時間史

絕對零度

時間和溫度到底有沒有關係呢？我們客觀地說，目前並沒有任何證據表明時間和溫度有關係。只有熱力學中的熵增定律在假說中和時間扯上了關係，很多科學家認為熵增的方向就是時間流逝的方向，但他們並不能拿出證據。這裡補充一點，熵指的是系統的混亂度，混亂度越高，熵就越大。

其實我們日常生活中也有這樣的體驗，當你很久不收拾房間，房間就會變得越來越亂，這其實就是混亂度增加了。而有一部分科學家認為，如果把宇宙看成一個系統，那最終的結果應該是混亂度最大，也就是熵最大。這個也是宇宙末日的熱寂說。因此，科學家才會提出熵增的方向和時間流逝的方向有關。

那有人可能就要問了這個熱寂是不是就是絕對零度？

實際上，根據目前的熱力學定律，絕對零度是不可能達到的。這其實就是熱力學第三定律，大概的表述是這樣的：

這裡補充一點，絕對零度是-273.15度。

那絕對零度到底有什麼含義呢？

著我們就要說到溫度到底是什麼了。如果用微觀的視角來看，溫度的本質是：

意思是說，萬物都是由粒子構成，而粒子並不是整整齊齊排排隊的，而是比較雜亂無章，可以到處亂晃。

從整個的角度來看，粒子整體運動得越劇烈，溫度就越高，反之亦然。我們

所以，絕對零度也很好猜，實際上就應該是分子定在一個地方完全不動的情況。但是，科學家發現，微觀粒子具有不確定性。意思是說，粒子的位置信息和動量信息是沒有辦法同時測到的。這其實也被叫做測不準原理，是由海森堡提出來的。

測不準原理還有個別稱，不確定性原理，這條理論是量子力學的基礎。根據這條理論，我們可以得出，分子不可能定在一個地方不動，頂多是在一定範圍內振動，因此，絕對零度是達不到的。

那如果我們假設“絕對零度”可以達到，那它對應的會是時間靜止麼？

時間到底是什麼？

這其實要從時間的定義說起。我們目前根本沒有辦法直接給時間下定義，原因也很簡單，因此，我們根本不知道什麼是時間。雖然沒辦法直接下定義，但我們可以換個想法。在科學界還存在一種定義的方法叫做測量定義法。

說白了，就是你如何測量的，你就可以歸納測量的方式來定義。其實時間的測量很早就有，我們定義的“一天”，其實就是地球自轉一週，或者一晝夜。一個月就是月球繞地球一週，一年就是地球繞太陽一週。

發現沒有？雖然我們不知道時間是啥，但我們可以測量到時間。而歸納整個過程，我們就會發現，時間其實是變化。我們測量時間的辦法其實就是測量週期性的變化。

以上其實都是從“測量”的角度出發對時間進行的定義，而從這個定義出來，我們可以出這麼一個結論，那就是如果“時間靜止”，對應的應該是沒有變化。那什麼樣的狀態是沒有變得的呢？

其實上文我們提到過，那就是熱寂的狀態，也就是整個系統熵最大時。在那個狀態下，宇宙處處都處於熱平衡狀態，說白了，就是處處的溫度都一樣，這就會導致不存在熱傳遞，沒有熱傳遞也就沒有了信息的傳遞，也就沒有了變化。

因此，“時間靜止”對應的應該是“熱寂”，而非絕對零度。而由於宇宙大爆炸，宇宙早期是具有能量的，無論之後宇宙如何演化，這部分能量不可能憑空消失，因此，在熱寂時，溫度是不可能達到絕對零度的。也就是說，絕對零度對應的並不是“時間靜止”。

鍾銘聊科學

如果能達到，時間當然會停止。我們來看看所謂的溫度是什麼？而絕對零度-273.15℃意味著什麼？這可不僅僅是時間停止那麼簡單。

攝氏溫標

現在我們最熟悉的溫度單位是攝氏度，是瑞典人攝爾修斯（1701～1744）最早提出來的，以數字刻度表明溫度高低的方法。所以以他的中文譯名的第一個字為單位，符號為℃。

