能量守恆和能量轉化定律與細胞學說,進化論合稱19世紀自然科學的三大發現.而其中能量守恆和轉化定律的發現,卻是和一個“瘋子”醫生聯絡起來的. 邁爾的研究 這個被稱為“瘋子”的醫生名叫邁爾（1814~1878）,德國漢堡人,1840年開始在漢堡獨立行醫.他對 邁爾 萬事總要問個為什麼,而且必親自觀察,研究,實驗.1840年2月22日,他作為一名隨船醫生跟著一支船隊來到印度.一日,船隊在加爾各達登陸,船員因水土不服都生起病來,於是邁爾依老辦法給船員們放血治療.在德國,醫治這種病時只需在病人靜脈血管上扎一針,就會放出一股黑紅的血來,可是在這裡,從靜脈裡流出的仍然是鮮紅的血.於是,邁爾開始思考：人的血液所以是紅的是因為裡面含有氧,氧在人體內燃燒產生熱量,維持人的體溫.這裡天氣炎熱,人要維持體溫不需要燃燒那麼多氧了,所以靜脈裡的血仍然是鮮紅的.那麼,人身上的熱量到底是從哪來的?頂多500克的心臟,它的運動根本無法產生如此多的熱,無法光靠它維持人的體溫.那體溫是靠全身血肉維持的了,而這又靠人吃的食物而來,不論吃肉吃菜,都一定是由植物而來,植物是靠太陽的光熱而生長的.太陽的光熱呢?太陽如果是一塊煤,那麼它能燒4600年,這當然不可能,那一定是別的原因了,是我們未知的能量了.他大膽地推出,太陽中心約2750萬度（現在我們知道是1500萬度）.邁爾越想越多,最後歸結到一點：能量如何轉化（轉移）? 他一回到漢堡就寫了一篇《論無機界的力》,並用自己的方法測得熱功當量為365千克米/千卡.他將論 邁爾 文投到《物理年鑑》,卻得不到發表,只好發表在一本名不見經傳的醫學雜誌上.他到處演說：“你們看,太陽揮灑著光與熱,地球上的植物吸收了它們,並生出化學物質……”可是即使物理學家們也無法相信他的話,很不尊敬地稱他為“瘋子”,而邁爾的家人也懷疑他瘋了,竟要請醫生來醫治他.他不僅在學術上不被人理解,而且又先後經歷了生活上的打擊,幼子逝世,弟弟也因革命活動受到牽連,在一連串的打擊邁爾於1849年從三層樓上跳下自殺,但是未遂,卻造成雙腿傷殘,從而成了跛子.隨後他被送到哥根廷精神病院,遭受了八年的非人折磨.1858年,世界又重新發現了邁爾,他從精神病院出來以後,被瑞士巴塞爾自然科學院授為榮譽博士.晚年的邁爾也可以說是苦盡甘來,在晚年他先後獲得了英國皇家學會的科普利獎章,還獲得了蒂賓根大學的榮譽哲學博士、巴伐利亞和義大利都令科學院院士的稱號.1878年3月20日邁爾在海爾布逝世. 焦耳的堅持不懈 和邁爾同時期研究能量守恆的還有一個英華人——焦耳（1818~1889）,他自幼在道爾頓門下學習化學、數學、物理,他一邊經營父親留下的啤酒廠,一邊搞科學研究.1840年,他發現將通電的金屬絲放入水中,水會發熱,透過精密的測試,他發現：通電導體所產生的熱量與電流強度的平方,導體的電阻和通電時間成正比.這就是焦耳定律.1841年10月,他的論文在《哲學雜誌》上刊出.隨後,他又發現無論化學能,電能所產生的熱都相當於一定功,即460千克米/千卡.1845年,他帶上自己的實驗儀器及報告,參加在劍橋舉行的學術會議.他當場做完實驗,並宣佈：自然界的力（能）是不能毀滅的,哪裡消耗了機械力（能）,總得到相當的熱.可臺下那些赫赫有名的大科學家對這種新理論都搖頭,連法拉第也說：“這不太可能吧.”更有一個叫威廉·湯姆孫（1824~1907）的數學教授,他8歲隨父親去大學聽課,10歲正式考入該大學,乃是一位奇才,而今天聽到一個啤酒匠在這裡亂嚷一些奇怪的理論,就非常不禮貌地當場退出會場. 