综述

物理学中有很多的定律和理论，因为在很长的时间里都没有发现能够挑战其权威性的反例，所以也就成为了人们眼中的铁律，就像太阳东升西落一样，是绝对不可能有错的。

不过有些时候，技术的进步可以从一些新的角度对这些铁律形成挑战，比如我们接下来要讨论的这个的例子，科学家在真空当中发现了一种前所未有的热传递方式，可以让热量的传递不仅限于传统的几种途径，一些人也据此认为，物理教科书也应该被改写了。

热传递

说到热量的传递，我们大概都还记得这样一些关键词，温度差、从高到低和三种方式，虽然这些特别划定的名词看起来似乎让人觉得陌生，但实际上它们广泛地存在于我们的生活当中，温度差很好理解，就是温度值上存在高低之分的现象。

就我们的日常生活来说，这个差距一般不会太大，但是我们却可以清晰地分辨出来，比如是热水还是冷水，是天冷还是天热，而当冷热两种感受同时存在于一个情境当中的时候，就很有可能会出现传递的现象，尤其是二者之间形成接触之后。

最简单的例子，冬天的时候一些人很容易出现手脚冰凉的情况，而另外一些人却能像火炉一样持续保温，这时候如果两只手靠在一起，就能让温度从热的一方传到冷的一方，这也就是从高到低的意思，意思是温度只能从高的一边去到低的一边，但是反过来却不能做到，这也是热传递的基本性质。

热传递还存在于其它一些我们看不到的地方，比如大气、太空，而它们所采用的方式又是不一样的。

就目前的物理研究来说，热传递被认为包含三种最根本的方式，分别是传导、对流和辐射。首先是热传导，它本质上是通过粒子层面的接触和位移等实现的能量转移，大部分的固态物体都是通过这种方式来传递热量的，当然在气体和液体当中也会部分用到。

对于固体来说，它的导热能力好坏有很多影响因素，比如它本身的材质，所处环境的温度，当时的大气压强等等。

比如从材料上来看，金属的导热能力就是固体当中最强的。

热辐射跟传导不一样，它所依靠的不是分子，而是电磁波，这种辐射也不是某种物质特有的，只要是能被称得上是有温度的物体，都是存在热辐射的，而且这个温度值越高，辐射也就越强。

跟传导不一样的是，热辐射不需要传播介质，甚至可以在真空中完成整个传递的过程，我们所获的太阳光就是这样来到地表的。

最后一种热对流，与其说它是传递，不如说它是位移，这种传递形式特别限于流体物质，由其中的质点来担任整个传递的使者，不过在实际的应用当中，对流通常会伴随着传导一起来完成。

真空声子传热

按照中学物理教材的说法，这三种方式就是热量传递的全部内容了，但是就在2019年，一项新的研究却打破了这一陈规，科学家找到了第四种热量传递的方式。这项研究来自美国加州大学的伯克利分校，主题是真空声子传热。

乍一听，这似乎也是某种形式的粒子传导，跟固体中的热传导可能没什么区别，不过声子虽然也有子，但是却和分子、原子这样的粒子不同，它本质上是能量中的结构单位，而且还有一点不同在于，它要想实现热传递，还需要另外的介质来帮助，我们很自然想到，这种所谓的声子肯定无法实现真空中的热量传递了。

不过这个项目的突破口却正好在于此，大多数人都把真空视为零物质的空间，认为这里确实什么都没有，但实际上这种什么都没有只是一个结果，而真正的过程却是充满了粒子之间的对抗。

用专业说法来讲，真空的当中存在的叫做虚粒子，它们在性质上有正反的区分，而且一个正的虚粒子可以抵消一个负的虚粒子，而它们又像双生子一样总是同时出现。

结果就是，它们会在出现的瞬间消亡，也算是真正方生方死了。

当然，要在实证的基础上说明真空不空这一点并不容易，科学家为了直观地展示出来，借助了它们之间的相互作用，然后用非常细微的材料进行了试探，结果也确实看到了一种靠近的趋势，证实了这些虚粒子的存在。

不过这也并不意味着它们就能担任热传递的使者，因为它本身的尺度非常细微，即便可以通过振动来实现，但是大概率也会被其它一些作用完全覆盖，伯克利分校的这个团队要做的就是去除这些作用的干扰。

他们使用了专门制作的氮化硅薄膜，并且在上面加装了金属层，这样一来，薄膜就能加强粒子之间的温度差，把热传递集中到最高的程度，同时这个装置也能最大程度去除外部因素的干扰，让这些粒子实现有效的传递。

结语

虽然就目前的研究来说，还存在一些小瑕疵，比如整体的传热效率还是不够高，应用价值也因此受到限制，但是比起这些，它的开创意义更值得关注，尤其是在航空航天领域，可以预见将会有极大的作用。