平时我们总觉得,温度是根只往上的尺子,数字越大越烫手,零度往下是冷,往上没个头。可物理有时候偏要跟直觉唱反调。
其实"温度越高越热"是个有上限的错觉。当体系里粒子数目有限、能量也封了顶——好比一堆只能取几个离散自旋的小东西——高能态渐渐挤过了低能态,这时候温度就不再是"更大",而是越过正无穷,悄悄翻到负值去了。
听起来荒唐,但负温度非但不冷,反而是最烫的。它比所有正温度、包括正无穷都要热,热量只会从负温度那边往正温度流,绝不会倒着走。这也不是纸上谈兵,激光冷却自旋的实验里,人家早摸过这门了。
我们总爱把世界想成一条单行道,以为走到头便是尽头。可有些门推开才发现,外面比里头还亮。