為什麼宇宙的最低溫度是-273.1度,而不是零下300度。其實我覺得這和「為什麼光速是每秒鐘299792.458公裡,而不是30萬公裡?」的原因有異曲同工之處。

問題之中所說的-273度中的「度」其實就是我們生活中常用的攝氏溫度,符號是℃。宇宙中的最低溫度叫做絕對零度,用宇宙的絕對零度作為起點規定的溫度叫做熱力學溫度,又叫做開爾文溫標。有時候我們叫它「開氏溫度」,單位是K。開氏溫度是衡量客觀世界的真實溫度。它是由英國的開爾文男爵在1848年提出的。宇宙的溫度用開氏溫度表示的話,那就是0K。開始溫度和攝氏溫度的換算關係是:T(K)=273.15+t(℃)。舉個例子,10℃就是283.15K 。

而宇宙中的絕對零度用攝氏溫度來表示的話,那就是-273.15℃了。這完全是單位換算的問題。我們為什麼對攝氏度有感覺而對開氏溫度沒有感覺呢?攝氏度的出現要比開氏溫度出現的要早一些。攝氏度是瑞典天文學家安德斯攝爾修斯在1742年提出的,至今已經有278年的歷史了。攝氏溫度要比開氏溫度早出現了106年。攝氏溫度規定的是純淨的水冰混合物的溫度是0℃,沸水的溫度是100℃。水是我們生活中最常見的一種物質,用它來規定溫度很容易被感知。

但是冰水混合物的溫度並不是宇宙中最低的溫度啊,很多時候地球上的氣溫會低於這個溫度,因此攝氏度就有正負之分。比冰水混合物的溫度低的溫度就是負數例如零下20℃,或者是零下20℃。宇宙中的最低溫度要比攝氏度0度的起點要低得多,如果換算過來就是零下273.15℃了。
攝氏溫度和開氏溫度規定的標準不一樣,因此相互換算出來的數字毫無規律可循也就不奇怪了。這就像光速的數值為什麼是每秒299,792,458米而不是300,000,000米一個道理。當初人們在定義米的時候是以地球上經過巴黎的那條經線長度的一千萬分之一作為一米的長度。這樣很大的隨機性。地球經線的長度的千萬之一和光速沒有任何的關係。因此後來科學家測量光速的時候用米作為單位只能得出299792458這樣毫無規律的數字了。

如果人類一開始就以光速為標準來定義米的話,那麼光速一定是個非常簡單的數字的。同樣如果世界上只有開氏溫度的話,我們今天的天氣預報就應該這樣報了「今天白天到夜間,最高氣溫283.15K,最低氣溫280.15K。」朋友知道這是多少度嗎?習慣這樣的天氣預報嗎?