、第一類超導體和第二類超導體、常規超導體與非常規超導等。
研究還發現：低温超導態和高温超導態與室温超導態的微觀機制是統一的；第一類超導體和第二類超導體的微觀機制是統一的；用降温的方法和用加壓的方法（或二者並用）使常態變為超導態的微觀機制是統一的；先降温後加磁場和先加磁場後降温使常態達到超導態過程的微觀機制是統一的；超導態下（超導體）的超導電子與常態下（導體）的自由電子是統一的。
從這一微觀機制出發，解決了BCS理論疑問和困難；較好地解釋了超導0電阻性的實質和石墨烯低電阻率及具有超導電性的實質；很好地解釋了地球、木星和土星地磁場的來源，並解釋了“木星和土星反向磁場”以及“金星幾乎不存在地磁場”的科學之謎；也較好地解釋了太陽磁場來源及太陽黑子的產生的科學難題。還預言“簡併氫可能存在並具有超導電性”。
2020年10月14日，一篇關於室温超導的論文登上了《自然》（Nature）封面，引發轟動。論文顯示，研究人員觀察到一種氫化物材料在超高壓下產生了室温超導現象，實現温度在15攝氏度左右。
劉敦鈺得知，雖然紐約羅切斯特大學蘭加·迪亞斯團隊的實驗首次實現了室温超導體，但他們仍未找到理論依據。劉敦鈺發現在其所著的《尋找自然的終極解釋》一書中，所提出的“對金屬氫施加超高壓”的實驗建議與上述羅切斯特大學蘭加·迪亞斯團隊的實驗基本相同，其實驗結論也與劉敦鈺在其書中提出的“簡併氫可能存在並具有超導電性”預言基本一致，並且，劉敦鈺還發現在其書中提出的“簡併態超導理論”可以合理而科學地解釋蘭加·迪亞斯團隊的實驗，為該實驗提供了理論依據。
於是，劉敦鈺在《中國高新科技》雜誌2021年第02期（總第86期）上發表了一篇題為《“簡併氫可能存在並具有超導電性”及室温超導體的實驗研究》的論文。
圖｜雜誌封面（來源：中國高新科技）
該論文主要分為三大板塊：“簡併相超導理論”的提出、開發室温超導材料的研究方向和合成方法、“簡併氫可能存在並具有超導電性”預言的提出。
1、關於“簡併相超導理論”的提出
根據經典物理學，如果改變壓強或温度之類的參數，物質從一種相轉變為另一種相的過程，物質系統中物理、化學性質完全相同，與其他部分具有明顯分界面的均勻部分稱為相。
如果我們規定加熱、減壓為順過程，即從固相→液相→氣相→等離子相的轉變過程，那麼其逆過程則為冷卻、加壓的過程，即從等離子相→氣相→液相→固相的轉變過程。
為此，人們把物質態分為四大相：固相、液相、氣相、等離子相，或者稱為：固態、液態、氣態、等離子態。
除了這四種物質態外，還具有第五種物質態(或第五相)嗎?
根據相變原理、泡利不相容原理、能量最低原理和洪特規則及量子力學分析，發現了第五相（或第五態），即：簡併相（或稱簡併態）。
所謂簡併相，即是：如果將單質金屬晶體的温度降低後，根據量子力學的電子躍遷理論（或熱力學的熱脹冷縮原理），金屬半徑rm也應隨之減小，當金屬半徑rm減小到原子實半徑rs（或是已被電子填滿的最外層原子軌道的半徑，下同）時，不管温度再降低金屬半徑的最小值也只能等於原子實半徑。因此，能使單質金屬晶體的金屬半徑達到最小值時的温度就是臨界温度TC，這個最小值等於原子實半徑。在金屬晶體中正離子（即原子實）的原子軌道已被原子實的核外電子全充滿，這時，金屬晶格內正離子（即原子實）之間處於簡併態。根據泡利不相容原理，在金屬晶格中處於簡併態的正離子之間的原子（或分子）軌道就不可能再充填電子，或者説處於簡併態的金屬原子實之間靠得很近很近，可視為沒有任何空隙再容納自由電子。這時，金屬晶體中的價電子（自由電子）就被金屬晶格內的正離子（即原子實）之間的簡併壓力擠壓出晶格外，集中處於金屬晶體的表層（或和內層晶格之間的電子層），而內層只剩下處於簡併狀態的金屬離子（即原子實）。這種處於簡併狀態的內層金屬離子結構叫做內層的“簡併金屬晶格”（或稱簡併正離子晶格，下同）。所以，當金屬晶體的温度降低達到臨界温度TC時，在金屬晶體中則形成表層（或和內層簡併金屬晶格之間，下同）的“自由電子氣”和內層的“簡併金屬晶格”。