1742年，攝爾修斯將一個大氣壓下水的熔點與沸點，分別定義為100℃和0℃（這和現在的認知相反）。溫度越高度數反而越小，這樣顯得非常不自然，所以之後人們把這兩個定義調換了下，變成了0℃和100℃，才形成了我們今天熟悉的攝氏度。

-273.15℃被稱為絕對零度，是因為一切原子、分子的運動在這個溫度將會停止，而溫度的本質就是分子的熱運動，所以比-273.15℃更低的溫度不存在。在另一套溫度換算刻度中，-273.15℃則被作為起始溫度0，這就是開氏溫標，單位為開爾文，符號K。

然而，攝氏度將水的熔點與沸點分別定為易用的0℃和100℃，在我們日常生活中應用更方便。

開氏溫標

比起攝氏溫度——以水結冰時的溫度為基準，以科學家開爾文名字為單位的開氏溫標更為合理，它表現的是“絕對溫度”，所以又被稱為熱力學溫標。其刻度間隔與攝氏溫標相同。

它預示著溫度有一個下限，熱力學第三定律，也告訴我們這個下限溫度永遠也達不到。我們最多無限逼近它。

當物質接近這個下限溫度時，會出現一些不可思議的現象。比如，大部分金屬的電阻值將變為了零，變成了我們夢味以求的超導體。另外，液態氦在低於2.2K的極低溫下，會變成超流體，這是比超導體更有趣的現象。 所謂的“超流體”，可以以類似液體的樣子“沿容器壁反重力向上流動”，並能從液體無法通過的狹窄間隙（飛米直徑）中流出。之所以會出現這些神奇的現象，皆因原本存在於普通液體內的“黏性阻力”變為了零。再從根本上來說，這是因為氦原子屬於玻色子，而玻色子不用遵守“泡利不相容原理”（即在費米子組成的系統中，兩個或兩個以上的粒子無法處於完全相同的量子狀態）。

在極限低溫下，作為玻色子的氦原子全部可以變成了同一量子態，整個液氦可以看成一個宏觀的大原子，而以上說的所有神奇現象，都是源於這種量子態，也稱為玻色-愛因斯坦凝聚態。

絕對零度

雖然絕對零度是絕對無法達到的，就像超光速無法實現一樣，但根據其定義我們也不難推測其結果。

絕對零度意味著凍結萬物，萬物皆靜，時間還有什麼意義？所以可以說連時空都凍結了。不僅如此，你想下電子一旦靜止了，原子也就崩潰了，物質必然消失，最後只剩一個空蕩蕩的宇宙？不，宇宙都不會存在。以愛因斯坦“物質與空間相互依存”的觀點來看，沒有不存在於空間中的物質，也沒有除去物質的純粹空間。物質的真正消亡，必將伴隨著空間的消除。

所以，-273.15℃這個溫度，我們雖然能計算出來，但永遠無法達到，也就是無法實驗驗證，但它依然屬於科學體系下，這反而值得思考。

總之，絕對零度僅僅是個概念，可以說是宇宙的生命線。為了保命，宇宙絕對不允許出現絕對零度。別看是降溫，真要達到-273.15℃，可是要消耗無限的能量，這和要把有質量的物體加速到光速一樣不可能。

反而是溫度的上限，還沒有確定的極限範圍，就是因為分子和原子具備進行無限劇烈運動的可能性。

想法捕手

絕對零度會停止所有存在物。原子，粒子，夸克，反正是我們人類能理解的所有存在物都會被凍結而靜止。那麼時間是什麼呢？算是存在物嗎？時間能停止嗎？

我們看一個對比。人類喜歡養寵物，有喜歡貓的也有喜歡狗的。貓和狗的壽命是12-15年之間，他們的一生就是這麼長。那麼，它們看著壽命有80-90年的人類是什麼感覺呢？會覺得人類的時間流動很慢嗎？人類看著它們呢？會覺得它們的時間流逝的很快嗎？

