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沈梦溪在索引柜里翻了很久，找到了三篇与负温度相关的论文——一篇是Purcell和Pound在1951年发表的实验报告，首次在核自旋系统中实现了负温度；一篇是Ramsey在1956年发表的综述，从理论上完整讨论了负温度的热力学性质；还有一篇是1978年发表在《物理评论》上的文章，讨论了负温度条件下的熵变问题。
她把三篇论文全部借了出来，找了一张靠窗的桌子坐下，继续读。
Purcell和Pound的实验报告写得很生动——他们用LiF晶体做核磁共振实验，在强磁场中反转了核自旋的极化方向，从而实现了粒子数反转。
沈梦溪读到这里，想起了林启明在信里跟她提过的"
核磁共振"
——他在报纸上看到过相关的科普文章，还专门写信问她"
那个共振是什么意思"
。
她当时回信解释了一通，但解释得不太好，有些地方自己也没吃透。
现在读了Purcell的原文，她忽然觉得可以给林启明写一封更好的回信了。
这个念头让她微微笑了一下——凌晨两点的期刊阅览室里，一个满身粉笔灰的年轻女教师，对着一份英文论文笑了起来。
这画面如果被学生看见，大概会以为她中了什么邪。
但Ramsey的综述就不那么轻松了。
Ramsey是量子物理的大牛，他的文章写得很漂亮，但漂亮的前提是读者跟他站在同一个高度上。
沈梦溪站在山脚下仰望，看得见山顶的风景，但上山的路得自己一步一步地爬。
Ramsey用的数学工具比Landau更高级——他引入了系综理论来处理负温态的统计性质，而系综理论是沈梦溪本科时没有系统学过的。
她只好又去书架上找了一本统计力学的教材，把系统理论的那一章临时抱佛脚地读了一遍。
读完之后再回来啃Ramsey，总算能跟上了——但速度更慢了，平均一页要花二十分钟。
她爬了三个小时。
凌晨五点，她终于读完了Ramsey的综述。
合上期刊的时候，她的眼睛酸涩得像被砂纸打磨过，太阳穴突突地跳，脖颈僵硬得像一根铁棍。
但她的脑子是清醒的——比任何时候都清醒。
Ramsey的文章给了她一个关键的启发：负温度不是热力学第二定律的反例，而是第二定律的一个自然推广。
在负温态下，熵增原理依然成立，只是需要把"
温度"
的定义从"
正数"
扩展到"
全体实数"
——包括负数和无穷大。
这个扩展不是对第二定律的修正，而是对第二定律的深化。
就像爱因斯坦的相对论不是对牛顿力学的否定，而是对牛顿力学的推广——在低速弱场条件下，相对论退化为牛顿力学；在正温条件下，推广的热力学退化为经典的热力学。
沈梦溪在笔记本上写下了最后一段话：
"
负温态下，熵增原理的表述应修正为：在包含亚稳态的孤立系统中，自发过程总是朝着微观态数增加的方向进行。
负温态是亚稳态，其微观态数虽然随能量增加而减小，但系统最终会弛豫回正温态，在此过程中微观态数增加。
因此，推广后的熵增原理依然成立。
"
她写完这段话，搁下笔，揉了揉眼睛。
窗外，天边泛起了一线鱼肚白。
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