J R Meyer 迈尔(1814~1878),德国汉堡人,医生、物理学家。他对万事总要问个为什么,而且必亲自观察,研究,实验。他是能量守恒定律的奠基人。 科学史上那些真相的发现是要付出巨大的代价的,不是每个人都和牛顿一样23岁发现万有引力定律,也不是每个人都和爱因斯坦一样,26岁发现相对论。 即使在民主自由的时代,科学家们还是会招致诸多质疑,每一项划时代的发明都会遭受前所未有的攻击,即使他和特斯拉一样才华横溢。 哥白尼被威胁,布鲁诺被烧死,拉瓦锡被砍头。今天我们要说的是物理学的奠基人德国人迈尔,他曾经被关入疯人院,整整八年。这远比前三十年我们把伟大的科学家艺术家变成伟大的饲养员要残忍。 这个改变世界的人却鲜为人知,比起同时代的焦耳,他没有在物理学上留下一个足迹。 能量指的是质量的时空分布可能产生的度量,而人的物理学本质就是能量转化的过程。道金斯有本书叫自私的基因,有时候,我们也可以把世界理解为自私的能量。因为能量从一个宿主流到另一个宿主。 能量原理从经典力学的研究而来。1638年伽利略在《两门新科学》中提出了斜面原理,伽利略证明了重力的机械能守恒:物体下降的速度只决定于物体下降的垂直高度,而与物体实际的通过路径无关。通过摆球弧度实验,伽利略进一步证明了这个原理,即使摆球摆动中被中间的钉子挡住,改变了弧线,摆球摆动的高度依然不变。 1686年,莱布尼茨提出了活力守恒,他提出了用Mv^2作为度量值,并且称之为活力,这个公式是不是有点眼熟,多年以后爱因斯坦也有一个著名的质能方程。
1738年,丹尼尔·伯努利在《流体动力学》中提出活力下降和位势升高等同的原理。这就是著名的伯努利方程。 以下是迈尔简传: 迈尔(J R Meyer),出生于德国汉堡。1840年开始在汉堡独立行医。他对万事总要问个为什么,而且必亲自观察,研究,实验。1840年2月22日,他作为一名随船医生跟着一支船队来到印度尼西亚。
一日,船队在加尔各达登陆,船员因水土不服都生起病来,于是迈尔依老办法给船员们放血治疗。在德国,医治这种病时只需在病人静脉血管上扎一针,就会放出一股黑红的血来,可是在这里,从静脉里流出的仍然是鲜红的血。医学专业的本能让他思考有机物和无机物的关系,身体的食物和能量让他得出了热和功可以相互转化。从观察永动机的实验失败,他得出结论,机械功永远不可能产生于无。于是,迈尔开始思考:人的血液所以是红的是因为里面含有氧,氧在人体内燃烧产生热量,维持人的体温。这里天气炎热,人要维持体温不需要燃烧那么多氧了,所以静脉里的血仍然是鲜红的。那么,人身上的热量到底是从哪来的?顶多500克的心脏,它的运动根本无法产生如此多的热,无法光靠它维持人的体温。那体温是靠全身血肉维持的了,而这又靠人吃的食物而来,不论吃肉吃菜,都一定是由植物而来,植物是靠太阳的光热而生长的。太阳的光热呢?太阳如果是一块煤,那么它能烧4600年,这当然不可能,那一定是别的原因了,是我们未知的能量了。
他大胆地推出,太阳中心约2750万度(我们知道是1500万度)。迈尔越想越多,最后归结到一点:能量如何转化(转移)他一回到汉堡就写了一篇《论无机界的力》,并用自己的方法测得热功当量为365千克米/千卡。他将论文投到《物理年鉴》,却得不到发表,只好发表在一本名不见经传的医学杂志上。他从有无因果等哲学理念和金属摩擦生热等试验事实推出了能量不灭和守恒的思想。他用马拉锅中泥浆的实验测试热的当量,比较马做的功和温度的升值。1842年,28岁的迈尔提出永动机永远不可能实现。
他不仅在学术上不被人理解,而且又先后经历了生活上的打击,1848年幼子夭折,弟弟也因革命活动受到牵连,在一连串的打击迈尔于1849年从三层楼上跳下自杀,但是未遂,却造成双腿伤残,从而成了跛子。随后他被送到哥根廷精神病院,遭受了八年的非人折磨。
1858年,世界又重新发现了迈尔,他从精神病院出来以后,被瑞士巴塞尔自然科学院授为荣誉博士。晚年的迈尔也可以说是苦尽甘来,在晚年他先后获得了英国皇家学会的科普利奖章,还获得了蒂宾根大学的荣誉哲学博士、巴伐利亚和意大利都令科学院院士的称号。1878年3月20日迈尔在海尔布逝世。 |