当时的困境
金属的电阻在温度一路降到绝对零度时会怎样？十九世纪末有三种互不相容的答案，而且每一种都有理由。
开尔文推测，低温下电子会被「冻」回原子上，能参与导电的载流子越来越少，电阻应当掉头上升、趋于无穷。杜瓦相信电阻随温度线性下降，最终归零。马西森定则给出第三种：杂质造成的散射与温度无关，因此电阻会降到一个由样品纯度决定的「剩余电阻」就停住不动。
三条曲线只在几开尔文以下才分得开，而那片温区当时没有人到得了。氦是最后一种没能被液化的「永久气体」，它像一堵墙，把实验挡在真相门外。
昂内斯的做法不是先猜答案，而是先造机器。他在莱顿建起当时世界上唯一一条工业规模的低温流水线：自己提纯气体、自己设计压缩机，甚至自己办了一所学校培养玻璃工与仪器技工。实验室的座右铭是 Door meten tot weten——通过测量获得知识。1908 年 7 月 10 日，他第一次把氦液化，得到约 60 毫升液体，温度 4.2 K；抽气减压后压到 1.5 K。此后十五年，莱顿是地球上唯一能做液氦实验的地方。
洞见时刻
1911 年，昂内斯把测量对象定为汞。理由很实际：汞可以反复蒸馏提纯，而按马西森定则，最纯的金属最有希望看到电阻一路趋近于零。换句话说，他是去验证那条最保守的预言的。
结果不保守。4 月 8 日的实验记录里，温度降到约 3 K 时汞的电阻已经「几乎为零」——荷兰文笔记本上写的是 Kwik nagenoeg nul。转变究竟发生在哪个温度，是此后几个月把测点加密才夹出来的：4.2 K 附近，塌落的宽度不到百分之几开尔文。这不是平滑趋零，是断崖。
他先怀疑短路。换样品、清洗管路、把汞封进 U 形毛细管做成细得多的样品重测——转变依旧在同一温度发生，而且更陡。到当年 11 月，他确认这是一种新的物态，取名 supraconductivity（后来通行的写法才是 superconductivity）。
零到什么程度？昂内斯当时只能给出上限。真正的答案来自超导环里的持续电流：1963 年 File 与 Mills 用核磁共振监测超导螺线管中的电流，给出的衰减时间下限超过十万年。
还有一点常被略去：读电流计的人不是昂内斯。做测量的是他的两名助手霍尔斯特与多斯曼，霍尔斯特后来成为飞利浦研究实验室的第一任主任。论文上只署了昂内斯一个人的名字——那是当时大实验室的惯例。
涟漪效应
「电阻为零」并不是超导的定义，这一点花了二十二年才弄清。
1933 年，迈斯纳与奥克森费尔德测量超导锡与铅周围的磁场分布，发现了一件从零电阻推不出来的事：把超导体先放进磁场再降温，它会主动把磁场从体内挤出去。一个理想的「完美导体」只会把已经穿过它的磁通冻结在原地，来路如何就保持如何；超导体却一律排空。这说明超导态是一个有确定热力学状态的相，而不是「电阻恰好为零的金属」。磁悬浮演示里那块稳稳浮在轨道上方的样品，直接原因就是迈斯纳效应。
1950 年，金兹堡与朗道写下一个复数序参量和它满足的方程，把超导体在磁场中、在边界附近的行为变成了工程上能算的东西。方程里冒出两个长度：磁场渗入的深度 λ 与序参量变化的尺度 ξ。1957 年，朗道组里的阿布里科索夫发现，当 λ/ξ 超过 1/√2 时，超导体不再把磁场抵抗到底，而是让磁通以一份份量子化的涡旋钻进来、排成三角格子——这就是第二类超导体。朗道起初不相信这个结果，稿子被压了好几年才得以发表。
这条弯路耽误了半个世纪的应用。 昂内斯 1913 年就打算用超导线绕一块 10 特斯拉的磁体，很快发现电流稍大超导就消失，认定此路不通。他撞上的是临界电流与临界磁场，而第一类超导体的临界磁场只有百分之几特斯拉，确实做不成磁体。直到 1961 年，贝尔实验室的昆兹勒等人发现 Nb₃Sn 在 8.8 特斯拉下仍能承载巨大电流——第二类超导体的涡旋只要被杂质钉扎住就不再耗散。超导磁体这才成立，距离发现已经过去五十年。
如果没有它
今天的超导线几乎都出自那一族材料：铌钛与 Nb₃Sn。医院 MRI 里那块常年通电、却不接电源的线圈是它，大型强子对撞机 27 公里环上浸在 1.9 K 超流氦中的上万块磁铁是它，核磁共振谱仪、脑磁图、超导量子比特里的约瑟夫森结也是它。
未竟的部分同样该说。1986 年柏诺兹与缪勒在一种铜氧化物里测到 35 K 的转变，一年之内 YBCO 被推到 93 K——第一次越过液氮的 77 K，冷却成本从此降了两个数量级。可这类材料至今没有公认的微观理论，标准的 BCS 解释在它们身上并不成立（微观机制那一侧的故事见本站「BCS 超导理论」页）。常压下的纪录停在汞系铜氧化物的约 135 K；室温超导的两次高调宣称，最后都以论文被撤回收场。
从 1911 年那次被当成短路的测量算起，超导给了工业界一批无可替代的机器，也留下了凝聚态物理最大的一道未解题。