熱膨脹

一個金屬蓋擰得死緊的玻璃罐，往往用熱水沖一沖就能啵地一下打開。這一招之所以管用，是因為受熱時金屬蓋比玻璃多脹那麼一點，鬆開了它的箍勁。固體在變熱時這種日常的膨脹，就是熱膨脹。

熱讓原子振動得更厲害，但關鍵的轉折在這裡：原子之間的鍵是略微偏斜的彈簧，拉長比壓縮容易。所以當一個原子振動得更猛時，它並不只是繞著自己的原位對稱地來回擺——平均而言，它會坐得比從前離鄰居稍遠一點。把這一丁點多出來的間隙，乘以億萬條鍵，整個物體就可測量地變大了。加更多的熱，原子就移得更靠外，它便脹得更多。

熱膨脹在方方面面都很重要，從鐵軌之間的縫隙，到溫度計的設計，再到那些受熱時絕不能裂開的牙齒補料。誠實的提醒是：起因並不是振動本身，而是它的不對稱，也就是鍵的非簡諧性：一塊假想中彈簧完美勻稱的晶體，受熱時會振動，卻根本不會改變大小。有些真實材料，比如接近冰點的水，甚至會反其道而行，在某些範圍內收縮。