7 集体“牛顿”的努力
欧洲人在经历了前所未有的工业革命时代后,积累了大量的实践经验,在一瞬间仿佛人人都变成了实验专家,整个18世纪就是在激荡的岁月中度过了。人们留下了大量实验资料,为19世纪的科学大发现提供了必不可少的前提条件。
迈尔、焦耳和赫尔姆霍茨几乎同时在19世纪40年代发现了能量守恒与转化定律。此时的欧洲,却正陷入大革命风暴中,迈尔不幸被风暴尾扫中,受到牵连,焦耳偏安于英伦半岛,而赫尔姆霍茨却在仕途上蒸蒸日上。
而且事情还远不是如此简单,在发现能量守恒与转化定律的通途上,我们还必须提到的名字有:卡诺、格罗夫、柯尔丁、开尔文勋爵。他们就是被称为发现能量守恒与转化定律的“集体牛顿”,几乎可以说,自然界有多少种能量,就有多少位参与发现者。
◎卡诺
法国的卡诺在迈尔发表论文前十年就已经去世,由于他死于霍乱,家人害怕传染,就将他的遗物、手稿统统烧毁,以至于在他逝世后46年即1878年,他的弟弟找到部分残稿发表出来,人们才知道卡诺的成绩。卡诺在改进蒸汽机效率方面做出巨大贡献,他论证了热力循环工作的原理,即“卡诺循环”,奠定了热力学基础。
◎格罗夫(www.xing528.com)
英国的格罗夫是一名非常聪明的律师,他曾经被马克思称赞为当时最有哲学思想的科学家。格罗夫算是一名业余物理学家,他曾经改进电池,研制出“格罗夫电池”。格罗夫在研究电的过程中发现了能量守恒与转化定律,他在1842年做了《关于自然界的各种力之间的关系》的演讲,提出了各种力在一定条件下都可以转化,而不会消失的现象。
柯尔丁是一位工程师,他和焦耳一样在做热功当量的数据测量工作,在1843年向哥本哈根提交过有关报告。
英国的开尔文勋爵即威廉·汤姆逊,因为他在科学上的成就和对大西洋电缆工程的贡献,被英女皇授予开尔文勋爵衔,所以后世才改称他为开尔文。他利用“卡诺循环”,找到绝对温度,人们为纪念他,就以他的名字命名为开氏温度。正是由于开尔文的大力支持,焦耳在英国皇家学会的讲演才能得到大家的重视,后来,开尔文和焦耳合作,阐释了能量守恒与转化定律,开尔文还正式使用了“能量守恒定律”这一名词代替原来含糊不清的“力的守恒定律”。
19世纪是一个科学群星荟萃的年代,科学发现有了更多的国际特色。上述科学家们的共同努力换来了自然界的一个真理。不过,由于迈尔首先发表了能量守恒与转化理论,但焦耳首先提供了实验数据证明,而赫尔姆霍茨却首先系统阐述该理论,他们三人就如同三朵几乎同时开在相互隔离的花园里的花朵,引来众人评说纷纭。当然,焦耳的实验太出色了,在这些学者当中,他获得了最大的声誉,所以热力学上采用了他的名字为热量单位。不过,焦耳和赫尔姆霍茨却都承认,是迈尔最先提到了能量守恒和转化学说。
至此,我们可以简单阐述能量守恒与转化定律了:是指自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同形式,可从一种形式转为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,在转化和传递的过程中能量的总和保持不变。
◎开尔文勋爵
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