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248 世 界学 Shi Jie Xue

水力的利用促进了人类文明的发展。

（四）特殊状态下的能量

1. 温度的极限

（1）最高温度
宇宙中存在最高温度，同时也存在最低温度。最低温度是 -273.15℃，那最高

温度呢？
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最高温度是宇宙才形成时的温度，这个温度达到了 1.4×10 ℃，也就是 1.4 亿
亿亿亿度。我们一般用的温度单位是摄氏度，实际上在物理学当中，用到的是开尔
文，用符号 K 来表示。

普朗克时间指的是时间变化的最小时间间隔。也就是说，时间的流逝并不是连
续的，而是有个最小的变化单位，每次变化都是这个最小的单位的整数倍。这个普
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朗克时间是 10 s。
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人们设想宇宙大爆炸之后的 10 s 那一刻，宇宙对应着一个普朗克温度，这个
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温度就是宇宙的最高温度（1.4×10 K）。这个普朗克温度也被视为温度的上限值。
宇宙微波背景辐射的存在也告诉我们一个关键的信息，那就是宇宙并不是绝对
零度，也是有温度的，这个温度就是宇宙大爆炸的余温，如今是 2.72K，也就是比
绝对零度要高 2.72 度。

（2）绝对零度
绝对零度（absolute zero）是热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最

低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值，其热力学温标写成 K，等于
摄氏温标 -273.15℃。

从微观视角上看，温度的本质其实是一种运动，我们定义为微观粒子的热运动
的剧烈程度。构成万物的粒子并不是整齐划一地排列，它们基本上可以被认定为“多

动症患者”，这种运动可以通过布朗运动就已经间接地观测到了。所谓布朗运动指
的是花粉粒子在水分子的撞击下呈现的不规则运动。爱因斯坦甚至用数学语言证明
了布朗运动。

虽然，我们没办法描绘出每一个粒子的具体运动，但我们可以通过统计学的方
法来进行测量。科学家发现，这些粒子整体运动得很剧烈时，温度就会比较高，整

体运动得没有那么剧烈时，温度就会比较低。