五、运动的辩证法
械运动和热量的相当性。
回国后,迈尔继续研究,于1842年完成了第一篇关于能量守恒和转化定律的论文。然而,论文发出去后没多久就被退了回来。迈尔的理论不仅没有被承认,反而受到了冷嘲热讽。
有一次,迈尔在海德尔堡遇见了约利,约利对迈尔说:“如果你的理论是正确的话,水只要晃动几下不就沸腾了吗?那你也就省下烧水了!”迈尔听后,连一句话也没说就走了。
几周以后,迈尔又见到了约利。他坚定地对约利说:“您的说法没错。正是如此,正是如此!”由于迈尔的思想不合乎当时流行的观念,长期受到了人们的诽谤和讥笑,致使迈尔的精神受到了严重的刺激。迈尔曾跳楼自杀未遂。1851年,他被关进疯人院,受到残酷折磨。1853年,他恢复了自由,但却在痛苦中度过了晚年。
1847年,在牛津召开的一次学术会议上,英国年轻的酿酒匠焦耳(1818-1889)正在一边做着热功转化的实验,一边做着简单的介绍。本来,焦耳想在这次全英会议上宣读自己关于能量守恒和转化方面的论文,但是大会主席瞧不起这个没有受过高等教育的酿酒匠,就拒绝了焦耳的要求。经过再三交涉,主席才作了让步,但只允许他在会上演示一下他的实验。
当焦耳讲到热是一种能量形式,各种形式的能量都可以定量地相互转化时,坐在台下的威•汤姆逊再也无法平静,他站起来大声说:“你简直是胡闹。热是一种物质,它根本不可能转化为功!”
汤姆逊比焦耳小6岁,他22岁就当上了格拉斯哥大学教授。他是热素说的拥护者,认为热功是不能互相转化的。他早就听说有个酿酒匠在搞什么热功转化实验,当时就很生气。汤姆逊的发言打乱了大会的程序。会议主席本来不准备让大家在会上讨论焦耳的实验,但现在为时已晚。学者们议论纷纷,大多数人都反对焦耳的观点。就连法拉第也摇着头,说“这不可能!”
正是由于汤姆逊的质问,焦耳的发现才开始引起人们的重视。焦耳出生在一个啤酒酿造商的家庭里。少年时代勤奋好学。在著名化学家道尔顿的影响下,他更加热爱科学,特别喜爱科学实验,有了问题,总想通过实验求得解决。
早些时候,人们就注意,电流通过导线时,有热释放出来。这个现象引起了焦耳的兴趣。他做了大量的实验来分析释放的热量与电流,电阻和通电时间的关系,这使他在22岁的时候就发现了著名的焦耳定律。
焦耳注意到,电能可以转化为热能,摩擦可以生热,那么从高处落下的水,能不能使水温升高呢?有一天,他拿着一支温度计来到一个有瀑布的地方。他测量了瀑布顶端和底部的水温,证实了自己的想法。
大量的事实使焦耳相信:不同形式的能量可以定量地相互转化。但是,焦耳的研究并没有引起人们的注意。皇家学会拒绝发表他的文章,因为在他们看来,一个年轻的酿酒匠的发现不可能有多大学术价值。在朋友们的劝告下,焦耳申请自然哲学教授的候选人,但因他的容貌缺陷而未获准。焦耳只好继续当他的酿酒匠和从事他的科学研究。
焦耳设计了一个很著名的实验。他用垂直下落的砝码来带动轮翼搅水,使水温升高。通过测量水温和重力所做的功,他终于得到了热能与机械能之间的当量数值。
几乎与迈尔和焦耳同时,德国军医出身的物理学家赫尔姆霍茨、丹麦科学家柯尔丁、英国业余科学家、律师格罗夫等人也得到了和焦耳一致的结果。在事实面前,曾经激烈反对焦耳的汤姆逊也改变了自己的观点。有一天,他主动找到焦耳,说:“让我们一起来研究热功当量问题吧。”“我们不是早就在一起工作了吗?”焦耳握着汤姆逊的手,风趣地说:“要不是你在那次会上的发言