我國(guó)北方地區(qū)一般到了1月份溫度在零下5到10℃左右甚至更低，而南方有些地區(qū)溫度雖然相對(duì)較高，一般應(yīng)該是在零上5℃到10℃左右。

溫度的變化也是衣服薄厚的變化，溫度在生活中也是一個(gè)重要的穿衣參數(shù)。地球上所有的生物對(duì)于溫度都有一個(gè)適應(yīng)機(jī)制，溫度如果過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)對(duì)生物本身產(chǎn)生一定的影響。

而目前人類在面臨著全球變暖帶來(lái)的溫度上升，預(yù)計(jì)到了2100年，全球平均氣溫將上升1.4~5.8攝氏度左右！溫度的上升和下降對(duì)于全球來(lái)說(shuō)都是一個(gè)不好的現(xiàn)象。

回過(guò)頭，我們?cè)賮?lái)討論溫度這個(gè)概念。

我們都知道溫度是表示物體冷熱程度的一個(gè)物理量，而我們對(duì)溫度的理解也是冷和熱兩個(gè)概念。它對(duì)生物體也有著不可忽視的作用。

生物體包括人在內(nèi)，對(duì)溫度的敏感性還是比較大的。地球上幾乎所有的生物都生活在零下幾攝氏度到50攝氏度之間。

當(dāng)環(huán)境溫度低于一個(gè)臨界值，會(huì)導(dǎo)致生物代謝紊亂，蛋白質(zhì)合成受阻，脫水變性。

高溫則會(huì)破壞酶的活性，夏天沒(méi)有食欲就是因?yàn)槲傅鞍酌傅幕钚院艿?，?dǎo)致消化減慢。同時(shí)還會(huì)造成缺氧以及神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等癥狀。

人的正常溫度是37度左右，感冒發(fā)高燒時(shí)體溫會(huì)上升到40攝氏度，即使是三度的差距，也足以對(duì)身體造成惡劣的傷害，可見(jiàn)人類有多么的脆弱。

除了溫度對(duì)生物體的影響，在其他方面也是不可忽略的因素之一。

比如物理和化學(xué)中也有著特別的意義，物理中溫度是粒子運(yùn)動(dòng)的直接體現(xiàn)，而在化學(xué)中不同溫度下的物體是有著不一樣的狀態(tài)。

• 1.溫度可以影響化學(xué)反應(yīng)的速率。
• 2.溫度可以使物體產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象。
• 3.溫度充當(dāng)了熱力學(xué)重要的參數(shù)。
• 4不同的溫度能影響聲速，空氣密度的大小。

溫度計(jì)的原理就是熱脹冷縮，當(dāng)溫度升高時(shí)，溫度計(jì)內(nèi)的物質(zhì)就會(huì)膨脹，體積增大。溫度降下來(lái)，體積又會(huì)減小。

宏觀上來(lái)講，溫度表達(dá)的是物體的冷熱程度，這也是人們對(duì)溫度的最直觀的表達(dá)。

但是對(duì)于人來(lái)說(shuō)，冷和熱都是相對(duì)的，用冷熱程度來(lái)形容顯然不合理。

假設(shè)有三杯水，溫度分別是0攝氏度，20攝氏度，40攝氏度。先把左手放到0度的水中，右手放到40度的水中，1分鐘后，同時(shí)放入20度的水中，這時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，左手給你的感覺(jué)是：這杯水是“熱的”，而右手給你的感覺(jué)則是：這杯水是“冷的”。

顯然，僅通過(guò)冷熱關(guān)系是無(wú)法精確描述溫度的。

于是科學(xué)家不得不找出，不受外界影響的單位來(lái)客觀的描述溫度這個(gè)物理量。

攝氏度的出現(xiàn)在1742年，由瑞典天文學(xué)家安德斯·攝兒修斯提出的，經(jīng)過(guò)幾次改進(jìn)后。最終把1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純凈的冰水混合物的溫度定義為0攝氏度，水的沸點(diǎn)定義為100攝氏度。并把中間的溫度差平均分為100份，每一份就是1攝氏度。

開(kāi)爾文勛爵

1848年，開(kāi)爾文勛爵發(fā)表了一篇名為《關(guān)于一種絕對(duì)溫標(biāo)》（On an Absolute Thermometric Scale），在論文中提到了“絕對(duì)的冷”的概念作為溫標(biāo)的零點(diǎn)（0K），也就是絕對(duì)零度，并使用攝氏度作為單位增量。通過(guò)測(cè)算得到絕對(duì)零度等于-273攝氏度。

1954年，第十屆全國(guó)計(jì)量大會(huì)（CGPM）把這個(gè)值訂為-273.15攝氏度，這個(gè)值就是宇宙中溫度的下限值。

有人可能會(huì)問(wèn)了，為什么溫度會(huì)有一個(gè)下限值，難道不可能更“冷”了嗎？

這時(shí)候，我們?cè)賮?lái)了解一下溫度的本質(zhì)是什么？

剛剛已經(jīng)提到溫度是表達(dá)物體冷熱程度的物理量，現(xiàn)在我們從微觀角度來(lái)看，溫度是由物體分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，分子熱運(yùn)動(dòng)越是劇烈，物體的溫度就越高。溫度是物體分子間的平均動(dòng)能的表現(xiàn)（注意是平均動(dòng)能，而不是單個(gè)或多個(gè)分子，因?yàn)閱蝹€(gè)分子不存在溫度）

