物质的温度会随着速度持续增加而升高吗？达到相对论速度时会怎样

网友：“物质的温度(例如加速器中的粒子)在加速时是否会升高，特别是当它接近光速时是否会达到极高的温度?”

回答:在过去的13年里，我对物理和相关主题产生了浓厚的兴趣。

事实证明，一个单一粒子，就像问题中所说的那种，并没有一个可定义的温度。物理学家把温度称为“宏观”量：它是一种平衡状态下的“集合”（本质上是指某些东西的集合）的属性。所以，我们可以讨论一杯水或一块金属的温度，或组成物体的任何其他原子集合的温度。

我们测量的温度不是由原子本身引起的，而是源于它们在物体中的随机运动：原子的随机速度越快，温度就越高。请注意随机运动和净运动的区别:虽然在一个沸腾的水壶中，每个水分子都有每秒数百米的随机运动，水壶自身却一动也不动。

所有这些随机运动相互抵消(这当然是“随机”的定义)，所以净运动为0，温度会升高。因此，温度不像原子的电荷或质量那样是一个基本的物理量，而是描述粒子群随机运动的一种方便、可测量的方法。

这里有一个问题：如果你不是以粒子集合，而是以单个粒子作为对象，那么你就不能定义它的运动中的随机部分和净部分（因为这种情况下没有关于随机运动可以被定义的参考）。所以，你不能给加速器中的一个粒子指定一个温度，因为它是单个粒子。也有一个比较难理解的观点认为粒子的随机运动也许是加速器中的圆形路径的细微偏差，这种随机运动是由加速粒子的强大磁场的波动所引起的：然而在影响力上，这种随机运动至多也只能转化为几度的开尔文温度。

如果你加热一种物质，直到它的随机运动接近光的速度，会发生什么？答案是不知道。我们定义和理解的温度的概念，只有当构成物体的粒子的随机运动相对于比光速慢的速度移动时才成立。如果不满足这个条件，我向你们描述的内容就不再有效。目前我们的高速集合理论还没有发展到能够在达到光速的速度下定义一个公认的温度概念的程度。

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克里斯汀