高温和寒冷的摄氏度界限（温度的上限和下限）

温度关乎人的心情和感受，更事关人类的生存。在日常生活中，与温度相关的讨论，最多的就是气温和人的体温。人类的平均体温大约在37度左右，正常情况下波动不超过1摄氏度。最适宜人类生存的环境温度大约为15摄氏度。在地球表面，通常两极地区较冷、赤道地区最热，地球上的气温差异可达100多度。

我们凭感觉就可以判断水的冷热，但这只能定性描述，为了定量化描述水的冷热程度，于是我们就发明了温度这个概念。众所周知，物体是由分子构成的，分子总是在永不停息的运动。从微观角度来看，温度就是大量分子的热运动的剧烈程度。对于单独一个分子来说，温度没有意义。

我们只能通过物体随温度变化的某些特征量来间接测量温度。生活中一般利用物体的热胀冷缩现象来进行温度测量。就拿我们常见的水银温度计来说，它就是利用水银的热胀冷缩现象而制成的。当温度升高时，水银的体积就会膨胀；温度下降，水银的体积又会缩小。利用水银的体积和温度成正比这一特性，将水银密封在一个玻璃管中，规定一个零点，并均匀的划上刻度，于是一个简单的温度计就做成了。

为了日常生活中的使用方便，通常使用摄氏温标。摄氏温标规定冰水混合物的温度为0度，标准大气压下纯水沸腾的温度为100度。此外常见的还有华氏温标以及热力学温标（开氏文标）。

人类历史记载过的南极最低温曾达到零下90多度，但这并不是最低的温度，宇宙间的最低温度可以达到零下270摄氏度。普通火炉的温度只有几百度；目前已知熔点最高的物质是铪合金（Ta4HfC5)，我们需要4215多度的温度才能将其融化；太阳表面有5000多摄氏度，内部核心温度可达1500万摄氏度。

不过，物体的温度并不能无限地升高或者降低，物质存在一个最高温和一个最低温。

普朗克温度是宇宙间的最高温，他是宇宙大爆炸初始时刻的物质温度，其理论数值大小为1.42×10^32℃。科学家推测没有任何物质的温度能够超越它。

（普朗克温度：宇宙大爆炸10^-43秒后的温度）

之所以存在一个最高温，是因为物体的温度越高，分子的运动速度越快，而真空中的光速是宇宙中物体运动速度的极限。当粒子的速度越来越接近光速时，其质量也就越来越大，超过临界值时，构成物体的每个粒子都会坍缩成黑洞，那么时间和空间也将会崩溃。因此，除了宇宙大爆炸第一个瞬间，没有物质的温度能达到甚超越他。

目前人类所能产生的最高温是5亿度，比太阳中心温度还要高上30倍。该温度是1994年美国普林斯顿物理实验室中的托卡马克装置创造出来的，是氘和氚在核聚变反应时产生的等离子体的温度。这与普朗克温度相比，根本不在一个数量等级上。

（上图为托卡马克核聚变反应堆示意图）

温度存在一个理论上限，自然也存在理论下限。理论上来讲，物体的温度只能无限接近于零下273.15摄氏度，因在热力学温标下为 0开，故该温度被称之为绝对零度。热力学第三定律的内容就是绝对零度不可达。

（上图为超低温状态下的超导悬浮现象）

理论上来说，在绝对零度状态下，物体分子会处于静止状态，没有了热运动。事实上，物体分子是不可能保持绝对静止止状态的，因此绝对零度不可达。不过，在量子世界中，即使物体的温度达到绝对零度，在泡利不相容原理以及不确定性原理的制约下，像电子等基本粒子仍然会存在量子运动，只是物质会以最低的能量状态存在。

玻色原子的温度在接近绝对零度状态时，会发生玻色—爱因斯坦凝聚，处于这种状态下，几乎全部原子都处于能量最低的量子态，会形成一个宏观的量子状态，就像单个粒子一样。要想达到如此低的温度，常规方法已经不行了，需要使用激光冷却技术。

（上图为激光冷却原理示意图）

目前人类创造的超低温度，只比绝对零度高几纳开。一纳等于10的-9次方。

由于温标的不同，以及经验的影响，这里给人以错觉，似乎高温范围比低温更广，其实只要使用热力学温标，就不会出现温度为负数的状态。

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