貓狗的舉例你不懂？那我們找個只能活一天的小昆蟲去對比呢？我們知道蜉蝣是隻有一天壽命的蟲子，他會在24小時內經歷從卵到幼蟲，到成蟲，到交配生育，到死亡。這種蟲子的眼中，人類是否是時間靜止一般的存在呢？它們走完了一生，看到的人類卻幾乎沒變化。

其實，不論是誰看誰，怎麼看，都無法改變一個事實，那就是時間是在恆定的流逝而已。也許，有個人被極速凍結了，他的所有細胞都不再有任何活動跡象，對他自己而言，時間就像靜止了一樣，不再成長，不再衰老。但是整個宇宙維度的時間卻繼續向前進，其他的生命體們繼續根據時間的變遷成長，衰老，死亡。被靜止的不是時間，只是被凍結的這個人而已。

總結：絕對零度是無法凍結時間的。能被凍結的只是你，而你被凍結後會誤以為時間被凍結了。

金晶林

討論這個問題之間，我們有必要先簡單瞭解一下絕對零度以及時間的定義。

一個物體的溫度來自於其內部的微觀粒子的運動，如果一個物體內的所有微觀粒子都停止了運動，那麼這個物體就達到了一個理論上的最低溫度，即絕對零度（零下273.15攝氏度）。

再來看時間的定義，事實上我們只能對“時間”這個物理量進行抽象的定義，即時間是物質的運動以及變化的連續性、順序性的一種度量。也就是說，如果宇宙中的物質不再具有運動或者變化的性質，那麼我們就可以認為時間停止了。

如果宇宙的溫度降到絕對零度，就意味著宇宙中的所有微觀粒子都停止了運動，相應的它們也不會再發生變化。在這種情況下，宇宙中的所有物質都不再具備運動和變化的性質，從以上我們對時間的定義來講，這是不是就可以說明，如果宇宙的溫度降到絕對零度，那麼時間就會停止？

雖然絕對零度不可能達到，但從理論上來講，這個結論看上去似乎這是正確的，然而量子力學卻告訴我們，沒那麼簡單！因為即使真的達到了絕對零度，宇宙中依然會有一種能量存在，那就是“真空零點能”。

量子力學認為，在宇宙真空中蘊含著巨大的本底能量，即“真空零點能”，這種能量會以正負虛粒子的形式不斷地形成，然後又成對地湮滅。

根據這個理論，1948年，荷蘭物理學家亨德里克.卡西米爾（Hendrik Casimir）提出了一個猜想，他指出如果在真空中，將兩個物體的間隙縮小到一定的程度，那麼這些真空中的虛粒子就不能在兩個物體之間形成。

而在其他位置形成的虛粒子，就會對這兩個物體造成影響，使它們有靠攏的趨勢，表現為兩個物體之間產生了吸引力。這就是有名的“卡西米爾效應”，1996年，科學家通過實驗證實了“卡西米爾效應”真實存在。

這也證明了量子力學中關於“真空零點能”的理論。因此，從量子力學的角度來看，即使整個宇宙都降到了絕對零度，但在量子真空裡依然還有量子漲落。這就意味著，在絕對零度下，宇宙中還是存在著運動和變化的性質，那麼時間當然也就不會停止。

只能說宇宙的神秘遠遠超出了我們的想象，我們現在瞭解到的，只不過是宇宙的冰山一角，也許還遠遠稱不上“冰山一角”。

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魅力科學君

會停止，要是宇宙能達到絕對零度“零下273.15度”，時間會停下來，一切都會停下來。

只要學過高中物理，你就應該知道這個概念，這個宇宙的最高溫度是多少呢？估計絕大多數人是不知道的。

粒子是宇宙大爆炸產生的，宇宙大爆炸那一刻溫度極高，這個溫度是1.42億億億億度，當溫度降下來，能量凝聚成了基本粒子，之後形成了原子、分子，坍縮成星系、恆星、便有了我們現今的宇宙。