• 接著我們大膽猜測(cè)一下，當(dāng)物體分子停止熱運(yùn)動(dòng)會(huì)發(fā)生什么？

沒(méi)錯(cuò)，這時(shí)物體的溫度就達(dá)到了絕對(duì)零度，

在這個(gè)溫度下，粒子的動(dòng)能和勢(shì)能都降到了零，內(nèi)能也為零，不與外界發(fā)生能量轉(zhuǎn)化和，包括電子都停止了運(yùn)動(dòng)。

• 顯然，這個(gè)假設(shè)并不能實(shí)現(xiàn)，絕對(duì)零度只能無(wú)限接近，而無(wú)法達(dá)到。

學(xué)過(guò)物理的應(yīng)該都知道，粒子是在永不停歇的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這就說(shuō)明了粒子永遠(yuǎn)不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，這就意味著絕對(duì)零度只是一個(gè)理想值，現(xiàn)實(shí)中是無(wú)法達(dá)到的。

還記得量子力學(xué)中的不確定性嗎？就是說(shuō)粒子的位置和動(dòng)量是不可能被同時(shí)確定的，如果粒子停止運(yùn)動(dòng)的話，那么其位置和速度是一個(gè)確定的值了，這樣就把量子力學(xué)給推翻了！

目前科學(xué)家為了一次又一次的接近絕對(duì)零度，進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，達(dá)到的溫度已經(jīng)和絕對(duì)零度的差距非常小了。其中比較著名的方法有以下：

激光冷卻法

這種方法最早是由斯坦福大學(xué)的T.W.漢森等人提出的一種設(shè)想，原理是使用多道激光將氣體分子減速，從而降低分子的平均動(dòng)能。

當(dāng)原子的量子態(tài)都凝聚成單一的量子態(tài)時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)出玻色-愛(ài)因斯坦凝聚。這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要的低溫是1.7×10^-7 K，1995年，埃里克·康奈爾和卡爾·威曼首次獲得了玻色-愛(ài)因斯坦凝聚。也就是說(shuō)他們成功創(chuàng)造出了1.7×10^-7 K的低溫環(huán)境。

而最新實(shí)驗(yàn)表明，人類所創(chuàng)造出的最低溫已經(jīng)達(dá)到了-273.149999999k。

說(shuō)完了溫度的下限，我們?cè)賮?lái)看看，溫度的上限。

可能在大家的印象中，幾千攝氏度就算得上是高溫了，比如太陽(yáng)表面溫度5770k以上。這是什么概念呢？到目前為止，還沒(méi)有任何物質(zhì)能夠承受這個(gè)溫度。

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而我國(guó)的第一個(gè)原子彈在爆炸中心溫度就達(dá)到了5000萬(wàn)攝氏度，再來(lái)說(shuō)一下氫彈的溫度，據(jù)研究表明氫彈可能會(huì)超過(guò)一億攝氏度！再高一點(diǎn)，人類使用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)使粒子相互碰撞創(chuàng)造出5萬(wàn)五千億攝氏度的高溫。

以上所說(shuō)的溫度可能在我們看來(lái)已經(jīng)算得上高溫中的高溫了，但是現(xiàn)在要來(lái)說(shuō)一下宇宙最高溫。

• 接下來(lái)的數(shù)據(jù)可能超乎你想象。

根據(jù)宇宙大爆炸假說(shuō)，在138億年前，宇宙由一個(gè)奇點(diǎn)發(fā)生大爆炸，然后產(chǎn)生了宇宙最高溫，大約為1.417×1032開(kāi)爾文，也就是1.4億億億億開(kāi)爾文。如此高的溫度只存在了一個(gè)普朗克時(shí)間（5.39×10???s。之后宇宙再也無(wú)法誕生出這個(gè)溫度，于是普朗克溫度就成了溫度的上限值。

最后我們來(lái)總結(jié)一下

我們討論完溫度會(huì)發(fā)現(xiàn)溫度是個(gè)可以深入研究的物理量，首先溫度是有范圍的，絕對(duì)零度是溫度的下限，它只是一個(gè)理論值，既不存在，也無(wú)法達(dá)到。溫度最大值則是普朗克溫度，它只在宇宙大爆炸之初，存在了一瞬間。未來(lái)宇宙中將再也不會(huì)出現(xiàn)如此高的溫度。

溫度的本質(zhì)是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，宇宙中所有的粒子都在永不停息的進(jìn)行著運(yùn)動(dòng)。即使是宇宙背景輻射的溫度也有3k。所以沒(méi)有了物質(zhì)，也就不存在溫度這一說(shuō)。