你能想象嗎？熱水有時候竟然比冷水結冰還快！這一神奇現象被稱為姆潘巴效應。早在2000多年前，亞里士多德就發現了它，但后來被大家遺忘了。直到1963年，坦桑尼亞學生埃拉斯托·姆潘巴在學校烹飪課做冰淇淋時，又重新發現了這個奇妙的現象，之后他還和英國物理學家丹尼斯·奧斯本一起發表了論文，記錄了水的這種特殊表現。

從那以后，科學家們發現，姆潘巴效應可不只出現在水里，在很多物理系統里都能看到，就連微觀世界也不例外。不過，研究這個效應的時候遇到了一個大難題：判斷這個效應是否存在，得看用什么標準來衡量一個系統和平衡狀態之間的差距。衡量標準有無數種，用這個標準能看到這個效應，換個標準可能就看不到了。以前的研究方法，經常只用一種標準來衡量一個系統在溫度變化后恢復平衡的速度，這樣得出的結果很可能不準確，還會誤導人。

為了解決這個問題，京都大學的一群科學家想出了一個好辦法。他們利用熱優化理論，制定了一個通用的判斷標準。熱優化理論就像是一個“大管家”，把各種不同的衡量標準統一了起來。研究的負責人譚·范·武說：“我們的研究證明，用熱優化理論就相當于同時考慮了所有可能的衡量標準。”通過這個理論，他們能更準確地判斷一個系統降溫的速度，解決了之前研究里的那些模糊不清的問題，給研究姆潘巴效應搭建了一個清晰可靠的框架。

這群科學家還發現了一個特別有趣的事情：姆潘巴效應并不只在特定的溫度范圍內出現，在很多不同的溫度條件下都能看到。譚·范·武說：“這個意外的發現說明，姆潘巴效應背后的原理比我們以前想的更普遍。”

這項研究不僅讓我們對控制熱松弛動力學的基本原理有了新的認識，還有很大的實用價值。它能幫助我們提高熱機和制冷技術的效率，對量子計算和生物物理學領域也有幫助。

不過，科學家們還有一個問題沒弄清楚：在熱優化理論下，姆潘巴效應出現的最短時間是多久呢？研究這個問題，或許能幫我們找到熱松弛動力學的一些基本限制。

這項研究是由日本學術振興會資助的，相關成果已經發表在《物理評論快報》上。

參考資料：DOI： 10.1103/PhysRevLett.134.107101