宇宙的最高溫度和最低溫度，粒子振動得越來越厲害，溫度就會越來越高，如果我們能一直減慢一個粒子的振動，直到它停止下來，那麼這個時候就會得到一個最低溫度，這個溫度是零下273.15度，也就是絕對零度。

只要你有辦法能讓宇宙達到絕對零度，粒子就會停下來，一切也會停下來。

但是在這個宇宙中絕對零度只可無限逼近，但永遠也無法達到！

實驗小超人

有了運動才有了時間，時間是運動的過程，時間是運動的衍生物。沒有運動就沒有時間概念，請看計量時間的全是勻速運動，機械鐘、電子鐘、天文鐘，離開了運動就無法計量時間。當宇宙溫度降到零下273.15℃，宇宙就會停止運動一片死寂，時間也就不存在了。

朝聞道xszy

物體的溫度反映的是構成物體的粒子熱運動劇烈程度，兩者呈正相關。按照題主的設想，如果宇宙的溫度降低到了最低的溫度——絕對零度（約零下273.15攝氏度），粒子的熱運動全部停止，這是否就意味著時間也停止了呢？

畢竟，時間表徵事物的變化，當溫度到了絕對零度時，事物不再發生變化，所以等同於時間不再流逝。不過，溫度不可能會降到絕對零度，而且溫度和時間也沒有必然的聯繫。

在絕對零度下，粒子保持靜止，這意味著它們的動量和位置能夠被同時測出，這勢必會違背量子力學的一大法則——海森堡的不確定性原理。如果從熱力學的角度來看，宇宙的溫度也不可能變為絕對零度，因為能量交換和轉換的過程始終存在，宇宙的熵總是會增加。

不僅粒子本身不會完全靜止，而且粒子構成的宏觀天體也不會絕對靜止，它們在空間中必然會存在相對運動，所以時間也就不會停止流逝。事實上，根據相對論，時間是宇宙的基本結構，它是四維時空中的一維，它與物體是否在時空中運動以及物體的溫度高低並無關係。

除非宇宙坍縮回無窮小的奇點，所有的物質和空間都蜷縮到其中。在這種情況下，時間和溫度都已經沒有意義，這正是宇宙發生大爆炸而創生之前的狀態。

火星一號

首先絕對零度不可能達到，因為一切物質都處在永不停息的運動中，不可能達到絕對零度中全部靜止的狀態。

時間是什麼？

時間是用來表示事物的變化的，看似絕對靜止就什麼都不會變化了，但是這並不代表沒有時間。因為時間與溫度沒有關係。

絕對零度只是理論中溫度的下限，我們知道溫度代表著分子原子熱運動的劇烈程度，溫度越高，運動的越劇烈，相反也是成立的，運動的越劇烈，溫度也就越高，但溫度是一個含有統計意義的物理量，如果你只是討論數個分子、原子的運動，那是沒有溫度意義的。

絕對零度——不再有任何的能量和熱量交換，物質完全沒有粒子振動，並且其總體積為零，根據熱力學第三定律：不可能通過有限的降溫步驟來達到絕對零度。有的朋友會說，既然有限的步驟不可能，那就用無限的步驟來完成啊，其實“無限”這個詞在物理學中代表的含義其實也就是不可能了。

在國際空間站中將利用低重力的環境，採用激光製冷技術以及其他技術來完成將原子降至極低溫的操作。

雖然絕對零度不能達到，但實驗室中一直在做著逼近絕對零度的實驗，通過激光製冷、蒸發製冷、He3-He4稀釋吸收熱量製冷技術來完成降到極低溫的操作，甚至在未來磁製冷技術也會被應用。現在在實驗室中完成的降溫操作，甚至可以達到只比絕對零度高20萬億分之一攝氏度這種程度的低溫，這項實驗將可能在國際空間站中的冷原子實驗室中實現。