焦耳不把人們的不理解放在心上,他回家繼續做著實驗,這樣一直做了40年,他把熱功當量精確到了 焦耳 423.9千克米/千卡.1847年,他帶著自己新設計的實驗又來到英國科學協會的會議現場.在他極力懇求下,會議主席才給他很少的時間讓他只做實驗,不做報告.焦耳一邊當眾演示他的新實驗,一邊解釋：“你們看,機械能是可以定量地轉化為熱的,反之一千卡的熱也可以轉化為423.9千克米的功……”突然,臺下有人大叫道：“胡說,熱是一種物質,是熱素,他與功毫無關係”這人正是湯姆孫.焦耳冷靜地回答到：“熱不能做功,那蒸汽機的活塞為什麼會動?能量要是不守恆,永動機為什麼總也造不成?”焦耳平淡的幾句話頓時使全場鴉雀無聲.臺下的教授們不由得認真思考起來,有的對焦耳的儀器左看右看,有的就開始爭論起來. 湯姆孫碰了釘子後,也開始思考,他自己開始做試驗,找資料,沒想到竟發現了邁爾幾年前發表的那篇文章,其思想與焦耳的完全一致!他帶上自己的試驗成果和邁爾的論文去找焦耳,他抱定負荊請罪的決心,要請焦耳共同探討這個發現. 在啤酒廠裡湯姆孫見到了焦耳,看著焦耳的試驗室裡各種自制的儀器,他深深為焦耳的堅韌不拔而感動.湯姆孫拿出邁爾的論文,說道：“焦耳先生,看來您是對的,我今天是專程來認錯的.您看,我是看了這篇論文後,才感到您是對的.”焦耳看到論文,臉上頓時喜色全失：“湯姆孫教授,可惜您再也不能和他討論問題了.這樣一個天才因為不被人理解,已經跳樓自殺了,雖然沒摔死,但已經神經錯亂了.” 湯姆孫低下頭,半天無語.一會兒,他抬起頭,說道：“真的對不起,我這才知道我的罪過.過去,我們這些人給了您多大的壓力呀.請您原諒,一個科學家在新觀點面前有時也會表現得很無知的.”一切都變得光明瞭,兩人並肩而坐,開始研究起實驗來. 1853年,兩人終於共同完成能量守恆和轉化定律的精確表述.
能量守恆和能量轉化定律與細胞學說,進化論合稱19世紀自然科學的三大發現.而其中能量守恆和轉化定律的發現,卻是和一個“瘋子”醫生聯絡起來的. 邁爾的研究 這個被稱為“瘋子”的醫生名叫邁爾（1814~1878）,德國漢堡人,1840年開始在漢堡獨立行醫.他對 邁爾 萬事總要問個為什麼,而且必親自觀察,研究,實驗.1840年2月22日,他作為一名隨船醫生跟著一支船隊來到印度.一日,船隊在加爾各達登陸,船員因水土不服都生起病來,於是邁爾依老辦法給船員們放血治療.在德國,醫治這種病時只需在病人靜脈血管上扎一針,就會放出一股黑紅的血來,可是在這裡,從靜脈裡流出的仍然是鮮紅的血.於是,邁爾開始思考：人的血液所以是紅的是因為裡面含有氧,氧在人體內燃燒產生熱量,維持人的體溫.這裡天氣炎熱,人要維持體溫不需要燃燒那麼多氧了,所以靜脈裡的血仍然是鮮紅的.那麼,人身上的熱量到底是從哪來的?頂多500克的心臟,它的運動根本無法產生如此多的熱,無法光靠它維持人的體溫.那體溫是靠全身血肉維持的了,而這又靠人吃的食物而來,不論吃肉吃菜,都一定是由植物而來,植物是靠太陽的光熱而生長的.太陽的光熱呢?太陽如果是一塊煤,那麼它能燒4600年,這當然不可能,那一定是別的原因了,是我們未知的能量了.他大膽地推出,太陽中心約2750萬度（現在我們知道是1500萬度）.邁爾越想越多,最後歸結到一點：能量如何轉化（轉移）? 他一回到漢堡就寫了一篇《論無機界的力》,並用自己的方法測得熱功當量為365千克米/千卡.他將論 邁爾 文投到《物理年鑑》,卻得不到發表,只好發表在一本名不見經傳的醫學雜誌上.他到處演說：“你們看,太陽揮灑著光與熱,地球上的植物吸收了它們,並生出化學物質……”可是即使物理學家們也無法相信他的話,很不尊敬地稱他為“瘋子”,而邁爾的家人也懷疑他瘋了,竟要請醫生來醫治他.