塞维利亚大学教授 José María Martín-Olalla 解开了一个可追溯到 1905 年的热力学之谜，他证明了能斯特定理与热力学第二定律有着内在的联系。他的重新解释纠正了爱因斯坦长期以来的假设，重新构建了物理学家如何理解接近绝对零度的熵的行为。

本文认为，热力学的第三原理遵循第二原理，而不是一个单独或独立的概念。

塞维利亚大学的 José María Martín-Olalla 教授发表了一篇论文，解决了一个 120 年来一直未解决的热力学问题。通过这样做，他纠正了阿尔伯特·爱因斯坦 （Albert Einstein） 一个多世纪前提出的想法。

该论文将 Nernst 定理（1905 年的一项实验观察结果）与热力学的第二定理直接联系起来，该定理指出，当温度接近零时，熵交换接近零。该研究发表在《欧洲物理杂志》上，扩展了第二个原理的含义，该原理指出宇宙中的熵趋于增加。

绝对零度的历史问题

围绕 Nernst 定理的问题出现在 20 世纪初，当时正在研究物质在接近绝对零度（零下 273 摄氏度）的温度下的行为。Walther Nernst 因其对该领域的贡献而于 1920 年获得诺贝尔化学奖。

为了解释他的发现，能斯特认为绝对零度一定是无法达到的。否则，理论上可以构建一个使用绝对零度作为冷却剂将所有热量转化为功的发动机，这违反了熵总是增加的原则。他在 1912 年用这个推理正式陈述了他的定理。

不久之后，阿尔伯特·爱因斯坦 （Albert Einstein） 对这一论点提出了质疑，指出这样的发动机实际上无法制造，因此它对热力学第二定律没有真正的威胁。因此，爱因斯坦将能斯特定理与第二原理分开，并将其归类为第三独立原理。这种解释现在已经被推翻了。

在演示中，Martín-Olalla 教授介绍了 Nernst 和 Einstein 遗漏的两个细微差别：热力学第二原理的形式主义一方面要求 Nernst 想象的发动机存在，另一方面，这台机器是虚拟的;发动机不消耗任何热量，不产生任何功，也不质疑第二个原则。这两个想法的串联使我们能够得出结论，当温度趋于零时（这是 Nernst 定理），熵交换趋于零，并且绝对零度是无法访问的。

重新思考温度和物理抽象

Martin-Olalla 指出：“热力学的一个基本问题是将温度感、热感和冷感与温度作为物理量的抽象概念区分开来。在 Nernst 和 Einstein 之间的讨论中，温度只是一个经验参数：绝对零度条件由气体的压力或体积接近零的条件表示。从形式上讲，热力学的第二原理提供了自然零度温度的更具体概念。这个想法与任何感觉无关，而是与 Nernst 想象的引擎有关，但它必须是虚拟的。这从根本上改变了定理证明的方法。

该研究指出，接近绝对零度的物质唯一与热力学第二原理无关的一般性质是热容量的抵消，该原理也是由 Nernst 在 1912 年编制的。然而，Martin-Olalla 提出了一种不同的形式化：“第二个原理包含熵在绝对零度处是唯一的。取消比热只会增加这个唯一值为零。它似乎更像是一个重要的附录，而不是一项新原则。

塞维利亚大学的教授指出，这篇文章的发表是接受这种新观点的第一步：“我教的热力学课程的学生是第一个了解这个演示的人。我希望通过这本出版物，该演示将得到更广泛的了解，但我知道学术界有很大的惯性。