我国的EAST人造太阳不久前实现了将1.5亿摄氏度高温等离子体维持101秒的记录，标志着我们走向可控核聚变的重要一步。可控核聚变的原理，本质上就是把两颗氢原子核捏成一颗氦原子核。为此，必须用高达数亿度的温度将其“捏”在一起。那么问题来了：这么高的温度，我们是如何测量的呢？会有一个能测出这么高温度的温度计吗？
你真的知道温度是什么吗？质量描述的是物体有多少物质，长度描述的是物体占据一维空间的大小，那么温度（temperature）到底是什么呢？我们可以直观地感受到物质的冷热，但对温度的本质却并不了解。虽然人们不知道温度到底是什么，但科学家很早就知道物体的热胀冷缩现象。利用这一点，人们很早就发明了温度计，利用液体的不同体积和其温度的对应关系，来测量温度。
为了描述温度的高低，人们发明了不同的温标。
例如摄氏温标（°C）规定，水的凝固点是0°C，沸点是100°C，将其中的温度差平均分为100份，每份就是1°C。而华氏温标（°F）规定，水的凝固点是32°F，沸点是212°F，其中的温度差平均分为180份，每份就是1°F。直到近代，物理学家才了解到物质都是由小微粒组成的，而且这些小微粒都在不停地做着无规则的运动。
人们发现，越热的物体，其中的小微粒的运动也越快，而越冷的物体，其中的小微粒的运动就越慢。此时我们才真正理解温度的本质：温度是构成物体的微粒的平均运动速度的量度。
于是，人们就找到了一个真正意义上的温度的零点，也就是当微粒的随机运动完全停止的时候，此时的温度就应当定义为零度。这就是我们通常所说的“绝对零度”（absolute zero）。经过理论计算可以发现，这一绝对零度的数值约为-273.15°C。如果把摄氏温标中的零点位置向下挪动273.15°C，这样所有的温度就都是正数，这种温标也被称为开尔文温标（K）。
在测量某个物理量的时候，我们有两种不同的策略：测量这个量的本身，或者测量这个量所引起的其他效果。例如，我们要测量一个长方体的体积，可以有两种方法：测量其长宽高，然后相乘得到体积，这就是直接测量体积本身。另一种方法是，我们将这个长方体浸入水中，测量排出的水的多少，来换算成长方体的体积。这种方法实际上是在测量“体积所引起的排水效应”，从而间接测量体积这个物理量。
日常生活中我们使用的测温装置，往往都是在测量“温度引起的其他效应”。最简单的就是上文提到过的液体温度计，利用的是温度引起的热胀冷缩效应；疫情防控常用的测温枪和测温摄像头，利用的是不同温度的物体会发出不同的红外线的原理。电子设备或家用电器上常用的测温元件，因为涉及到和电路相互作用，所以主要选用热电偶和热敏电阻两种。
所有这些测温工具，并不是直接测量温度的本质——微粒运动的快慢，而是都依赖温度的某个其他效应，也就是需要其他物质做媒介。可是当人造太阳中等离子体的温度达到1亿度时，没有任何物质能够存在其旁边，所以这些间接的方法也就都失效了。要想测量这么高的温度，是时候回归温度的本质了。
既然温度的本质是物质中微粒运动速度的快慢，要想在在1亿度高温下，进行温度测量，那就只能测量微粒运动的速度了。
在人造太阳中，待测温的工作物体是等离子体（plasma），构成等离子体的微粒是电子和离子。围绕着这两种微粒，科学家发明了一系列不同的测速工具。其中一种方法是基于磁场的。当电子在磁场中运动时，磁场会对其施加一种称为“洛伦兹力”的作用力，使其进行螺旋运动。而电子是带电的，进行旋转运动时会发射出电磁波，这电磁波的频率跟电子旋转的速度有关。
这样，我们只要检测这电磁波的频率，就可以通过推导出的数学规律来计算出电子运动的速度。而根据这速度，我们就可以度量电子的温度。
另一种方法的原理，跟交警使用的测速仪的原理是一样的，也就是多普勒效应（the Doppler effect）。多普勒效应最直观的体现，就是当鸣笛的汽车从我们身边驶过。当汽车逐渐靠近我们时，鸣笛的音调会较高；而汽车离我们远去时，其鸣笛的音调会听起来更低一些。
这是因为，汽车的运动速度影响了声音到达耳朵时的声速，从而使得我们感受到的声音频率发生了变化。向飞驰的汽车发出一束雷达波，并且接收其反射波。反射波的频率会因为车速的影响而产生改变，因此测量这一改变的大小就可计算出车速。如果向等离子体中发出一束激光，那么激光就会与其中的电子发生相互作用，而产生该激光的散射（这一现象称为“汤姆逊散射”）。
散射出来的激光跟入射激光相对来说，其频率会稍有不同，这是由于散射过程受到了电子本身移动速度的影响，就好像雷达波受到车速影响，而改变了频率一样。
测量1亿度的高温，不能只依赖一种方法。除了电子速度的测量之外，科学家需要一些测量离子温度（也就是说，测量离子速度）的方法。由于氢离子仅由一颗质子构成，其大小不足以被探测到，所以直接测量氢离子速度不太容易实现。
但人们发现，等离子体中不可避免地会混入一些杂质，这些杂质成分给了科学家以灵感。例如，有些等离子体约束装置中会含有金属钨，这就使得工作等离子体中混有痕迹量的钨。钨原子是较重的原子，这就使其原子核的电磁吸引力非常大，以至于在1亿度的高温下，仍然能束缚住不少核外电子。在高温下，被束缚的核外电子会发出X射线辐射，这一辐射同样也会因为钨离子本身的速度而产生多普勒效应。
通过测量这一多普勒效应，也就可以算出该离子的速度，并且进一步推算出离子温度了。多个测温方法都有其优劣点，联合运用才可以更准确地测得温度。
对于人类社会来说，能源是推动社会发展的重要动力，能源的发展可以极大满足人类的很多需求。
例如，机械和肥料的使用让人们的粮食产量大为增加，而机械和肥料都是需要大量能量才能获得的物资；汽车和飞机让人们的交通更加便捷，从北京到上海只要几个小时，这在前工业时代是不可想象的。如果难以理解可控核聚变对人类的意义，不妨来考虑一下人类驯服野牛野马的过程。牛马等畜力为人类提供了充足而廉价的动力来源，极大地提升了人类的活动范围和耕作能力，让人类得到了更进一步的解放和发展。
而核聚变与牛马的不同就在于，一克核聚变燃料所能释放的能量，约等于一匹马不眠不休地工作14.5年所贡献的能量。因此，早日实现可控核聚变，获得“能量自由”的重要性，就不言而喻了。辛勤工作的科研工作者获得的重要成果来之不易，让我们期待人类早日实现“能量自由”吧！