月球，高处不胜寒

许秀华

水调歌头

〔宋〕苏轼

丙辰中秋，欢饮达旦，大醉，作此篇，兼怀子由。

明月几时有，把酒问青天。不知天上宫阙，今夕是何年。我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高處不胜寒。起舞弄清影，何似在人间。

转朱阁，低绮户，照无眠。不应有恨，何事长向别时圆？人有悲欢离合，月有阴晴圆缺，此事古难全。但愿人长久，千里共婵娟。

丙辰年的中秋节，北宋大文学家苏轼通宵达旦地饮酒，怀念远方的兄弟子由的同时，顺带着严肃认真地思考起了宇宙和人生。

酒醉的迷离中，苏轼有那么一刻想移民月球。然而，他担心月球太冷，不太宜居。

广寒宫名副其实

在宋代，不论国内还是国外，对月球的了解都极其有限。苏轼是如何知道月球高处不胜寒的呢？也许他曾经夜晚在山区待过，知道夜晚山顶上要比山底下冷得多，而月球离地面的高度更高，据此推测月球的夜晚会比山顶还要寒冷。

今天，我们知道了月球上昼夜温差极大。白天，在太阳的照耀下，月球表面受阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，失去了太阳送来的热量后，月球的表面温度可降低到-183℃。昼夜温差竟然高达310℃，犹如过山车一样。

而在地球上，昼夜温差一般在10～20℃。有些特殊地区，昼夜温差更大，但是也只有50～60℃的温差。

调动知识来探究

为什么月球上昼夜温差如此大呢？我们先来了解什么是热量。热量是能量的一种，能量有很多种。我们走路、物体的运动，是动能；太阳光照在身上热乎乎的，是光能；靠近暖气片，感到一股热气，这是辐射能……而热能体现的是物体内部分子（绝大部分物质是由分子组成的）或者原子（金属是由原子组成的）运动的剧烈程度。这种剧烈程度用肉眼无法直接观察到，但是可以用温度计测量出来。所以，温度是物体内部分子或者原子（特指金属）热运动剧烈程度的外在体现。

因此，当我们提到温度和热量的时候，一定有个隐含的前提，那就是存在一个物质。没有物体，温度或者热量的概念就无从谈起。

聪明的小脑袋瓜儿一转，一个有趣而深刻的问题就提出来了：真空有温度吗？

绝对的真空，因为没有物质，也就没有物质内部的分子或者原子的热运动。因此，绝对的真空里没有热量，也没有温度。但是，自然界里没有绝对的真空。我们得到的真空，里面总是有些稀薄的物质。因此，现实世界里的相对真空里是有热量的，也是有温度的。

聪明的小脑袋瓜儿一转，又一个有趣而深刻的问题提出来了：假设存在绝对真空，把温度计放到绝对真空中，会显示温度吗？要是显示温度，又是什么的温度呢？

把温度计放在绝对真空中，温度计会显示读数。因为温度计是物体实体，它内部有分子的热运动。温度计显示的是自己的温度。

聪明的小脑袋瓜儿再一转，又一个有趣而深刻的问题提出来了：把温度计放到一个玻璃罩里面，这个玻璃罩里是绝对真空，然后在玻璃罩外面用强烈的太阳光照射，温度计会升温吗？

太阳光的光能是光子携带的能量。光子能够穿透玻璃，和温度计里的分子相互作用，把光能传递给温度计，于是温度计就会升温。

聪明的小脑袋瓜儿一转，又一个有趣而深刻的问题提出来了：如果把上面那个照在真空玻璃罩里的温度计晒得很热，比如达到200℃，然后在玻璃罩外面放一块冰。温度计的温度会让冰块融化吗？

会的。因为热量的传递方式有传导、对流和辐射3种。传导和对流需要两个物体接触，而辐射不需要两个物体接触。

月球表面没有大气是主因

做好这些知识储备，我们就可以回答“为什么月球上的昼夜温差如此之大”这个问题了。

因为月球太小了，其万有引力无法在其外面保留一个大气层。白天，太阳光穿过近似真空的太空到达月球，直接照射在月球表面的岩石上。岩石导热性差，不会把其中的热量传递给相邻的其他岩石，于是热量就积攒在一起，导致岩石的温度越升越高，乃至达到127℃。到了夜晚，由于岩石的热容量小，也就是保持热量的能力差，又通过热辐射把热量直接散发出去，于是温度一下子就降到了-183℃。

而在地球上，占据地球表面71%的是海洋，水的热容量大，也就是和其他物质相比，吸收同样的热量，温度上升的幅度却不大。虽然太阳光在月球和地球表面同样面积上投放的热量一样，地球表面温度上升得却不多。而在夜晚，地球大气层中的二氧化碳和水蒸气等，则阻碍热量以热辐射的形式散出地球。所以，地表的温度不会大起大落，给人类创造了宜居的温度条件。