1911年10月下旬，31歲的愛因斯坦參加了一個討論量子力學的會議，名為索爾維大會的精英會議。當時，23位出席會議的科學家中有4位已經(jīng)獲得了諾貝爾獎，另外還有5位也將獲得諾貝爾獎，包括愛因斯坦。盡管他關于相對論的想法慢慢獲得了關注，但他關于光量子化的激進理論卻完全被忽視了。那么愛因斯坦是如何出現(xiàn)在這個量子會議上的呢？答案與化學家瓦爾特·能斯特有關，他創(chuàng)造了熱力學第三定律。

能斯特非常擅長實驗，在20世紀初他專注于制造氮基肥料。1898年，當時的英國科學家威廉·克魯克斯確地預測了目前的耕作方法正在耗盡土壤中的氮，隨著人口的增長，小麥很快就會耗盡，數(shù)百萬人將挨餓?？唆斂怂沟倪@句話啟發(fā)了那一代化學家，能斯特也不例外，因此他開始研究在不同壓力和溫度下的許多不同的化學反應。

他把熱力學原理應用到低溫現(xiàn)象和化學反應過程中，發(fā)現(xiàn)了一個新的規(guī)律：絕對溫度在趨近于零時，熵也趨近于零。幾個月后，這個定理就被他稱為熱力學第三定律，但它更像是一個熱假設，因為它完全基于實驗數(shù)據(jù)而沒有理論推導。然后，能斯特從化學平衡轉向了一個全新的物理領域：極低溫的世界。

能斯特建立了自己的臨時氫液化器，并開始測量物體的比熱，比熱是物體每升高一度所需的熱能。他們很快發(fā)現(xiàn)，當物體接近絕對零度時，它們的比熱都趨于零。如果比熱是零，那么物體不需要熱量就可以使溫度升高，這意味著物體溫度不會停留在絕對零度。換句話說，絕對零度是一個最低極限，也是我們無法達到的極限。

能斯特越來越相信自己正處在一個深刻思想的邊緣，但他的理論缺乏理論基礎，這一事實阻礙了他的發(fā)展。在1909年或1910年初，能斯特注意到1907年專利局職員愛因斯坦發(fā)表的一篇晦澀的論文，使用量子力學從理論上證明比熱為零。

量子力學可以說始于1900年12月，普朗克假設光的能量是量子化的來解決輻射問題。1907年，愛因斯坦寫了一篇論文，利用普朗克量化光的概念來理解固體是如何發(fā)射和吸收熱量的。換句話說，愛因斯坦用普朗克量子推導了比熱。

為了確定比熱，愛因斯坦做了一個模型，他假設分子是在三維振動的簡單振動子。愛因斯坦從普朗克那里得到了振動分子的平均能量隨溫度變化的方程，然后他將其乘以分子數(shù)的三倍。最后，他將能量作為溫度的函數(shù)求導，得到了比熱的方程。他得到的方程似乎與其他人的實驗數(shù)據(jù)非常吻合，更重要的是，該方程顯示固體在接近絕對零度時比熱趨近于零。

當能斯特讀到這篇論文時，他非常興奮，因為有了理論的支持。能斯特寫道：“愛因斯坦的量子假說可能是有史以來最了不起的思想建構之一?！?910年之前，沒有其他論文引用愛因斯坦1907年的論文。在能斯特引用之后的三年里，有超過40篇論文引用了愛因斯坦1907年的論文。

突然間，許多科學家對量子力學和固體的量子力學觀點產(chǎn)生了興趣，就連普朗克也在1912年利用量子力學為能斯特的熱力學第三定律進行了改寫：完美晶體的熵在絕對零度下為零。大約在同一時間，能斯特創(chuàng)造了熱力學第三定律的最終版本，即任何過程都不可能在有限的步驟內(nèi)達到絕對零度。直到今天，科學家們還在爭論這一定律的適當形式。

很快，能斯特組織了第一次國際物理會議，并讓索爾維向世界頂級科學家發(fā)出了19份邀請。并且，他又親自向幾個人發(fā)出了邀請，其中就包括愛因斯坦。