我們每天都能感受到溫度的變化，春夏秋冬，日出日落，溫度都會起起落落，我們也會根據(jù)溫度的不同選擇不同的著裝。

但是，你真的了解溫度嗎？很多人都知道溫度存在極限最低值，也就是絕對零度，但并不知道也存在著最高溫度極限。

今天就與大家一起聊一聊有關(guān)溫度的那些東西，首先從溫度的本質(zhì)開始。

很多人會認(rèn)為冷熱就是溫度，但這種定義太籠統(tǒng)，也很抽象，并沒有明確定義溫度到底是什么，如何衡量冷和熱？

從物理學(xué)微觀視角來看，宇宙萬物都是由基本粒子構(gòu)成的，而粒子并不是靜止不動，而是一直在運動當(dāng)中。物理學(xué)上把微觀粒子運動的劇烈程度定義為溫度。

不過粒子的運動都是無序的，而且數(shù)量非常多，我們很難通過單一粒子的運動情況判斷物體的溫度， 普遍利用的是統(tǒng)計學(xué)手段。

具體來講就是，組成一個物體的粒子整體運動越是劇烈，表現(xiàn)出來的溫度就越高。相反，粒子整體運動越不劇烈，溫度就越低。

用物理學(xué)術(shù)語來講，物體的溫度可以用分子的平均動能來描述。當(dāng)分子平均動能越低，溫度自然就會越低。因此理論上講，當(dāng)分子的平均動能最低時，對應(yīng)的就是宇宙中的最低溫度。

這個溫度就是絕對零度，零下273.15度。

不過絕對零度只是理論上的最低溫，現(xiàn)實中是無法達到如此低溫的，因為微觀粒子不可能處于絕對靜止?fàn)顟B(tài)，量子力學(xué)的不確定性也表明了這點，我們只能盡可能接近絕對零度，但不可能達到。

那么高溫呢？高溫有沒有極限呢？

在很多人的固有印象里，溫度可以無限升高。理論上貌似也確實如此，剛才說了，溫度與分子的平均動能息息相關(guān)，如果我們能讓粒子的平均動能不斷升高，溫度不就可以無限高了嗎？

但實際上我們是做不到這點的，且不說宇宙中存在光速限制，即便不存在光速限制，也無法做到讓分子動能無限升高。

到底怎么回事呢？我們來具體分析一下，隨著溫度不斷升高，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。

我們都知道自然界存在三種物質(zhì)狀態(tài)，分別是固態(tài)，液態(tài)和氣態(tài)，這三種狀態(tài)就是分子平均動能不斷增加之后，出現(xiàn)的不同狀態(tài)。從固態(tài)到液態(tài)，再到氣態(tài)，分子的運動更劇烈，分子之間的距離也會變得更大，因而會影響到物體的宏觀狀態(tài)。

但如果給氣體一直加熱，會發(fā)生什么呢？

大家都知道，分子由原子組成，而原子由原子核和電子組成。原子核帶正電，電子帶負(fù)電，兩者之間通過電磁作用束縛在一起，這種情況下，電子就不會亂跑，原子才會保持穩(wěn)定。

才原子的穩(wěn)定也是相對的。當(dāng)外部輸入能量足夠高，電子就可以獲得足夠多的能量，足以讓電子擺脫原子核的束縛，從而成為自由電子。這時候的物體狀態(tài)就會呈現(xiàn)第四種：等離子態(tài)。

所謂的“等離子態(tài)”，說白了就是一鍋“粒子湯”，里面充滿了各種自由移動的粒子，比如說電子，原子核，光子等等。

等離子體在宇宙中是很常見的，比如說我們的太陽，其實就是巨大的等離子體，當(dāng)然其他恒星也是如此。太陽核心溫度高達1500度，壓強達到2500億倍大氣壓。

這里說點題外話，除了等離子態(tài)，其實還存在第五種物質(zhì)狀態(tài)：玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)，是一種非常接近絕對零度的超流性的物質(zhì)狀態(tài)，該狀態(tài)下的物體會出現(xiàn)違背我們常識的現(xiàn)象，這里就不再詳述了。

那么，等離子體是不是物體狀態(tài)的極限呢？如果一直給等離子體加熱，最終會怎么樣呢？溫度會不會無限升高呢？

就目前的人類科技水平而言，利用大型粒子對撞機，讓微觀粒子以非常接近光速的速度碰撞，科學(xué)家們曾創(chuàng)造出幾億度的高溫。理論上講，如果粒子對撞機足夠強大，還能制造出更高的溫度。

我們很難想象幾億度的高溫到底什么樣，到底意味著什么。不過有一個問題，科學(xué)家們?yōu)楹我L試創(chuàng)造如此高的溫度呢？

主要目的就是模擬宇宙起源的環(huán)境。宇宙大爆炸是當(dāng)今宇宙起源的主流理論，該理論認(rèn)為我們的宇宙起源于138億年前的大爆炸。

根據(jù)現(xiàn)有物理法則，我們并不知道宇宙大爆炸瞬間到底發(fā)生了什么，只知道宇宙大爆炸發(fā)生一個普朗克時間之后的事情。

因為普朗克時間是有意義的最短時間單位，任何小于普朗克時間的單位對于我們來講都是沒有一樣的。因此，大爆炸發(fā)生之后一個普朗克時間之內(nèi)到底發(fā)生了什么，我們并不知道，根據(jù)現(xiàn)有大自然法則，這段時間其實是沒有意義的。

因此，對于我們來講，大爆炸發(fā)生一個普朗克時間的瞬間溫度，也就是普朗克溫度，就是宇宙的最高溫度，高達1.4億億億億度。之后宇宙不斷膨脹，溫度不斷下降，開始形成各種基本粒子，還有四大基本作用力，再也沒有出現(xiàn)過如此高的普朗克溫度。

也就是說，普朗克溫度只出現(xiàn)過一次，那就是宇宙大爆炸發(fā)生一個普朗克時間的瞬間溫度！

進一步來講，在不考慮技術(shù)問題的情況下，我們確實可以讓溫度不斷升高，而在這個過程中，構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子會逐漸走向衰亡，最終消失，同時四大基本作用力也會合并在一起，形成所謂的“超力”，最終成為純能量狀態(tài)，而這種狀態(tài)下的溫度就是普朗克溫度。

說白了，這個過程就相當(dāng)于把宇宙演化史進行倒放，一直倒放到宇宙大爆炸瞬間，就相當(dāng)于我們創(chuàng)造了一個新的宇宙。

這也是為什么一旦創(chuàng)造了1.4億億億億度的普朗克溫度，實際上就等同于創(chuàng)造了一個全新的宇宙。

而在溫度不斷上升的過程中，溫度本身的定義其實也發(fā)生了根本性變化，因為溫度上升到一定高度，微觀粒子就會衰亡不存在了，原來對溫度的定義是：微觀粒子的熱運動劇烈程度，顯然已經(jīng)不適用了，因為粒子本身已經(jīng)不存在了。

純能量的狀態(tài)是很難去想象的，而純能量的溫度更是需要全新的視角去審視。至于宇宙大爆炸發(fā)生一個普朗克時間之前的狀態(tài)，更是我們無法理解的，有科學(xué)家認(rèn)為那種狀態(tài)或許是“超時空”狀態(tài)，而“超時空”的概念本身就是我們無法理解的，現(xiàn)代物理學(xué)也很難解釋。