本文根据德国物理学家因戈·穆勒（Ingo Müller）《热力学史：能量与熵的学说》整理而成。全书没有繁琐公式，只讲人、事和观念的转折。读完，你会知道“温度”为什么用℃、“能量”为什么叫 energy、“熵”为什么让人又爱又怕。
一、温度：从盖伦的九度到摄氏的百分
• 公元2世纪，盖伦把冰与沸水混合，定出“中性点”，再上下各分四度，凑成九度温标。
• 17世纪，伽利略的学生用玻璃管第一次量出“井水冬天比夏天冷”。
• 直到摄尔修斯和华伦海特各自选了固定的“冰点+沸点”，才算有了今天通用的 ℃ 和 ℉。
一句话：温度计不是先有人造，而是先有“怎么比冷热”的共识。
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二、能量：热质说的倒掉
• 18世纪，拉瓦锡把“热”当成一种无重量的流体——热质（caloric）。
• 1798年，本杰明·汤普森（拉姆福德伯爵）在钻造炮筒时发现：钻头越钝，发热越多。热质说自此动摇。
• 1842年，德国医生迈耶在爪哇航海，观察到“暴风雨后海水变暖”，写下能量守恒第一稿。
• 焦耳用瀑布、导线、桨轮，把“热”和“功”定量地连在了一起：1千卡 = 427千克力·米。
• 亥姆霍兹最终把机械能、热能、化学能全部装进“能量守恒”这一句话。
一句话：人类花了半个世纪，才承认“热不是流体，而是一种运动”。
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三、熵：从蒸汽机到“时间箭头”
• 19世纪初，英国缺木头，矿坑又积水，瓦特改良蒸汽机。工程师问：怎样让煤烧得更值？
• 1824年，法国青年卡诺在笔记本📓里写下“理想热机”：效率只取决于高温与低温之比。
• 克劳修斯把卡诺的“热量差”翻译成一个新词——熵（entropy），并给出第二定律：孤立系统的熵只增不减。
• 玻尔兹曼后来把熵解释成“微观状态的多少”：熵增并非绝对禁止逆过程，而是“可能性太小”。
• 麦克斯韦用“妖”思想实验提问：如果一个小妖精能按速度分拣分子，熵会不会减少？直到今天，信息论、计算热力学还在回答这个问题。
一句话：熵告诉我们，为什么打碎的玻璃不会自己复原，也决定了发动机效率的上限。
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四、化学势：混合、蒸馏与战争
• 吉布斯把“熵”扩展到混合物，提出化学势：决定物质会不会自发扩散、相会不会分离。
• 蒸馏塔、海水淡化、石油裂解，本质都是在“熵增”与“能量成本”之间找平衡。
• 一战时，哈伯用高压合成氨，造出炸药也造出化肥；二战时，贝吉乌斯把煤变成汽油，决定了机械化部队的燃料。
一句话：热力学不止解释自然，也左右战争与和平的走向。
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五、第三定律与“绝对零度”
• 1906年，能斯特提出：温度趋近绝对零度时，熵趋近于零；因此绝对零度永远达不到。
• 科学家用级联压缩、绝热退磁、激光制冷，一路把温度从-78 ℃（干冰）降到1.5微开尔文。
• 低温带来超导、超流、玻色-爱因斯坦凝聚，也带来今天量子计算机的物理基础。
一句话：越冷，世界越量子；越量子，技术越新。
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六、写给普通人的三句话总结
1. 温度、能量、熵——这些看似抽象的词，其实是人类为解决“烧多少煤、能走多远”而一步步逼出来的。
2. 热力学不是工程师的专利，它规定了手机发烫、冰箱耗电、电动车续航的极限。
3. 下一次看到“熵增”或“能量守恒”时，不妨想到：这是两百年来无数钻炮筒、煮海水、测瀑布的人留给我们的共同遗产。