他不僅在學術上不被人理解,而且又先後經歷了生活上的打擊,幼子逝世,弟弟也因革命活動受到牽連,在一連串的打擊邁爾於1849年從三層樓上跳下自殺,但是未遂,卻造成雙腿傷殘,從而成了跛子.隨後他被送到哥根廷精神病院,遭受了八年的非人折磨.1858年,世界又重新發現了邁爾,他從精神病院出來以後,被瑞士巴塞爾自然科學院授為榮譽博士.晚年的邁爾也可以說是苦盡甘來,在晚年他先後獲得了英國皇家學會的科普利獎章,還獲得了蒂賓根大學的榮譽哲學博士、巴伐利亞和義大利都令科學院院士的稱號.1878年3月20日邁爾在海爾布逝世. 焦耳的堅持不懈 和邁爾同時期研究能量守恆的還有一個英華人——焦耳（1818~1889）,他自幼在道爾頓門下學習化學、數學、物理,他一邊經營父親留下的啤酒廠,一邊搞科學研究.1840年,他發現將通電的金屬絲放入水中,水會發熱,透過精密的測試,他發現：通電導體所產生的熱量與電流強度的平方,導體的電阻和通電時間成正比.這就是焦耳定律.1841年10月,他的論文在《哲學雜誌》上刊出.隨後,他又發現無論化學能,電能所產生的熱都相當於一定功,即460千克米/千卡.1845年,他帶上自己的實驗儀器及報告,參加在劍橋舉行的學術會議.他當場做完實驗,並宣佈：自然界的力（能）是不能毀滅的,哪裡消耗了機械力（能）,總得到相當的熱.可臺下那些赫赫有名的大科學家對這種新理論都搖頭,連法拉第也說：“這不太可能吧.”更有一個叫威廉·湯姆孫（1824~1907）的數學教授,他8歲隨父親去大學聽課,10歲正式考入該大學,乃是一位奇才,而今天聽到一個啤酒匠在這裡亂嚷一些奇怪的理論,就非常不禮貌地當場退出會場. 焦耳不把人們的不理解放在心上,他回家繼續做著實驗,這樣一直做了40年,他把熱功當量精確到了 焦耳 423.9千克米/千卡.1847年,他帶著自己新設計的實驗又來到英國科學協會的會議現場.在他極力懇求下,會議主席才給他很少的時間讓他只做實驗,不做報告.焦耳一邊當眾演示他的新實驗,一邊解釋：“你們看,機械能是可以定量地轉化為熱的,反之一千卡的熱也可以轉化為423.9千克米的功……”突然,臺下有人大叫道：“胡說,熱是一種物質,是熱素,他與功毫無關係”這人正是湯姆孫.焦耳冷靜地回答到：“熱不能做功,那蒸汽機的活塞為什麼會動?能量要是不守恆,永動機為什麼總也造不成?”焦耳平淡的幾句話頓時使全場鴉雀無聲.臺下的教授們不由得認真思考起來,有的對焦耳的儀器左看右看,有的就開始爭論起來. 湯姆孫碰了釘子後,也開始思考,他自己開始做試驗,找資料,沒想到竟發現了邁爾幾年前發表的那篇文章,其思想與焦耳的完全一致!他帶上自己的試驗成果和邁爾的論文去找焦耳,他抱定負荊請罪的決心,要請焦耳共同探討這個發現. 在啤酒廠裡湯姆孫見到了焦耳,看著焦耳的試驗室裡各種自制的儀器,他深深為焦耳的堅韌不拔而感動.湯姆孫拿出邁爾的論文,說道：“焦耳先生,看來您是對的,我今天是專程來認錯的.您看,我是看了這篇論文後,才感到您是對的.”焦耳看到論文,臉上頓時喜色全失：“湯姆孫教授,可惜您再也不能和他討論問題了.這樣一個天才因為不被人理解,已經跳樓自殺了,雖然沒摔死,但已經神經錯亂了.” 湯姆孫低下頭,半天無語.一會兒,他抬起頭,說道：“真的對不起,我這才知道我的罪過.過去,我們這些人給了您多大的壓力呀.請您原諒,一個科學家在新觀點面前有時也會表現得很無知的.”一切都變得光明瞭,兩人並肩而坐,開始研究起實驗來. 1853年,兩人終於共同完成能量守恆和轉化定律的精確表述.