发现的代价

宇　焕

能量守恒与转化定律，是19世纪经典科学全面发展时期的杰作。它深刻地显示了物质世界普遍联系这一真理。然而，为了发现这一原理，许多科学家都付出了巨大的代价。

疯癫

最早提出能量守恒与转化原理的是德国医生迈尔。

1840年，他作为随船医生前往爪哇。途中，他为生病的船员进行放血治疗，结果发现病人的静脉血比他预计的要红很多。他询问当地医生，得知这种现象在热带地区非常普遍。同时他听海员说，暴风雨时海水比较热。这些现象使迈尔十分好奇，因此他开始思考动物热问题。他认为食物中含有化学能，它像机械能一样可以转化为热；在热带高温的情况下，机体只需要吸收食物中较少的能量，因而机体中食物的燃烧过程减弱了，这样静脉血中就留下了较多的氧，使血液看上去显得新鲜。而海水变热的原因，是狂风暴雨吹打海水产生的机械能转化为热能。

1842年，迈尔写了《关于无机界力(能量)的说明》一文，从“原因等于结果”等哲学观念出发，推导出能量守恒与转化原理，认为“力(能量)是不可毁的，可变换的、不可称量的存在物”。在文中，迈尔还粗略地求出了热功相互转换的当量关系。

1845年，迈尔出版了他的《与有机运动相联系的新陈代谢》，进一步发展了其力的转化与守恒是宇宙的普遍规律的思想，并更具体地考察了运动的力、下落力、热力、电力和化学力等5种不同形式的力。同时，迈尔还讨论了地球上力的基本来源问题，指出太阳就是力的来源等。

然而，迈尔的思想并没有得到当时科学界的承认。他的第一篇论文因为“思辨内容过多，缺乏精确的实验根据”被科学杂志退回。整个权威界无视迈尔的努力，粗暴地攻击和否定其理论和为人。1849年5月28日，深受打击的迈尔跳楼自杀未遂，双腿致残。1851年他又被送进疯人院，与世隔绝，以至李比希在 1858年的一次演讲中宣称迈尔因病去世了。

不过，幸运的是，迈尔在有生之年还是得到了补偿。1858年，恢复健康的迈尔被瑞士授予荣誉院士称号。之后，各种荣誉接踵而来。

扭曲

焦耳几乎和迈尔同时开始了独立的研究。

焦耳的职业是啤酒厂的老板，他是利用业余时间进行实验的。与迈尔依靠观察和思辨不同，焦耳属于纯粹的实验派。

1840年，焦耳通过测量电流通过电阻线所放出的热量，得出了焦耳定律：导体单位时间内放出的热量与电路的电阻成正比。1850年前后，他又借助著名的搅拌实验，精确地测定了机械能转化为热的当量为1卡＝4.157焦耳，很接近于4.1868的真实值。

面对新学说的出现，英国科学界依旧保守、固执，皇家学会拒绝发表他的论文，焦耳仅仅在1847年的英国科学促进会年会上，争取到了—次口头描述自己发现的机会。

随着研究的深入，包括德国物理学家霍尔姆赫兹的系统阐述，能量守恒与转化理论逐渐得到了学术界的承认。1870年，焦耳获得英国皇家学会的科普利奖章。第二年，迈尔也被授予同样的奖励。

不知道是因为商人争名好胜的心理作怪，还是因为得来的盛誉太过辛苦，焦耳对原理发现的优先权十分在意，甚至不惜攻击别人。他发表文章批评迈尔厂认为迈尔没有完成热功当量的计算，仅仅是预见到了热与功之间存在着一定的数值比例关系，缺乏实际的证明，并由此指出自己才是真正的发现者。他的攻击给迈尔以沉重打击，以致于迈尔没有勇气继续承受重压而走上绝路。

事实上，从论文发表的时间看，迈尔占先，从实证依据考虑，焦耳占优，而从全面而精确地阐发的角度看，优先权属于霍尔姆赫兹。不过，热力学奠基者卡诺、英国的格罗夫、丹麦的柯尔丁等对此都有功劳。

科学的进步就是这样，它总是充满了挑战和各种阻力，交织着失败的痛苦与成功的喜悦。面对这些困难与荣辱，每个大所体现出的也正是他完整的人格。迈尔敏锐勇敢，但也有脆弱的一刻，焦耳坚韧勤奋，却也会急功近利，斤斤计较。幸好，今天，我们再提起他们的时候，感受更多的是他们历经磨难后取得的伟大贡献，享受到的是他们艰苦努力后赠予我们的科学成果。