正常導(dǎo)體存在電阻效應(yīng)，如果給其一個電流脈沖，這個電流會很快衰減為零。如果將超導(dǎo)體降溫到一個很低的臨界溫度以下，這時該金屬的電阻會突然消失，從而進入超導(dǎo)狀態(tài)。超導(dǎo)線圈中的電流可以在沒有外加電壓的情況下持續(xù)存在。從微觀角度來說，超導(dǎo)與普通導(dǎo)體的區(qū)別在于其中電子的存在形式。普通導(dǎo)體中電子單個存在，由于電子作為費米子，根據(jù)泡利不相容原理，會逐漸由低到高占據(jù)能帶直到費米能級。而在超導(dǎo)體中，電子之間借助晶格的相互作用而產(chǎn)生一個等效的吸引作用，從而兩兩配對，成為庫伯電子對。這種配對效應(yīng)會在電子的連續(xù)能譜中打開一個帶隙，從而導(dǎo)致金屬中的常見散射不足以克服這一帶隙而不會發(fā)生。這就解釋了超導(dǎo)中持續(xù)電流存在的原因。從另外一個角度分析，由于兩個費米子的復(fù)合例子是玻色子，在低溫下這些電子對會凝聚到最低的能級上，從而形成一種宏觀的量子態(tài)。這一超導(dǎo)機制（BCS理論）由巴登、庫伯、施里弗于1957年前后首次提出，他們也因此獲得了1972年的諾貝爾物理學獎。值得一提的是，巴登此前于1947年與布拉頓合作制作出世界上第一個三極管，并因此與發(fā)明二極管的肖克萊共享了1956年的諾貝爾物理獎。巴登也是迄今為止唯一一個獲得兩次諾貝爾物理獎的科學家。 

　　我們把時間定格在1962年。當時巴登已經(jīng)獲得了諾貝爾物理學獎，并且創(chuàng)立了超導(dǎo)的BCS理論，而約瑟夫森此時只是劍橋大學的一名在讀博士研究生。約瑟夫森考慮的是如果將兩塊超導(dǎo)體逐漸靠近，中間只夾著一層幾納米厚的絕緣體，會發(fā)生什么情況？ 

　　約瑟夫森認為，由于超導(dǎo)中電子處于一種宏觀的量子態(tài)，那么兩塊超導(dǎo)體中的波函數(shù)就會發(fā)生一定的疊加，并且產(chǎn)生干涉效應(yīng)。當兩塊超導(dǎo)體之間沒有外加電壓時，我們可以認為二者中電子對波函數(shù)的頻率相等，這時波函數(shù)的疊加導(dǎo)致電子對直接隧穿通過絕緣層。這一遂穿電流的大小取決于二者的相位，如果當它們的相位相同時，會發(fā)生相長干涉，兩個波互相增強，波動幅度加倍，頻率不變；當相位相反（相差180度）時，會發(fā)生相消干涉，波動幅度為0。如果在兩塊超導(dǎo)體之間加入電壓，會發(fā)生什么情況呢？這時兩者的波函數(shù)頻率會有不同，從而會發(fā)生拍頻的現(xiàn)象。例如當我們在幾乎同一個位置放置兩個頻率略微不同的音叉，當它們共同發(fā)出聲音時，我們在遠處會聽到聲音強度會有一個緩慢的強弱變化，這一強度變化的頻率等于兩個音叉頻率的差值。同樣的道理，當兩塊超導(dǎo)體中電子對波函數(shù)頻率由于外加電壓而略微不同時，它們之間的干涉導(dǎo)致波函數(shù)的幅度隨時間發(fā)生強弱交替的變化，這反應(yīng)在電流上，就導(dǎo)致一個來回震蕩的交流電流。由于波函數(shù)的頻率正比于能量，波函數(shù)的頻率差正比于外加電壓，這樣通過整個體系的電流震蕩頻率也就正比于外加電壓。直觀上來說，這是一個很令人吃驚的結(jié)果，因為一個恒定的外加電壓居然會產(chǎn)生交變的電流！ 

　　約瑟夫森發(fā)表上述理論后，得到了巴登的強烈反對。因為在約瑟夫森的推理中，需要認為電子可以對作為一個整體穿過絕緣層，從而形成波函數(shù)間的量子干涉。而事實上，根據(jù)BCS理論，只有在超導(dǎo)狀態(tài)的材料中電子才能穩(wěn)定地成對地出現(xiàn)和運動。如果在絕緣材料中電子是以單個的形式穿過，那么約瑟夫森將不會再成立。在巴登1962年發(fā)表的一片論文中，他以注釋的形式寫道：由于電子配對機制不會延伸到絕緣層中，約瑟夫森提出的效應(yīng)不會存在。在九月份于倫敦召開第八屆國際低溫物理會議上，兩人甚至發(fā)生了面對面的交鋒。作為一名研究生，面對大名鼎鼎的諾貝爾獎得主，約瑟夫森依然堅持了自己的意見。 

　　最終，1963年，安德森和羅厄爾通過實驗證明了約瑟夫森的結(jié)果是正確的。事實上，當絕緣層的厚度為幾個納米時，仍然小于電子的相干長度，絕緣層兩側(cè)的電子仍然可以發(fā)生關(guān)聯(lián)，從而支持了電子對隧穿的圖像。這一效應(yīng)于是被稱為約瑟夫森效應(yīng)，并且用來成為電壓的測量標準，而超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）也是基于約瑟夫森效應(yīng)構(gòu)建的。1972年和1973年的諾貝爾獎也分別授予巴登和約瑟夫森，以表彰他們在超導(dǎo)領(lǐng)域的貢獻。