你能想象吗？热水有时候竟然比冷水结冰还快！这一神奇现象被称为姆潘巴效应。早在2000多年前，亚里士多德就发现了它，但后来被大家遗忘了。直到1963年，坦桑尼亚学生埃拉斯托·姆潘巴在学校烹饪课做冰淇淋时，又重新发现了这个奇妙的现象，之后他还和英国物理学家丹尼斯·奥斯本一起发表了论文，记录了水的这种特殊表现。

从那以后，科学家们发现，姆潘巴效应可不只出现在水里，在很多物理系统里都能看到，就连微观世界也不例外。不过，研究这个效应的时候遇到了一个大难题：判断这个效应是否存在，得看用什么标准来衡量一个系统和平衡状态之间的差距。衡量标准有无数种，用这个标准能看到这个效应，换个标准可能就看不到了。以前的研究方法，经常只用一种标准来衡量一个系统在温度变化后恢复平衡的速度，这样得出的结果很可能不准确，还会误导人。

为了解决这个问题，京都大学的一群科学家想出了一个好办法。他们利用热优化理论，制定了一个通用的判断标准。热优化理论就像是一个“大管家”，把各种不同的衡量标准统一了起来。研究的负责人谭·范·武说：“我们的研究证明，用热优化理论就相当于同时考虑了所有可能的衡量标准。”通过这个理论，他们能更准确地判断一个系统降温的速度，解决了之前研究里的那些模糊不清的问题，给研究姆潘巴效应搭建了一个清晰可靠的框架。

这群科学家还发现了一个特别有趣的事情：姆潘巴效应并不只在特定的温度范围内出现，在很多不同的温度条件下都能看到。谭·范·武说：“这个意外的发现说明，姆潘巴效应背后的原理比我们以前想的更普遍。”

这项研究不仅让我们对控制热松弛动力学的基本原理有了新的认识，还有很大的实用价值。它能帮助我们提高热机和制冷技术的效率，对量子计算和生物物理学领域也有帮助。

不过，科学家们还有一个问题没弄清楚：在热优化理论下，姆潘巴效应出现的最短时间是多久呢？研究这个问题，或许能帮我们找到热松弛动力学的一些基本限制。

这项研究是由日本学术振兴会资助的，相关成果已经发表在《物理评论快报》上。

参考资料：DOI： 10.1103/PhysRevLett.134.107101