我们所能观察到的宏观世界中的任何一个物体都有温度。温度于我们而言，最直观的感受就是冷和热，而现代科技的发展使人们对温度的把控更加精准，人类也正在探索更高温度和更低温度这两个方向，由此引申出一个问题：温度到底有没有极限？

温度的下限——绝对零度

温度的本质是微观粒子热运动的剧烈程度。粒子热运动的速度越快，温度越高，反之则温度越低。而当粒子完全静止时，也就达到了温度的下限，这就是所谓的“绝对零度”——－273.15℃。

然而，粒子的热运动是永远不会停止的。这个客观事实意味着，绝对零度是一个理论的极限值，在现实中永远也无法达到。那么，人类目前已经测得的最低温度是多少呢？

据悉，宇宙中已知最冷的地方是旋镖星云，它位于半人马座，距离地球约5000光年。据欧洲空间局的数据显示，其平均温度为－272℃，仅比绝对零度高1.15℃。1933年，一些科学家通过实验得出的最低温度为－272.88℃。后来，科学家利用原子核绝热退磁的方法得到了更低的温度，只比绝对零度高百万分之三摄氏度，但始终无法达到真正的绝对零度。

2021年，德国科学家们有了新突破，他们打破了有史以来实验室最低温度纪录，无限接近绝对零度。在这个破纪录的实验中，他们在真空室内的磁场中捕获了大约10万个气态铷原子组成的原子云。然后，研究小组把他们的装置带到了欧洲空间局的不来梅下降塔——不来梅大学的一个微重力研究中心。他们让真空室自由下落，同时快速打开和关闭磁场，让铷原子气体云在重力作用下自由飘浮，将铷原子的运动减慢到几乎为零，测得其温度仅比绝对零度高三十八万亿分之一摄氏度。 

温度有上限吗

很多人认为粒子的热运动是没有上限的，所以温度也是没有上限的。但是根据爱因斯坦的相对论，我们可以知道物体的速度是有极限的，光速就是宇宙中物质运动的上限。当粒子热运动不断加速，无限接近光速时，它的动能也会不断趋近于无穷大，这意味着物体的温度也会趋于无限高。

但是我们发现，当温度高到一定程度时，引力会与其他三大基本作用力统一，任何物质都将无法存在，这就是宇宙大爆炸发生瞬间的情况。这时物质存在的基础都没有了，温度这个物理量也就没有了意义。因此，温度失去意义之前的极限温度就是最高温度，物理学上将此时的温度命名为“普朗克温度”，数值为1.4亿亿亿亿摄氏度。

既然温度的上限如此高，那人类能制造出的最高温度又是多少呢？答案是5.1亿摄氏度。这个温度是由美国普林斯顿大学的等离子物理实验室制造出来的。科学家们通过使用托卡马克核聚变反应堆，利用氘和氚的等离子混合体制造出了目前人类能制造的最高温度。

5.1亿摄氏度，这个温度确实很高，但是与普朗克温度相比却不值一提。这里有一点需要特别提一下，只要粒子的热运动无法停止，就不能达到绝对零度，而根据“测不准原理”，粒子永远不会停止运动，所以绝对零度只能接近，无法真正达到，而普朗克温度是宇宙中确确实实能够达到的温度。

人体能承受温度的极限

人体的正常体温一般在37℃左右，但是人可以耐受的环境温度却很高。1775年，英国实验生理学家勃莱登在自己身上做了一个危险的实验。他发现如果空气干燥，人可以在120℃室温下停留15分钟，并无不良反应。而在此温度下，只需13分钟就可以将牛肉烤熟。但若是在潮湿的空气中，室温虽然只有48～50℃，人却只能耐受极短的时间，这是因为汗液不能蒸发。

科学家还对人体在干燥空气环境中能耐受的最高温度做过实验。在裸体情况下，人体能忍受的快速升温的极限是210℃；若穿上厚实的衣服，人体能忍受的骤然升温极限可达到270℃。当然，人体也只能在极短时间内承受此高温。

在日常生活中，当气温在25～30℃时，一般人可以接受并且没有不适的感觉。而当气温达到35℃时，我们的身体需要消耗大量水分，血液浓度也会上升，稍微运动一下就会感到心跳加速。

当气温达到39℃时，你的身体仅靠排汗已无法维持正常体温，心、肺等器官也开始参与这场高温战斗。此时，你会全身发热发红，心脏的血液输送也会比平时多出60%。你会大口喘气，因为你的肺正在卖力地呼出多余的热量。在这样的高温下劳作，体质虚弱的人很容易中暑。若外界温度达到41～45℃时，这是人体室外能承受的最高温度。在这种高温环境下劳作，人们极易中暑，缺氧、昏迷等情况时有发生。所以，高温天气下，人们不仅应该减少外出时间，还要避免在高温环境中工作，注意补水防晒。

【E学课堂】

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