小孩子玩的游戏中有一种“反了的世界” ， 那里一切都是反着来的：说左边指的是右边 ， 说对意味着错 ， 说好则表示坏等等 。 这样颠倒了的世界并不仅仅是人们的想象 ， 它们在物理世界中也存在着 。 比如大家可能听说过的反物质 ， 它与相应的寻常物质在很多性质和行为上都是反着来的 。
2013年元旦刚过 ， 德国物理学家乌尔里克·斯奈德便发布了一项新成就：实现了处于比绝对零度还低的“负温度”状态的气体 。 这个结果通过新闻界报道引发了对温度的好奇 。 其实 ， 所谓的“负温度”并不是一项新发明 ， 也不是不可思议的极低温 。 恰恰相反 ， 那可以说是非常高的温度 ， 以至于无法用通常的温度概念描述 。 这也是一个与经验相反的颠倒世界 。
人类对温度的认识起始于日常生活中的体验：夏天很热、冬天很冷 。 日晒、火烤等可以使物质由冷变热 。 热的物体又可以通过接触等方式使冷的物体变热 ， 同时自己变冷 。 温度便是物体冷热程度的一个度量 。
初始的温度也就以大家熟悉的状态来衡量 。 我们沿用至今的摄氏温标和华氏温标都是早在18世纪就已发明的 。 前者将水结冰的状态定为0度 ， 水沸腾为100度；后者则用水的冰点和人的体温做标度参照 。 这两种温标所表示的温度都只是相对性的 ， 其数值本身没有意义 。 摄氏零度以下的“负温度”只是说比水结冰的温度还要低 ， 在冬天很常见 ， 并没有什么不寻常的地方 。
19世纪中期 ， 物理学家通过热力学研究逐渐认识到所谓的热其实是物质中分子或原子的运动 ， 热的传导便是这种热运动能量的传递 ， 而温度便是对该能量的度量 。 温度越高 ， 分子热运动越激烈 ， 而温度越低 ， 热运动便趋于缓慢 。 由此推论 ， 温度不是没有下限的——可以想象 ， 在某一个极其寒冷的低温 ， 所有的热运动都会停止 ， 所有的原子分子都静止 ， 这便是最低温度的极限 ， 不可能存在比那更低的温度 。
1848年 ， 英国物理学家开尔文爵士据此提出一个更为科学的温标 。 所谓的开尔文温标实际上就是摄氏温标 ， 只是重新标度了0度 。 开尔文温标的0度便是上述的温度极限——也就是“绝对零度” ， 相当于摄氏-273.15度 。 因此 ， 水的冰点在开尔文温标中便成为273.15度 ， 而水沸腾的温度则是开氏373.15度 。
热力学研究还发现 ， 不仅仅不存在绝对零度以下（负温度）的状态 ， 绝对零度本身也是无法达到的 。 此后发现的量子力学之测不准原理更说明原子是不可能绝对静止 ， 因此不可能存在处于绝对零度的系统 。 目前所知的最接近绝对零度的物质是在实验室里人为创造出来的 。 科学家通过激光制冷手段可以将处于气体状态的原子冷却到极低温 ， 并因此实现玻色-爱因斯坦凝聚 。 2003年 ， 麻省理工学院的实验室将钠原子降到450pK（1pK是10的负12次方开尔文度） ， 是现在的最低温记录 。
温度也是热平衡的标志 。 不同温度的物体放到一起 ， 热的会变冷 ， 冷的会变热 ， 直到它们都有着同样的温度为止 。 但温度不是平衡态的唯一标志 。 两杯温度相同 ， 但一杯染了红色一杯染了黄色的水接触后也会互相混合 ， 直到颜色达到一致（橙色）为止 。 不同颜色的融和过程是一种从有序走向无序的过程 。 混合前两种颜色泾渭分明 ， 混合后则一片均匀 ， 失去了按颜色“站队”的秩序 。
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