数学的国度里，零是很重要的概念，在科学体系里同样如此。诸如光颗粒不具质量、中子未带电荷、数学原点的长度为零等，这些零象征着我们熟悉的事物之外的缺失。接着，让我们探索一个不按常理出牌的零——绝对零度。

我们习惯于将冷与热视为相对的存在。一杯凉茶在炉火旁显得清凉，而与冰块相比又显得温暖。然而，绝对零度——可能达到的最低气温，却与这种相对性背道而驰。更不可思议的是，在非科学家使用的温度计量法中，绝对零度并非真正的“零”：在摄氏温度计上，它是零下273.15度，华氏温度计上则是零下459.67度。

如何理解这样一个“冷极”呢？

揭秘绝对零度的钥匙在于理解温度的本义。温度是物质中微观粒子运动速度的量度，准确地说，是这些粒子平均动能的表征。

想象一个微观的躲避球游戏。每一次球触到你，就是一次能量的传递。无数次的微观撞击，构成了我们感知的温度。

快速移动的原子带来的是热量，而当一个热物体接触冷物体时，动能从热的原子传递到冷的原子，热物冷却，冷物暖化。

现在，绝对零度的“零”有了意义：在这个温度下，物质的粒子几乎静止。无法再减慢它们的速度，也就无法达到更低的温度。

然而，在绝对零度，万物真会静止吗？并非如此。根据量子力学，原子核中的电子仍在振动，质子和中子同样如此。不管温度多低，原子核的活动永不停息。

绝对零度是由谁揭示的呢？

纪尧姆·阿蒙顿，这位在孩提时期就失聪的法国发明家，从未踏入大学的门槛。他在1702年提出了这个基础概念。他的实验显示，空气压力与温度成正比，因此必定存在一个最低温度，此时压力将降至零。他甚至预测了这个温度，大约是零下240度，与实际值非常接近。

到了1848年，苏格兰-爱尔兰的物理学家威廉·汤姆森——更广为人知的开尔文勋爵——扩展了阿蒙顿的理论，并为所有物质建立了一个“绝对”温标。他将绝对零度设为零度，简化了那些复杂的负数表示法。现今，物理学家们使用开尔文（K）温标来度量温度。

宇宙中最寒冷的地方是哪里？

大爆炸遗留的热度温暖了整个宇宙，使其远超绝对零度。宇宙的平均温度为2.74开尔文，换算成华氏温度则是零下454.7度。令人意外的是，一些天体比星际空间还要冷。被称为“回旋镖星云”的气体云团正在膨胀，如同一个巨大的冰柜。那里的温度约为1开尔文，是宇宙中已知的最冷自然现象。

然而，人类在地球上创造的低温远胜于此。2003年，麻省理工学院的研究人员使用激光降低钠原子的速度，将其冷却至仅高于绝对零度十亿分之一度的温度，至今仍是世界纪录。

至于地球之外最冷的地方，则是人为创造的。去年夏天，宇航员在国际空间站启动了一个“冷原子实验室”。实验室的温度比太空更低3000万倍。美国宇航局喷气推进实验室的罗伯特·汤普森——这项实验的研究者之一——说：“我研究这个想法已有20多年，看到它实现并运作起来，真是不可思议。”

物质越冷，会发生什么？

超冷原子的性质既迷人又具有潜在用途。它们可以形成一种奇异的物质状态，称为玻色-爱因斯坦凝聚态。汤普森指出：“我们当中有人希望利用这种凝聚态来改进卫星导航等实际应用，而其他人则试图用它来测试物理学的基本理论，或模拟早期宇宙的物理现象。”

接近绝对零度的条件下，还可以在寻常无法做到的方式下操控化学反应。

去年春天，哈佛大学的化学家们直接组装了一个分子，使用了两个移动缓慢的低温原子，完成了有史以来最小的化学实验。在这样的超低温条件下，量子物理的微妙变得显而易见。我们能够观察到原子和分子的波动性质。

接下来，科学家们希望探索未知的化学规律，设计新的分子。绝对零度实验的其他潜在应用包括高精度传感器和时钟，甚至可能涉及超级强大的量子计算机。