来源：数字北京科学中心
立秋已经过去了，但是北京持续的高温丝毫没有减弱。每当这种情况发生时，每个人都会“保持冷静”。现代人可以躲在房子里吹空调，而古代国王经常选择冲到气温相对较低的地方，比如主要的避暑胜地。
地球上最冷的地方自然是冬天的北极和南极。你知道目前宇宙中最酷的地方在哪里吗？那是半人马座的回旋镖星云，那里物质的温度分布非常接近绝对零度。
那么什么是绝对零度呢？它和常用的摄氏度有什么关系？人类是如何发现绝对零度的？
来源| Pinterest温度的下限
人类对温度的认知，最初的焦点是水。17世纪，荷兰物理学家惠更斯和英国物理学家胡克共同测量了水的冰点和沸点。
1742年，瑞典天文学家热拉西斯规定水的沸点为0，冰点为100，中间部分被分成100份，因此最早的摄氏刻度出现了，这个标准规定的温度被称为摄氏。
水的冰点和沸点是由摄氏刻度来调节的。来源|迷你物理当阅读这篇文章时，朋友们可能会问：不，为什么这与我们当前的摄氏数值相反？显然冰的温度较低，为什么温度反而比沸水高呢？
这是因为契里斯住在瑞典。如果按照现在的摄氏度来校准温度，一年中瑞典的温度会有很长一段时间是负值，使用起来非常不方便。
因此，为了始终避免负温度，最早的摄氏温度是由居住在瑞典的切尔修斯设定的。
忒修斯：不要问为什么，这只是一个方便的来源|维基百科。从那以后，摄氏逐渐流行起来，在此期间，摄氏的定义也不断得到完善。人们考虑了空气压力对水的沸点和冰点的影响，把0度和100度的位置改变了，这就成了人们熟悉的摄氏刻度。
显然，摄氏温标的规定主要是针对人类活动范围内最可测量的温度，这在很大程度上是为了方便。
然而，自然界的温度可以远远超过冰点和沸点，但是温度能达到无限高或无限低吗？如果有温度限制，它们在哪里？
大约在1787年，当法国物理学家查尔斯研究气体的恒压膨胀时，他发现当压力恒定时，气体的体积会受到温度的影响。
然而，查理发现的这一定律直到1802年才发表，当时法国化学家盖吕萨克证明，当压力不变时，任何气体的体积在上升到相同温度时都会以相同的比例膨胀，也就是说，所有气体都具有相同的热膨胀系数。他用实验揭示了恒压下定量气体的体积和温度之间的关系。
盖吕萨克来源|维基百科研究发现，气体在0时可以继续冷却，温度每降低1，气体体积将减少0时的1/273。
人们意识到从这个看似普通的结果中可以得出一个不寻常的推论：
如果气体在恒定压力下持续冷却(假设它能保持气体状态而不液化成液体)，当温度降至-273时，气体体积将减少到零。如果我们在这个时候继续冷静下来会发生什么？音量会变成负值吗？这似乎不太可能。
因此，人们大胆猜测，在-273时，气体体积将变为0，这是不能再减少的。这时，它达到了理论上的最低温度。这是对“最低温度”的最早理解。
从18世纪到19世纪，温度的本质逐渐被揭示。
以伯努利、罗蒙诺索夫、克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼和威廉汤姆森为代表的科学家认为，温度是分子运动的表现。分子运动越剧烈，平均动能越高，温度越高；分子运动越不剧烈，平均动能越低，温度越低。
我们应该知道动能有一个下限，最小值是0，所以负动能不能出现，所以温度不能无限下降，而且必须有一个最小值。当分子的平均动能为0时，意味着所有分子停止运动，温度达到最低点。
左边是摄氏温标，右边是开尔文温标源|迷你物理学1848年，英国物理学家威廉汤姆森发表了一篇题为《关于一种绝对温标》的文章，他把温标的零点设定在最低温度，也就是大约-273(也就是说，在刚才假设的情况下，气体体积为0时的温度)。
后来，人们把这个数字精确到-273.15，这就是我们通常所说的绝对零度。绝对温标以绝对零度为温度计算的起点，即-273.15=0K。
绝对温标最明显的优点是没有负值。此外，绝对温标不依赖于特定的物质，它不用水或任何物质来校准温度，并且它在理论上是完全确定的。
此后，汤姆森在科学上取得了各种成就，并被英国女王授予凯尔文勋爵的称号。后人将他改名为凯尔文勋爵。
为了纪念他，人们用他的名字来命名绝对温标单位——开尔文。
威廉汤姆森：凯尔文和我是同一来源|维基百科“绝对零度”能达到吗？
如果温度达到绝对零度，气体的体积真的会变成零吗？或者，真的能达到绝对零度吗？
根据开尔文理论，在绝对零度时，分子将没有任何动能。这个不可思议的极端假设令科学家困惑。没有任何动能的原子会存在吗？此时原子将处于什么状态？
这个问题长期以来一直困扰着人们，科学家们逐渐意识到绝对零度似乎只是接近、无法达到和遥不可及。
最终，在1906年，答案揭晓了。
德国物理学家能斯特在研究低温化学反应时发现，当温度不断接近绝对零度时，等温过程和绝热过程将“合二为一”，成为同一过程。后来，这个定律被称为能斯特定理。
等等，节奏太快了，什么是等温过程和绝热过程？
我们已经知道了等压过程，而等温过程是指系统在整个过程中的恒温，而绝热过程是指在整个过程中系统内外没有热交换。
等温和绝热过程是“整合”的吗？能斯特发现的这个结论非常奇怪，但从能斯特定理中得出推论就更令人惊讶了。从能斯特定理可以推导出，用有限的过程将温度降低到绝对零度是不可能的，这也被称为热力学第三定律。
能斯特：我偶然发现了温度下限的来源|维基百科终于得出了一个关于绝对零度的各种猜想的结论。温度确实有一个下限，不能无限期地降低。这个下限绝对为零。
低温下的神奇现象
尽管绝对零度永远不可能实现，但它似乎并不妨碍人们对极低温度的追求。这是因为材料在接近绝对零度时会表现出一些奇怪的性质，比如超导性和超流体，它们是在低温下发现的。
目前，已知宇宙的平均空间温度为2.74千度。科学家们观察到，在半人马座中有一个叫慧俪邦的星云，它离我们只有5000光年。它是宇宙中极其寒冷的地方，温度约为1千度。它是已知宇宙中人类观察到的最冷的自然发生地。
宇宙中最冷的地方，半人马回旋镖星云源|美国宇航局，欧空局和哈勃遗产团队，但人类在地球上创造的低温比这个星云更接近绝对零度。2003年，麻省理工学院的研究人员使用激光束来减缓钠原子的速度，并将它们冷却到绝对零度以上十亿分之一度，但是它们总是比绝对零度稍差一点。
人类对绝对零度的研究仍在深入。我相信未来的科学将会越来越发达，将会发现更多的理论来支持我们对恒星和海洋的探索。
