为什么绝对零度是宇宙最低温度？
1. 温度的本质：微观粒子的运动
首先，我们需要理解“温度”到底是什么。在宏观层面，我们感知温度是因为物体内部分子或原子的动能。温度越高，这些粒子振动、移动得越快，它们携带的能量就越多。反之，温度越低，粒子的运动越慢，携带的能量越少。
2. 动能的极限：零运动是不可达到的
我们可以通过移除粒子的动能来降低温度。冷却的过程就是不断从物质中提取能量，使其内部粒子的运动减慢。那么，是否可以无限地降低温度，直到粒子的运动完全停止？
答案是否定的。这里就涉及到热力学第三定律的核心思想：不可能通过有限的步骤在有限的时间内达到绝对零度。
3. 热力学第三定律的表述与含义
热力学第三定律有几种等价的表述，其中一种常见的表述是：
任何一个处于热力学平衡状态的系统的熵在绝对零度时都趋于一个常数。
更直观地理解，它意味着：
随着温度趋于绝对零度，系统的熵趋于最小值。
熵（entropy）是衡量一个系统无序程度或微观状态数量的物理量。在宏观层面，它与能量的不可用性有关。在微观层面，它与粒子运动的随机性有关。
熵最小意味着系统的无序程度最小。
那么，熵如何与粒子的运动相关联呢？
当温度降低时，粒子的运动变得越来越有序，它们在空间中的位置和动量变得越来越确定。在绝对零度（0开尔文或273.15摄氏度）时，我们理想化地认为所有粒子的动能都降至最低。
然而，量子力学告诉我们，即使在绝对零度，粒子也不能完全停止运动。这涉及到两个关键的量子概念：
不确定性原理（Heisenberg Uncertainty Principle）： 它指出，我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。如果我们试图将一个粒子的位置确定到非常小的范围（使其“停止”运动），那么它的动量不确定性就会变得非常大，这意味着它仍然会以一定的速度运动。反之亦然。因此，粒子无法拥有零动量。
零点能（Zeropoint Energy）： 由于不确定性原理，即使在最低能量状态下，量子系统仍然具有一定的最小能量，称为零点能。这就像即使在一个容器里，粒子也不会完全静止，而是在容器内微弱地振动。
4. 为什么我们无法通过有限步骤达到？
热力学第三定律的另一个重要推论是：从任何非零温度的平衡态达到绝对零度，都需要无限多的过程，或者说在有限的时间内是不可能实现的。
想象一下你要冷却一个物体。每次冷却，你都需要从物体中提取能量。提取的能量越多，物体离绝对零度就越近。但是，随着温度降低，物体内部的粒子运动变得越来越慢，它们释放能量的能力也越来越弱。要完全将最后一点点动能提取出来，需要越来越大的“努力”，这个过程会无限地趋近于零，但永远不会真正达到零。
就好比你试图将一个越来越轻的羽毛吹到空中，你每次吹的气流会越来越小，但理论上永远无法让它完全静止在空中。
5. 绝对零度是理论上的极限，而非实际可达到的状态
因此，绝对零度是理论上所有粒子动能降至最低点（但不是零运动）的温度极限。它是衡量温度的一个参考点。
在实际的科学实验中，科学家们已经能够将物质冷却到非常非常接近绝对零度的温度，例如在微开尔文（μK）甚至纳开尔文（nK）的量级。然而，要达到真正的绝对零度，根据热力学第三定律，是不可能的。
总结一下为什么绝对零度是宇宙最低温度：
温度是粒子动能的体现： 温度越低，粒子运动越慢。
量子力学的约束： 不确定性原理和零点能意味着粒子在绝对零度时并非完全静止，但其动能已降至最低可能值。
热力学第三定律的不可达性： 要从任何非零温度达到绝对零度，都需要无限多的过程，因此在有限的时间内是无法实现的。
能量的提取是渐进的： 随着温度降低，从物质中提取剩余能量变得越来越困难，越来越无效。
所以，绝对零度是能量的最低可能状态，是一种理论上的极限温度，也是我们理解物质和能量行为的一个基本参照点。
网友意见
最早提出绝对零度的可能是大科学家、化学之父之一的波义尔，他观察到硝石（硝酸钾）溶解于水而吸收大量热量，认为地球内部可能存在一种最低温度，他把这叫做“原始冷”。
从现在看来，波义尔这个观点和热素、燃素等歪理邪说一样，简直就是胡说八道。那个时代比较靠谱的是另一个科学家阿蒙顿，1702年，他正在改进空气温度计，他一定质量的空气维持一根水银柱，水银柱的高度随温度的变化而变化，因此可以用来表示温度。阿蒙顿想，如果温度降到最低，那空气的压强就接近于0 了，水银柱岂不是要变成0？也就是说，水银柱到0也就达到最低温度了吧？
阿蒙顿认为这个最低温度是无法达到的，因此并没有进一步对它进行研究。一个苏格兰物理学家乔治*马丁发现了阿蒙顿的成果，在1740年将这一点发表出来，并指出，最低温度大约在零下240°C。
现在我们知道，阿蒙顿的空气温度计原理就是高中的查理定律：理想气体的压强和绝对温度成正比。然而空气毕竟不是理想气体，所以阿蒙顿的-240°C有些偏差，也是可以理解的。
1779年，约翰·海因里希·兰伯特改进了一点，他发现- 270°C可视为绝对零度。但在当时，权威们却错漏百出，包括拉瓦锡、拉普拉斯和道尔顿在内的科学家都认为绝对零度一定在-600℃以下，大多数人认为绝对零度大约在-3000℃左右。
在焦耳等人对热力学进行了广泛而深入的研究后，终于等来了大神开尔文勋爵，他一锤定音，指出：绝对温度必须独立于任何特定物质的属性。这也宣布了绝对温标（也称热力学温度）的诞生，单位就用开尔文的名字来命名：开（K）！根据热力学方程，很容易计算出，绝对零度大约在-273℃，我们高中都学过。
在热力学中，绝对零度是热力学温标的最低极限，在绝对零度，理想气体的焓和熵都达到最小值。
而对于固体，考虑完美晶体（无缺陷），在绝对零度，它的晶格振动完全消失了。
热力学第三定律还表明，绝对零度不能达到，因为你无法用更冷的冷却剂去达到冷却的目的。
目前人类达到的最低温度来自2015年6月，麻省理工学院的物理学家们将钠钾分子气体冷却到500纳开尔文的温度。
量子力学也告诉我们，在绝对零度也并非能量为零，系统仍然具有基态的能量，这被称为零点能。
----华丽分割，以下为拓展阅读----
近年来，又有人提出，在量子热力学中，某些系统可以达到“负温度”。
其实，“负温度”的系统比任何正温度的系统都要热。如果负温系统和正温系统接触，热量将从负温系统流向正温系统。这不是矛盾了吗？明明是负，怎么会比正的还热呢？
为了解决这一矛盾，科学家创造出了“冷度”这个物理量，为温度和玻尔兹曼常数乘积的倒数，从而解决了这一矛盾。温度为正的系统，熵值随着能量的增加而增加，温度为负的系统，熵值随着能量的增加而减少。所以，负温度是为了解释一些量子现象而引入的概念，在非量子体系下没有意义。
2013年1月3日，物理学家们宣布，他们首次创造了一种由钾原子组成的量子气体，其温度为负。
如果对最高温度和负温度有兴趣的，可以看下面的帖子：
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