尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔

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尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔

尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔
出生 1814年11月25日
海尔布隆
逝世 1878年3月20日 (63歲)
国籍 德国
研究領域 物理学
母校 蒂宾根大学
著名成就 热力学第一定律
施影响於 威廉·汤姆森,第一代开尔文男爵
獲獎 科普利獎章(1871年)

尤利乌斯·罗伯特·冯·迈尔deJulius Robert von Mayer,1814年11月25日-1878年3月20日)是一位德国物理学家、医生,热力学的奠基人之一,热力学第一定律的发现者之一。1841年提出相当于能量的“力”的概念,认为运动、热、电等都可以归纳为一种“力”。次年证明从热到机械力与从机械力到热的转化,并作出“一切机械运动都能借摩擦转化为热”的判断。 1840年,迈尔作为随船医生航行至印度尼西亚。在赤道附近,他注意到海员静脉的血液要比在欧洲时更加鲜红。当时欧洲的医学家已经认识到血液颜色鲜红,往往表明血中含氧量较高。迈尔因此想到一定是在热带肌体消耗的热量要较少,所以食物燃烧过程减弱,耗氧量少,静脉血中留下的氧增多,所以颜色才更鲜红。正是这个例子,启发了迈尔对食物所含能量(力)可以转化为热的“新”想法。后来,迈尔又从海浪冲击使水温升高的现象中认识到了机械运动和热之间的关系。 在1841年,迈尔在一封信中写道:“化学家们认为的基本规律是物质是不可破灭的,我们应该把完全同样的规律用在力(能量)上。力(能量)同物质一样,也是不可破灭的,它们加入不同的组合,当某种旧的形式消失了,偶会形成新的形式。” 仍是在这一年,迈尔完成了他的第一篇论文《论力的量和质的定义》,然而并没有被人接受。 1842年,他的另一篇论文《论无机界的力》发表在了李比希主编的《化学与药学年鉴》上,当大哲学家弗里德里希.恩格斯回顾这段历史时,因此认为这一年是物理学史(或自然科学史)上划时代的一年,这一年迈尔28岁。他在这篇论文中这样写道:“力是不灭的、能转化的、无重量的客体。”同焦耳1943年的《论磁电的热效应和热的机械值》与亥姆霍兹1847年的《论力的守恒》相比,仅从时间上讲,迈尔在这篇论文中第一次地以科学家的视角提出了力(能量)守恒的观点,这是很值得肯定的。 1845年,迈尔自费出版《论有机运动和新陈代谢》一书。他指出:“力(能量)的转化与守恒是支配宇宙的普遍规律。”他把力(能量)分为五种:运动的力(相当于动能),在弹性碰撞上表现为活力守恒;下落的力(相当于势能),它和运动的力相互转化,这种“机械效应将保持为一个恒量”(即机械能守恒);热(相当于内能),“热力是指转化为运动的力”;电力(电能)和化学力(化学能)。他还曾把这五种力(能量)画在一张表上,说明各种力(能量)相互转化的共25种情况,得出了否定热质和其它无质量流质假说的结论。他还从几个实例出发计算过热功当量,得到的计算值是3.48焦耳每卡,与焦耳的数据4.184焦耳每卡存在一定差距。 (热量以卡为单位时与功的单位之间的数量关系,相当于单位热量的功的数量,叫做热功当量。) 从整体上看,罗伯特.迈尔算是德国19世纪一位哲学气质很浓的自然科学家,他的很多实践工作更接近于亚里士多德、培根等人的观察、归纳的方法,而非达芬奇、伽利略以来的传统实验方法。从这个角度看,迈尔的工作并不能够被很好地看成是19世纪“能量守恒定律”伟大发现过程里的最好代表,但他无疑为后来人实现真正对能量(力)乃至质能的整体认知打下了很好的基础,这一点上,他是个先行者。 和那个年代很多的先行者一样,迈尔的个人遭遇同伽罗瓦、康托尔一样不幸,曾多次受到嘲讽和打击。 1849年,迈尔35岁,他因跳楼自杀时受伤,不久就被强制送进疯人院。直到1862年才又重新恢复科学活动。