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70年前的预言大多数人初次听到玻色爱因斯坦凝聚这个术语时，都感到既陌生又神秘。那它到底是什么意思呢？早在1924年，印度物理学家萨蒂延德拉玻色(Stayendra Bose，18941974)提出了一个分析光子行为的统计力学方法，也就是现在我们所说的“玻色统计”。玻色提出了一种新的统计理论，它与传统的统计理论仅在一条基本假定上不同。传统统计理论假定一个系统中所有的粒子之间都是可以辨别的，可以给它们分别标上记号，并且相互之间不会混淆的。基于这一假定的经典的统计力学理论圆满地解释了理想气体定律，取得了非凡的成功。然而玻色却认为，我们实际上根本不可能区分两个光子之间有什么不同。玻色讨论了如下一个问题：将N个相同的小球放进M个标号为1，2，的箱子中，假定箱子的容积足够大，可能有多少种不同的放法？在此问题的基础上，他采用与传统统计相似的方法得到了一套新的统计理论。玻色的理论无须借助经典电动力学的理论。就可以正确描述光子的行为，但他在发表自己的理论时却遇到一些麻烦，因为人们不相信他的结果，不肯在科学杂志上利登他的论文。于是玻色就将论文寄给爱因斯坦这位当时最有名的物理学家。爱因斯坦立刻意识到这篇论文的重要性，并通过自己的影响力将它发表在德国的学术刊物上。也许有人会问，玻色的理论为什么还同时用爱因斯坦的名字来命名呢？事实上，爱因斯坦不但帮助玻色发表了论文，而且还进一步对他的理论进行深化和推广。爱因斯坦认为，玻色的理论不但对光子适用，而且还可以用来研究所有原子的行为。他最终建立了遵守玻色爱因斯坦统计的粒子的完整量子模型。爱因斯坦发现，他建立的方程式表明，原子在非常低的温度下的表现与通常状态相比大为不同。如果原子足够冷，那么就可能会有一些不同寻常的事情发生。它是那样的奇异，以致爱因斯坦无法确定自己的理论是否正确。也许有人认为，爱因斯坦是永远不会错的，但事实上他只对了一半。因为并不是所有原子都遵守玻色爱因斯坦统计。现在我们已经知道，粒子实际上可以分成两大类。一类称为玻色子，遵守玻色爱因斯坦统计；另一样称为费米子，遵守费米狄拉克统计。爱因斯坦的理论表明，在足够低的温度下，所有原子有可能处在相同的最低能级上，所有原子的行为就像一个粒子一样。为了理解能级的概念，我们可以将原子想像成一个个的小球，它们被放进一个碗中滚动，并且让其能量必须取一系列确定的数值，就像台阶一样从小到大，而不是以随便一个速度运动。这就是所谓的能级。量子力学认为，任何物体的能量都不是连续取值的，而只能是这种不连续的方式，当然，对一个宏观的小球而言，相邻的两个能级之间的差是很小的，以至我们根本不会察觉到。爱因斯坦的方程预言，在正常温度下，原子可以处于任何一个能级上，但在非常低的温度下，大部分原子会突然跌落到最低的能级上，就好像一座突然坍塌的大楼一样。这些堆积在最低能级上的原子呈现的就是所谓的玻色爱因斯坦凝聚态。值得注意的是，这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同，它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。玻色爱
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