人类创造的最高温度

在欧洲的的瑞士日内瓦近郊，坐落着一座大型粒子加速器，江湖人称LHC。LHC的周长达到了27公里，每当投入工作时，周围居民楼的电灯泡都会暗不少。

那什么是大型粒子加速器呢？

它其实是深埋于地下的一个大型试验装置，但其中有专门的隧道。这个隧道当中铺设了专门用来给粒子加速的加速管道。一般来说，科学家会把粒子加速到接近光速，然后让粒子迎头撞上。

那为什么要这么做呢？

这其实是在验证一些微观世界的物理学理论。微观世界由于尺度实在太小，经过100多年来的研究，科学家发现利用纯粹的“对撞”来进行实验，并分析对撞之后的产物是最有效的办法。而如今关于微观世界的理论是粒子物理学标准模型。那什么是粒子物理学标准模型呢？

上世纪，科学家就用这种对撞的方式发现了许多以前从来没见过的粒子，如何把这些粒子安排明白就是一个很难的问题。后来，在一群科学家的努力之下，他们通过量子力学和相对论的结合，得到了一个理论框架，并把这些粒子都安排到了这个理论当中。

而在这套理论当中，科学家预言了一个希格斯玻色子的存在，它的作用是赋予粒子质量，它是整个理论的最后一块拼图。科学家一直想要找到它，这就需要很好的实验设备。一开始科学家跑到美国去说服美国人来修建这个设备，结果美国人觉得这个成本太高，于是就给拒绝了。

后来，科学家们跑到欧洲想要说服欧洲修建这个设备。当时他们包装了一个概念，把这个希格斯玻色子叫做：上帝粒子。果然这一招很好使，真的就说服了欧洲修建，也就是LHC。

LHC在寻找希格斯玻色子的实验中，就在局部制造了能量相当于10万亿度的黑体辐射。这也是人类制造的最高的温度。

宇宙的最高温度

10万亿度虽然很高的了，但它其实不是宇宙中的最高温度。这个温度大概是宇宙大爆炸后万分之一秒的时候的温度。那我们这里为什么要提到宇宙大爆炸呢？

这是因为，宇宙的最高温度就诞生于宇宙大爆炸的起点。我们知道，按照目前科学界的主流理论，宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸。

在物理学中，任何变化其实都有最小的单位。也就是说，这个世界的变化并不是连续的，而是颗粒状的，只是这个颗粒度实在太小，以至于我们认为世界的变化是连续的。在众多的变化中，时间的流逝就是其中之一。时间变化的最小单位被我们称为普朗克时间，大概是5.39*10^（-44）秒。

由于如今物理学理论的限制，我们无法知道宇宙大爆炸后5.39*10^（-44）秒（普朗克时间）内到底发什么。我们只知道，通过理论可以推导出宇宙大爆炸后5.39*10^（-44）秒时，宇宙的温度是1.41*10^32度，也就是1.41亿亿亿亿度。这是我们已知的宇宙最高温度。

后来，随着宇宙空间的膨胀，宇宙的温度逐渐下降，到了万分之一秒时，温度是10万亿度，而到了如今，温度只剩下2.73K，只比绝对零度高2.73度，是以宇宙背景辐射的形式存在的。

所以，人类制造宇宙最高温度还远的很，甚至我们可以说，人类根本不可能做到这一点。既然最高温度达不到，那有没有可能达到绝对零度呢？

人类为什么无法达到绝对零度？

热力学第三定律告诉我们，绝对零度是达不到的。那为什么会这样呢？

我们都知道，绝对零度是零下273.15度。为什么会是这么奇葩的一个数字？

这要从物质的构成说起。万物都是由粒子构成的，而粒子其实不是整整齐齐地排列的，而是不停地乱动。

科学家发现，从微观的角度来看，构成物质的粒子整体运动得越剧烈，温度就越高。整体运动得越不剧烈，温度就越低。

于是，科学家就用粒子的平均动能来定义温度。通过这个定义，我们不难想到，最低的温度，那一定就是粒子的平均动能最小的状态。所以，我们只要通过理论计算就可以得到绝对零度是零下273.15度。当然这个定义其实是基于0度是水结冰，而100度是水沸腾的条件之上。我们当然，也可以直接把绝对零度定义为0度。那为什么绝对零度是达不到呢？

其实我们试想一下，根据温度的定义，我们就可以知道，粒子的平均动能越低，温度就越低，可是绝对零度对应的已经是粒子平均动能最低的情况，也就是说粒子的平均动能没办法再降低了，因此，温度也就不能再降低了。

当然，科学家是不信邪的，即便是物理学定律，他们也会尝试去打破。在地球上有许多超低温实验都在挑战绝对零度。但即便到了现在，科学家只能无限接近绝对零度，却依然无法到达绝对零度，更不要说低于绝对零度了。