在這種狀態下，表層的“自由電子氣”和內層的“簡併金屬晶格”是相對分離的，並且表層的“自由電子氣”集體處於同一能級中，因而在金屬晶體中表層的“自由電子氣”則繞內層的“簡併金屬晶格”作無規則自由運動。在這一臨界温度下，由表層“自由電子氣”和內層的“簡併金屬晶格”組成的金屬晶體稱為正離子簡併態（或稱簡併相金屬晶體）。由此可見，自然界存在第五種物質態。由於在臨界温度TC下的正離子簡併態，其表層的“自由電子氣”和內層的“簡併正離子晶格”相對分離，所以，根據電阻的本質可知，簡併相金屬晶體表現為0電阻特性，即在外電場或外磁場的作用下簡併相金屬晶體具有超導電性。因此，在臨界温度TC下，具有正離子簡併態的晶體，就是超導體，或稱超導態。
根據能帶理論，在單質（或元素）超導體中，表層屬於超導帶，內層的“簡併金屬晶格”屬於禁帶。由此可見，單質超導態必存在自由電子氣與金屬離子（或正離子）不會發生任何碰撞的簡併態超導電子通道，自由電子氣即是超導電子。
又根據相變原理和量子力學，在簡併態下，某些化合物材料內部的結構，如果負離子與負離子之間是銜接並形成通道的，那麼這些化合物材料內部的價電子可以自由地從一個負離子移到另一個負離子，可以看作這些價電子為離子鍵化合物中的許多負離子所共有。這種能使自由電子在離子鍵化合物中流動的結構稱為“簡併態負離子通道”，不是所有的化合物材料都具有“負離子通道”的，這是由它自身的化學結構決定的。只有在低温或並施以高壓（或單獨施以高壓）的狀態下，能使具有離子鍵的化合物產生“負離子通道效應”時，這種化合物材料才具有超導電性。
負離子通道效應的微觀物理機制是：在超導態下，由於在離子化合物中的“金屬晶系”處於簡併態，所以“簡併態負離子通道”中的自由電子不可能進入“簡併金屬晶系”，或者説，化合物超導體中“簡併態負離子通道”的“自由電子氣”和“簡併金屬晶系”是相對分離的，不發生任何碰撞。因此，在沒有外電場或外磁場的狀態下，在化合物超導體中“簡併態負離子通道”的“自由電子氣”作無規則自由運動。在外電場或外磁場的作用下，化合物超導體中“簡併態負離子通道”的“自由電子氣”作定向運動或圓周運動，從而形成超導電流或超導環流。
根據能帶理論，在化合物超導體中，“簡併金屬晶系”屬於禁帶，“簡併態負離子通道”屬於超導帶。
不管是低温超導體，還是高温超導體，或室温（或常温）超導體，其實質都是超導體內自由電子氣（即超導電子）與簡併態正離子（或簡併正離子晶格或晶系）相對分離，不發生任何碰撞而出現的0電阻效應。
2、關於開發室温超導材料的研究方向和合成方法
又根據上述簡併態超導理論，用降温的方法達到臨界温度進入超導態(或簡併態)只是一種手段之一，除了降温的方法還可以採用施加壓力的方法，或二者並用。不管那一種超導體材料(包括低温、高温、室温超導材料)，其內部結構也是相似的，要麼存在簡併態超導電子通道(包括表層的或內層的通道)，要麼存在簡併態負離子通道。只要具備這樣特性的材料就有可能成為超導材料。由此預見，合成室温(或常温)超導材料是可能實現的。
還根據該理論，劉敦鈺提出了室温超導材料的研究方向和合成方法。比如，研究合成簡併陽離子晶體的方法，有可能合成“陽離子晶體”室温（或常温）超導材料；又比如，研究合理配置超導材料的內部結構，使其形成具有簡併態超導電子通道或簡併態負離子通道的方法，也可能合成合金類、混合體類或化合物類室温（或常温）超導材料。
3、關於“簡併氫可能存在並具有超導電性”預言的提出
17年前（2004年），劉敦鈺在其所著的《尋找自然的終極解釋》書中，提出了“簡併氫可能存在並具有超導電性”的預言。
什麼是簡併氫？按常態，氫可分為:等離子態、氣態、液態和固態。而我們知道，將固態氫施以高壓就可以變成金屬氫，或者温度較高的液態氫施以超高壓也可以變成金屬氫。由於金屬氫中的電子能夠自由運動，所以金屬氫具有像單質金屬一樣的導電性。
