溫度這個詞相信大家不會陌生，我們每天都在和溫度打交通，太陽的光和熱照射到地球，我們感覺到了太陽的溫度，喝口水，我們感覺到了水的溫度，溫度存在于世界萬物中，我們的生活離不開溫度，沒有了溫度也就沒有了生命，世界也將不會存在。

宇宙最早的溫度可人追溯到宇宙大爆炸，大爆炸之后，溫度就出現(xiàn)了，宇宙有無數(shù)的天體，也有無數(shù)種不同的溫度。在我們的日常生活中，我們感受到的溫度一般都不高和不低，在我們的認知里，溫度是沒有上限的，幾百度，幾千度，幾億度等。鋼鐵的熔點溫度達到幾千度，太陽中心的溫度可達1500度，科學(xué)家在核聚變實驗室中可以將溫度提升到上億度，但這還不是溫度的上限，溫度的高溫極限在哪里，或許溫度本身就沒有上限？

理論上，不但低溫有下限——絕對零度，而且高溫也有上限——普朗克溫度。關(guān)于溫度的極限，需要來了解一下溫度究竟是怎樣的概念。

物體的溫度上限和下限，你從宏觀世界是很難發(fā)現(xiàn)真相的，我們必須要走進微觀世界去觀察才有可能發(fā)現(xiàn)溫度的秘密。從宏觀上來講，溫度高低反映的是冷熱程度。但在微觀上，物體之所以會有冷熱的現(xiàn)象，其根本原因是微觀粒子的熱運動。因此，溫度其實度量的是熱運動劇烈程度。粒子的熱運動包括平動、轉(zhuǎn)動以及振動，所以粒子的總動能也由平動動能、轉(zhuǎn)動動能以及振動動能所組成。以氣體分子為例，如果某種氣體分子的平動自由度、轉(zhuǎn)動自由度和振動自由度分別為t、r和s，那么，平均總動能為：

其中k為玻爾茲曼常數(shù)，T為溫度。

可以看到，平均總動能與溫度呈正相關(guān)。那么，平均總動能的上下限也決定著溫度的上下限。

但是溫度的下降，分子活動就會減弱，當溫度在零下不斷下降時，分子的運動越來越慢，溫度也越來越低，如果所有的熱運動完全停止下來，物體也就不會有熱量產(chǎn)生，所以溫度將會降到最低的絕對零度，大約為-273.15 ℃。為了達到絕對零度，不僅需要原子停止運動，而且還包括原子的所有組成。繞原子核運動的電子需要停止運動，原子核中的質(zhì)子和中子需要停止相互作用，夸克以及任何更基本的結(jié)構(gòu)都要停止活動。由于量子力學(xué)效應(yīng)，這是不可能的，所以絕對零度無法達到。從另一方面看，任何空間中都存在能量和熱量，必然會與物質(zhì)進行交換，所以絕對零度只能無限逼近，不可能達到。

目前，通過激光冷卻和磁蒸發(fā)冷卻技術(shù)，科學(xué)家獲得的最低溫度達到了100 pK（10^-10 K，?273.149999999900 ℃）。

另一方面，從化學(xué)上來看，原子、離子和分子是物體的基本組成。組成物體的粒子的熱運動是物體產(chǎn)生溫度的根本原因，所以溫度的高低表示了粒子熱運動的平均動能的大小。如果粒子熱運動的平均動能越大，即粒子的熱運動越劇烈，則溫度也越高?？梢?，粒子的平均動能決定著溫度的高低。

由于不確定性原理，粒子的熱運動不可能會完全停止下來，所以溫度有一個下限，那就是絕對零度，絕對零度是根據(jù)理想氣體所遵循的規(guī)律（即理想氣體狀態(tài)方程），用外推的方法得到的。它被定義為0 K，或者相當于-273.15 ℃。而溫度的上限又在哪兒？分子運動的速度越快，溫度就越高。在10^10K時，電子的速度接近光速，但它們同時質(zhì)量也變得更大（狹義相對論），所以它們的溫度還能繼續(xù)上升。在達到10^32K時，如此驚人的密度獲得了更高的溫度，這會導(dǎo)致物質(zhì)的每個粒子變成自己的黑洞，而我們平時所理解的空間和時間將會崩潰，所以溫度有一個上限，那就是普朗克溫度，其大小約為1.4×10^32 K；普朗克溫度是如何計算出來的呢？根據(jù)黑體輻射理論和物理學(xué)的基本長度，任何有溫度的物體都會輻射電磁波，電磁波的波長與溫度有關(guān)系，溫度越高，波長越短。而空間長度是有下限的，被稱為“普朗克長度”，經(jīng)典量子力學(xué)以為比普朗克長度更短的長度沒有意義。以此普朗克長度換算過去，得到的溫度就是普朗克溫度，所以普朗克溫度是溫度的上限。目前的物理學(xué)理論只能解釋到普朗克溫度。因此，普朗克溫度是物質(zhì)溫度的上限，或者說至少是目前理論中可想像的最高溫度。如果要探討比普朗克溫度更高的溫度，需要量子引力理論，不過，如果量子引力理論有所突破，那時我們就有可能會發(fā)現(xiàn)比普朗克溫度更高的溫度。但是坦率地說，這種前景令人心涼。

理論計算出來的普朗克溫度約為1.4168×10^32 K，超過1.4億億億億度。目前的理論認為，只有在宇宙大爆炸的普朗克時間（5.4×10^-44秒），溫度才有達到過普朗克溫度。目前在宇宙中已知最高溫度是在雙中子星合并過程中產(chǎn)生的，溫度為3500億度。那么我們?nèi)祟惸壳八苓_到的最高的溫度是多少呢？科學(xué)家們通過歐洲大型強子對撞機的粒子對撞實驗可獲得高達10萬億K的溫度，這溫度已經(jīng)遠高于恒星中心的溫度，比如它比太陽的中心溫度還高了60余萬倍，比中子星碰撞時候的溫度還高了30多倍，然而這個溫度卻僅僅為普朗克溫度的1000億億分之一。

人類的科技在快速發(fā)展，但我們現(xiàn)在的科技還是非常落后的，未來人類會遇到多少特殊的環(huán)境，遇到完全顛覆現(xiàn)有科學(xué)的神秘天體和天象。有科學(xué)家認為宇宙是多維的，我們所處的三維世界無法理解四維世界，四維世界的溫度概念是否和三維世界一樣，也無法確定。

宇宙浩瀚無邊，有太多人類無法理解的秘密，我們現(xiàn)在認為正確合理的東西，可能在宇宙就是錯誤的，宇宙有很多完全違反現(xiàn)有科學(xué)理論的東西，存在即為合理，宇宙中存在的一定是合理的，一定符合科學(xué)，我們理解不了，只能說明我們的科學(xué)還遠沒有發(fā)展到那個程度。

要想真正弄明白溫度的終極奧秘，我們只有不斷發(fā)展科技，只有科技越來越發(fā)達了，我們才有可能最終弄明白到底什么是溫度？溫度的上限和下限也就可以弄明白了。