對此你們有什麼看法呢？歡迎在下方留言探討。我是科幻船塢，感謝大家的閱讀與關注

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科學船塢

謝謝 @悟空小秘書 信任邀答。

首先聲明：別指望宇宙大爆炸與相對論之類神邏輯。還得就事論事，實事求是。

我們的時間計量，總是基於某個相對靜止的參照系，即絕對時間。例如測量地球系內的物體運動的時間，只以地球為絕對參照系。

因此，就本題而言，溫度的變化，絲毫不影響我們對絕對時間的測量。

事實是：朱棣文激光製冷效應，已經可以將鹼金屬原子雲的絕對溫度降低到：T=1納開，即：T=0.00000001開度=-273.1499999攝氏度。

就物理思維而言，這和絕對零度幾乎沒有區別。那麼，我們來看看，這個準絕對零度，對應的是什麼真實圖景呢？

其一：根據熱力學第一定律T=mv²/3k，激光通過康普頓效應，將原子雲粒子的速度急遽降低到：v=0.001米/秒。

這就意味著，原子的震盪速度非常緩慢，熱力熵幾乎達到最大值。尤其重要的是：粒子的能量，其實就是粒子的動能。

其二：原子內部的子系統，如電子、質子、中子的自旋速度、震盪速度很不容易被改變，因為自旋是粒子成形的根本動機，基態的進動或震盪是粒子自我存活的必要空間。

換句話說，粒子自旋與基態進動，是表徵粒子勢能或質量的固有特性。

結論：絕對零度，絕不意味著粒子停止自旋與進動，而是核外電子進動最終降到基態速度的臨界指標。

物理新視野，旨在建設性新思維，共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。

物理新視野

如果宇宙某處的溫度達到絕對零度，那麼時間必然是靜止的。時間和溫度沒有必然聯繫，它們之間都是物質的量度。

絕對零度代表著物質運動靜止，那對應的時間度量也沒有意義了。

從宇宙大爆炸開始，物質都在運動，大到星系旋轉，小到電子躍遷。只要有運動就存在溫度，運動也是時間得以度量物質的前提。

我們先看看什麼是時間？

假設從此時此刻，宇宙中所有物質靜止，正反粒子對也不產生與湮滅了，地球也不自轉了，恆星也不發生聚變反應了......那麼時間就沒有意義了。因為即便“過去多長時間”，宇宙卻沒有發生絲毫改變。

時間就是度量物質狀態改變的量化工具。沒有改變就沒有時間。

在熱力學中，時間之所以是單項流逝的，在於宇宙從最低熵的奇點處發生爆炸，之後宇宙物質的熵在不斷增加。可以簡單地理解成物質變得越來越混亂。這種變化量就是時間的意義。

而溫度卻是度量物質的另一種特性的物理量。溫度在熱力學上的本質就是微觀粒子運動的劇烈程度的體現。只要物質有運動，那麼溫度必然大於絕對零度。

即便在周圍數億光年都不存在天體的宇宙空間中，也存在電磁波的輻射。即便沒有電磁波，還有真空的狄拉克之海，也就是正反粒子對像真空借取能量“憑空”產生，之後再湮滅釋放能量給真空，這些都是物質的運動。

所以絕對零度和時間靜止都是物質絕對靜止的不同體現。

絕對零度和時間是一種事物的兩種體現。如果A事物出現某一狀態，比然會同時出現B和C事物。那麼請問B和C有直接關係嗎？

答案是有，不過這種關係是邏輯上的，而不是本質性關係。

那速度達到光速時間也會靜止，是不是意味著絕對零度就可以實現？

首先達到光速，任何參考系將變得毫無意義，即便是光子是光速飛行，那麼以光子為參照物也不存在意義。

有靜止質量的物體不可以達到光速，這是因果悖論。

絕對零度是理論上的溫度下限，這一數值只存在於理論上，真實的宇宙不存在絕對零度的空間。

空無一物的真空其實在量子尺度上十分熱鬧，不僅存在光子，場，還有正反粒子對，或許還存在引力子。這些物質無時無刻都在運動，它們都攜帶能量，這些能量也表徵為溫度。

宇宙有最低的絕對零度，那有理論上最高的溫度嗎？

最高的溫度在宇宙大爆炸那一刻才存在，也就是普朗克溫度。

關鍵字: 溫度 科學 科普一下