阿基米德说：给我一个支点我就可以翘起地球。人类在探索温度的过程中也是如此，只要设定了一个支点，就能开启探索的漫漫征程。

最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略（1564～1642）发明的。他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管，另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。

1714年德国人华伦海特以水银作测温物质，定冰的熔点为32度，沸点为212度，中间分为180度的方法创立了华氏温标。也就是我们说的华氏度，单位是℉。目前英国、美国和其他英语国家，普遍较多使用的就是华氏度。

1740年瑞典人摄尔修斯提出在标准大气压下，把冰水混合物的温度定为0摄氏度，水的沸点规定为100度。根据水这两个固定温度点来对温度进行分度。两点间作100等分的方法创立了摄氏温标。也就是我们说的摄氏度，单位是℃。这也是目前世界上大多数国家都使用的温度计量方法，包括中国。

直到1848年开尔文勋爵威廉·汤姆逊 ，引入一个绝对0度的概念，威廉·汤姆逊提出，只要选定一个固定点，就能确定热力学温度的单位。开尔文勋爵（威廉·汤姆森）在其论文《关于一种绝对温标》中写道，需要一种以“绝对的冷”（绝对零度）作为零点的温标，使用摄氏度作为其单位增量。从此不但极大的带动了热力学的发展，而且也为我们温度的探索上建立了一个坚实的支点。

绝对零度是如何定义的

绝对零度是由开尔文勋爵提出的热力学的最低温度，是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度，等于摄氏温标零下273.15度（-273.15℃）。但是绝对零度是仅存于理论的下限值，并不能真正达到。

为了纪念开尔文勋爵的贡献，热力学的单位就被定为开尔文，单位是K，它的刻度变化与摄氏温度相一致，因此温度变化1摄氏度，也就相当于变化了1开尔文。

开尔文是热力学温度的计量单位。它现在也是国际单位制的七个基本单位之一，即：长度m，时间s，质量kg，热力学温度(开尔文温度)K，电流A，光强度cd(坎德拉)，物质的量mol。而这些单位都是现代科研的基础支点。

随着热力学的发展，人们对于温度的认识更加接近于本质

人们更多的发现物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，粒子动能越高，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。然而，根据热力学第二定律（不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化），绝对零度永远无法达到，只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间，所有物质完全没有粒子振动，其总体积并且为零。

绝对零度的气体实验

就在开尔文提出热力学温标的十九世纪，物理学界仍然普遍相信热是一种不生不灭的物质("热质说")。直到在1799年时汉弗里·戴维在真空容器中，使二块冰互相摩擦，最后变成水的实验，证明了热质不存在的结论，并认为热是物体微粒的振动。

然而早在1787年法国物理学家查理就发现，在压力一定时，温度每升高1℃，一定量气体的体积的增加值（膨胀率）是一个定值，体积膨胀量与温度呈线性关系。

有了这种完美的对应关系，使得对于热力学上这个绝对零度点的确定成为可能。绝对0度，代表着物体分子没有动能和势能，也即是说在绝对0度温度下，空气内的分子将不再运动，气压和气体体积将变为0。

起初的实验得出该定值为气体在0℃时的体积的1/269，后来经许多人历经几十年的实验修正，其中特别是1802年法国人盖·吕萨克的工作，采用理想气体的模型修正后确定该值为1/273.15。

由此定值1/273.15的取得，在摄氏度和热力学温度就架起来了一座桥梁，理想气体的等容和等压实验数据的延长线都交于一点，即在温度坐标轴的t=-273.15℃处，由此而确定了绝对零度的理论数值。如下图所示。

从黑体辐射到恒星光谱

随着热力学温标这个支点的确立，人们对于温度的探索也深入到了茫茫宇宙。

人们发现，任何温度大于绝对零度的物体都会向外辐射电磁波。辐射出的电磁波频谱，只与其温度有关。我们就可以据此，通过测量它发射的电磁波的频谱，来反推它的温度。

因为在一定的温度范围内，各种物质由于其结构不同，对电磁波的吸收也不同，每种物质都有其特征性的吸收光谱，只有特定的谱线会被吸收，在连续的谱线中被吸收的部分就会形成明显的吸收暗线，所以检视光谱中被吸收的谱线，不但可以推断出观测对象的物质成分也可以推断出物质的温度。

为了方便这种研究物理学家们还定义了一种理想物体——黑体，以此作为热辐射研究的标准物体。

黑体就是在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体，但是却可以向外辐射，这就是通常称的黑体辐射或者热辐射。

太阳光的极为宽阔的连续谱以及数以万计的吸收线和发射线，是一个极为丰富的太阳信息宝藏。如图，太阳光谱黑线的部分就是吸收线。

科学家利用天文望远镜观测的全太阳光谱

随着人们的实验和研究的深入，人们逐渐总结出了与恒星温度相对应的温度光谱，目前常用哈佛光谱和摩根-肯纳光谱。

哈佛光谱

利用黑体辐射，我们不但可以研究恒星的物质和温度，也可以测定来自宇宙深处的温度信息。从宇宙微波背景辐射-270.15℃， 星际尘埃-260℃，到数千度、数十万度的的宇宙天体，人类都能得以探知。

在布莫让星云，人们甚至探测到了-272℃的低温，比绝对零度(-273.15℃)仅高1.15℃，是目前已知的唯一一个温度低于背景辐射的天体，也是目前已知的宇宙中最冷的地方。

布莫让星云

人类创造的最高温度

随着粒子物理学的发展，逐渐打通了粒子领域与热力学的桥梁，电子伏能量单位也与开尔文发生了关联，即1eV=11605K。从此也就能计算粒子层面的温度，也包括核反应的温度了。

据报道，40000亿℃ 是人类创造的最高温度。科学家通过欧洲核子研究中心大型重离子实验探测器(ALICE)创造了有史以来最高的人造温度，产生的夸克-胶子等离子体瞬间超过了此前4万亿度等离子体流温度记录的38%。

从简单的温度计，到绝对零度的确立。人类从一个热力学温度的支点开始，开启了传奇探索历程，而这个传奇也必将继续下去。