在中國的北邊，嚴(yán)冬的氣溫常在零下5到10℃，甚至更低。而南方某些地區(qū)，氣溫則相對較暖，一般介于零上5℃到10℃之間。

氣溫的起伏亦影響著我們衣物的厚薄。在生活的方方面面，溫度都是穿衣的重要指標(biāo)。生存于世上的生物對于溫度的適應(yīng)都有各自的機(jī)制，不論是高溫還是低溫，都可能對生物體產(chǎn)生影響。

如今，全球氣溫因溫室效應(yīng)而上升，預(yù)測至2100年，全球平均溫度可能上升1.4至5.8攝氏度。無論上升或下降，溫度的變化對全球而言，皆不是吉兆。

讓我們回溯到溫度的主題。

我們都了解，溫度是衡量物體冷熱程度的物理量。對于我們而言，溫度代表著冷與熱。它對于生物體同樣具有重要意義。

生物體，以人類為例，對溫度的感知相當(dāng)敏感。地球上的大多數(shù)生物都生存于零下幾攝氏度到50攝氏度的溫度范圍內(nèi)。

如果環(huán)境溫度低于某個臨界點，可能導(dǎo)致生物新陳代謝紊亂，蛋白質(zhì)合成受阻，甚至脫水變性。

而過高的溫度會影響酶的活性，如夏季食欲不振便是胃蛋白酶活性降低所致，高溫還可能導(dǎo)致缺氧及神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙。

人類的正常體溫大約為37℃。在感冒發(fā)燒時，體溫可上升至40℃。盡管只有3℃的溫差，但足以對身體產(chǎn)生嚴(yán)重影響，顯現(xiàn)人類的脆弱。

除了生物體，溫度在其他領(lǐng)域也是不可或缺的考量因素。在物理與化學(xué)領(lǐng)域，溫度有著特殊的含義。在物理中，溫度是粒子運動的直接反映；而在化學(xué)中，不同溫度下的物質(zhì)狀態(tài)各異。

1.溫度影響化學(xué)反應(yīng)的速度。

2.溫度可導(dǎo)致物體發(fā)生熱脹冷縮。

3.溫度是熱力學(xué)的關(guān)鍵參數(shù)。

4.溫度差異會影響聲速與空氣密度。

溫度計的工作原理便是基于熱脹冷縮現(xiàn)象。隨著溫度升高，溫度計內(nèi)的物質(zhì)會膨脹；而溫度降低時，體積則會縮小。

從宏觀角度來看，溫度體現(xiàn)的是物體的冷熱程度，這也是人們對溫度最直觀的理解。

然而，冷與熱相對而言，僅用冷熱程度來描述顯然不夠精確。

舉例而言，如果有三杯水，溫度分別為0℃、20℃、40℃，先將左手浸入0℃的水中，右手浸入40℃的水中，1分鐘后同時將雙手放入20℃的水中，你將感受到左手所觸的水是“熱的”，而右手所觸的水是“冷的”。

顯然，僅通過冷熱關(guān)系無法精確描述溫度。

因此，科學(xué)家們尋求不受外界影響的單位，以客觀地描述溫度這一物理量。攝氏度是在1742年由瑞典天文學(xué)家安德斯·攝爾修斯提出，經(jīng)過數(shù)次修改，最終將1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度定為0℃，水的沸點定為100℃，并把中間的溫度差平均分為100份，每一份即為1℃。

1848年，開爾文勛爵發(fā)表了一篇題為《關(guān)于一種絕對溫標(biāo)》的論文，提出了“絕對的冷”的概念，即溫標(biāo)的零點（0K），也就是絕對零度，并以攝氏度作為單位增量。通過測算得出，絕對零度等同于-273℃。

1954年，第十屆國際計量大會（CGPM）將這個值定為-273.15℃，成為宇宙溫度的下限。

或許有人會問，為何溫度有下限，難道溫度不能更“冷”嗎？

讓我們深入探討溫度的本質(zhì)。

溫度是表示物體冷熱程度的物理量，從微觀角度看，溫度由物體分子熱運動產(chǎn)生，分子熱運動越劇烈，物體溫度越高。溫度是物體分子間平均動能的體現(xiàn)（注意是平均動能，不是單個或多個分子的動能，因為單個分子不存在溫度）。

我們大膽假設(shè)，如果物體分子停止熱運動，會發(fā)生什么？

沒錯，此時物體的溫度便達(dá)到了絕對零度。

在這個溫度下，粒子的動能和勢能降為零，內(nèi)能也為零，不再與外界發(fā)生能量交換，包括電子都停止了運動。

然而，這個假設(shè)實際上無法實現(xiàn)，絕對零度僅能無限接近，卻無法真正達(dá)到。

物理學(xué)告訴我們，粒子永不停歇地進(jìn)行無規(guī)則運動，這表明粒子永遠(yuǎn)不會停止運動，這意味著絕對零度僅是一個理想值，現(xiàn)實中無法實現(xiàn)。

還記得量子力學(xué)中的不確定性原理嗎？即粒子的位置和動量無法同時被確定。如果粒子停止運動，那么其位置和速度將成為確定值，這將顛覆量子力學(xué)的基本原理！

為了盡可能接近絕對零度，科學(xué)家們進(jìn)行了多次實驗，已達(dá)到的溫度與絕對零度的差距已微乎其微。其中較知名的方法包括激光冷卻法。

此方法最初由斯坦福大學(xué)的T.W.漢森等人提出，通過使用多道激光降低氣體分子的動能，從而減少分子的平均動能。

當(dāng)原子的量子態(tài)都匯聚成單一的量子態(tài)，即玻色-愛因斯坦凝聚。此實驗需要的低溫為1.7×10的負(fù)7次方K，1995年，埃里克·康奈爾與卡爾·威曼首次實現(xiàn)玻色-愛因斯坦凝聚，這意味著他們成功創(chuàng)造出了1.7×10乘以10的負(fù)7次方 K的低溫環(huán)境。

最新的實驗顯示，人類所能創(chuàng)造的最低溫度已達(dá)到-273.149999999k。

講完溫度的下限，我們再來看看溫度的上限。

在大家的認(rèn)知中，幾千攝氏度或許已算是高溫，例如太陽表面溫度超過5770k。這個溫度的概念是，目前尚無任何物質(zhì)能承受。

我國首枚原子彈爆炸中心的溫度達(dá)到5000萬攝氏度，氫彈的溫度據(jù)研究可能超過1億攝氏度！在大型強(qiáng)子對撞機(jī)中，人類甚至能夠創(chuàng)造出5萬五千億攝氏度的高溫。

然而，這些所謂的高溫在宇宙最高溫面前不值一提。

根據(jù)宇宙大爆炸理論，138億年前，宇宙由一個奇點爆炸產(chǎn)生，瞬間達(dá)到宇宙最高溫，約1.417×10的32次方開爾文，即1.4億億億億開爾文。如此高溫僅持續(xù)了一個普朗克時間。之后，宇宙無法再產(chǎn)生這樣的高溫，因此普朗克溫度成為溫度的上限值。

總結(jié)來說，溫度是個值得深入探討的物理量。溫度有其范圍，絕對零度是溫度的下限，僅是理論值，既不存在也不可觸及。而溫度的最大值則是普朗克溫度，僅在宇宙大爆炸之初瞬間出現(xiàn)，未來宇宙中不會再有如此高溫。

溫度的本質(zhì)是物體分子熱運動的劇烈程度，宇宙中所有粒子都在永不停息地運動。即使是宇宙背景輻射也有3k的溫度。所以，沒有物質(zhì)，便不存在溫度這一概念。