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地球表面存在大量的液态水，因为有着合适的温度，其主要热源来自于1.5亿公里外的太阳。之所以太阳在那么远的地方还能加热地球，是因为太阳本身非常热。太阳的表面平均温度为5500摄氏度，而作为热量来源的核心区域，那里的温度更是达到了1600万度。 不过，太阳中心的温度不算什么，人类可以制造出比这高得多的温度。氘（带一个中子的氢）和氚（带两个中子的氢）原子核互相碰撞，可以发生核聚变，形成氦和中子，由此能够产生高达2亿度的温度，这就是目前还在研发之中的可控核聚变。 2亿度的温度已经非常高了，但人造温度还能更高。在粒子加速器中，粒子被加速到亚光速，它们获得了巨大的动能，一旦它们之间发生高速碰撞，就会产生极高的温度。 目前，人造最高温度的纪录是由大型强子对撞机创下的，氢原子核和铅原子核的高速碰撞制造出了10万亿度的超高温。在这种高能碰撞中，质子和中子裂解开来，产生了十分特殊的夸克汤，每立方厘米重达400亿吨。 已知熔点最高的材料不到5000度，人造温度能够达到上亿度，之所以容器能够承受住这种高温，是因为高温物体并没有直接与容器接触，而是被磁场或者激光约束在空中。另外，高温不一定意味着高热量。 虽然人造温度可以达到令人瞠目结舌的10万亿度，但人造的最低温度却连零下273.15度都达不到，这是为什么呢？ 事实上，这个问题涉及到温度的本质。之所以我们能够感觉到物体有温度，是因为构成物体的微观粒子在做热运动。微观粒子的平均动能越高，表现在宏观物体上的温度也就会越高。 根据狭义相对论的动能公式： 即便粒子的质量非常小，但只要不为0，当它们的速度接近光速时，上式分母会接近于0，所以动能可以变得非常大，这样温度就能达到极高的程度。 反过来，粒子的动能越小，物体的温度也就越低。显然，动能的下限为0，也就是粒子的速度降为0，热运动完全停止下来。此时，物体的温度将会达到最小值。在热力学中，最低温度被定义为0开氏度，即绝对零度。 然而，绝对零度只是理论上的最低温度，现实中绝无可能达到，因为这受到了量子力学和相对论的限制。量子力学不允许速度为0的粒子，否则就能同时测出粒子的速度和位置，从而违背不确定性原理。另外，相对论否认绝对静止参照系的存在，所以粒子必然有某种运动，静止只是相对的。 绝对零度被定义为0开氏度，这是多少摄氏度呢？ 虽然绝对零度无法直接测出来，但根据查理定律——理想气体的压强与温度之比是一个恒定常数（P/T=C），可以结合实验数据推导出绝对零度为-273.15 ℃。 通过绝热退磁方法，科学家把一块金属铑降温至-273.1499999999 ℃，比绝对零度高了100亿分之一度，这是目前最低的人造温度。无论科学家在实验室中怎么尝试，都没有办法让物体冷却到绝对零度。 |
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