按照簡併態超導理論，如果將金屬氫再施以更高的壓力，那麼金屬氫就有可能變成簡併氫。這樣，簡併氫應與簡併金屬晶體相似，其內部形成表層的“自由電子氣”和內層的“簡併氫離子晶格”。在這種狀態下，表層的“自由電子氣”和內層的“簡併氫離子晶格”是相對分離的。由此可以推斷：簡併氫可能具有超導電性。
圖｜高壓下的簡併氫示意圖（來源：網絡）
為了證明“簡併氫可能存在並具有超導電性”的預言，劉敦鈺在該書中還提出了“對金屬氫施加超高壓”的實驗建議：先把低温狀態下的固體氫加壓使其變為金屬氫，再對金屬氫施加超高壓可能變成簡併氫，然後放入穩定的磁場中，觀察是否具有超導現象。在實驗中，應在不同的超高壓實驗下觀察，如果觀察到超導現象，則測出它的臨界温度和臨界壓力與臨界磁場;如果還沒有觀察到超導現象，則繼續降低温度和施以更高的壓力，再觀察。如果觀察到超導現象，那麼證明“簡併氫可能存在並具有超導電性”的預言成立，同時也證明簡併相超導理論成立。
劉敦鈺提出的實驗建議與上述羅切斯特大學蘭加·迪亞斯團隊的實驗基本相符：
（1）17年前劉敦鈺只能從理論上建議對金屬氫施加超高壓，還不能給出具體的施加壓力的數據，而在上述羅切斯特大學蘭加·迪亞斯團隊的實驗施加的壓力約為地心壓力的70%，這的確是超高壓。這一點正符合劉敦鈺實驗建議的第一個要素——超高壓。
（2）劉敦鈺提出的實驗建議選用被施壓的材料是金屬氫，而在上述羅切斯特大學蘭加·迪亞斯團隊的實驗選用的材料是金屬般的固體氫，實驗中他們給氫加入碳和硫，目的是能降低製造難度。這一點也基本符合劉敦鈺實驗建議的第二個要素——金屬氫。
羅切斯特大學蘭加·迪亞斯團隊的實驗發現在温度約為15℃室温狀態下測出超導現象。而劉敦鈺根據其提出的簡併態超導理論和應用簡併態超導技術合成室温超導材料的方法，推斷合成陽離子晶體（或合金晶體）室温超導材料成為可能。
圖｜雜誌封面（來源：Nature）
根據簡併態超導理論，把金屬氫加壓後變成的“簡併氫”可理解為“單質簡併金屬晶體”，即是單質超導體(或稱元素超導體)，它屬於第一類超導體；把“氫加入碳和硫”加壓後形成金屬般的固體氫可理解為“金屬氫合金”或“多質簡併金屬晶體”，即是“合金超導體”，它屬於第二類超導體。
由此可見，紐約羅切斯特大學的蘭加·迪亞斯團隊的實驗應該説可以直接證實了劉敦鈺在17年前（2004年）提出的“簡併氫可能存在並具有超導電性”的預言成立，同時也可以直接證明了“簡併態超導理論”符合客觀性。
百餘年來，科學家們一直在探索超導的理論極限，據統計，通過超導研究直接獲得諾貝爾獎的科學家已有 10 位，其重要性由此可見一斑。
1908年，荷蘭物理學家昂內斯成功地液化了氦氣，1911年發現了某些金屬在液氦温度下電阻突然消失，即“超導電性”現象，於 1913年獲獎。
1938年，Kapitsa發現液氦的超流性，即不具有粘性。這是因為整數自旋的粒子可以結合在一起，形成波色愛因斯坦凝聚，從而不受其他干擾。Kapitsa因此工作榮獲1978年代諾貝爾物理學獎。
1957年，巴丁、庫珀和施裏弗合作創建了超導微觀理論，於1972年獲獎，這一理論能對超導電性作出正確的解釋，並極大地促進了超導電性和超導磁體的研究與應用。
1962年，英國物理學家約瑟夫森預言存在超導電子對隧道電流，第二年這一預言被實驗證實， 並被命名為約瑟夫森效應，於1973年獲獎。
1957年，挪威裔美國物理學家賈埃弗完成了量子力學隧道效應實驗，於1973年獲獎。
1983年，德國物理學家繆勒和瑞士物理學家柏德諾茲合作進行超導研究，三年後發現了鋇鑭銅氧體系高温超導化合物，於1987年獲獎。
2003年，俄羅斯物理學家阿布里科索夫、金茲布爾格和英國物理學家利蓋特，由於在創立解釋量子論中的兩大現象：超導體和超流體方面的理論方面作出突出貢獻，從而獲獎。
圖｜通過超導獲諾貝爾獎的科學家們（來源：網絡）
由此可見，超導的零電阻性質具有巨大的應用潛力，只要用電的地方，就可以用得上超導材料。
因此，很多網友大膽猜測：“簡併態超導理論”及“簡併氫可能存在並具有超導電性”預言可能是諾貝爾獎級的科學新發現！