1.1　“瘋子”邁爾留下的遺憾

在德國漢堡有一位名叫邁爾的醫生。這個做事喜歡刨根問底兒的醫生，在1840年的一天作為隨船醫生跟著一支船隊來到印度。船隊登陸后，很多船員水土不服，病倒了一大片，于是邁爾根據老法子給生病船員放血治療。在德國，只要在病人靜脈血管上扎一針，就會有黑紅色的血液流出來，可是這次流出來的血竟然是鮮紅色的。這立刻引起了邁爾的好奇：血液呈現紅色是因為里面有氧，氧在人體“燃燒”產生熱量，維持人的體溫。因為印度天氣炎熱，人體維持體溫時不需要“燃燒”以前在德國時所需的那么多氧，所以靜脈里的血仍然是鮮紅的。

可是人體的熱量究竟來自哪里呢？心臟僅重500克左右，它即使不停地跳動也無法產生這么多熱，那么就有一種可能，也就是體溫是靠血肉維持的。再向下推導，它們又是通過食物而來，食物中不論是蔬菜還是肉類，最初都由植物而來，植物又是依賴太陽的光熱而生長的。那么太陽的光熱呢？一系列疑問交織在一起，邁爾陷入深深的思考當中。這些問題最終形成一個統一的問題：能量是怎么轉化的？

從印度回到漢堡，邁爾馬上寫了一篇文章《論無機界的力》，而且他自己測出熱功當量為365千克?米／千卡。有了這些成果，邁爾計劃把論文在《物理年鑒》上發表，卻被無情地拒絕了。無奈的邁爾只好到一些不知名的醫學雜志上發表他的物理學發現。郁悶的他到處演說，可是一個醫生卻“宣揚”著自己的物理學發現，這無疑是很容易招來諷刺的。從此“瘋子”邁爾成了他廣為人知的名字。

社會對他的懷疑，或許情有可原，然而讓邁爾深受打擊的是他的家人一樣以為他瘋掉了。在身心疲憊之際，偏偏禍不單行，邁爾的小兒子夭折。終于，連續的打擊擊垮了這個對科學癡狂的男人。1849年邁爾選擇跳樓自殺，雖然沒有死去，但卻摔斷了雙腿。從此懷著無限遺憾，邁爾變得神志不清了。

邁爾的遭遇有著無限的傷感和落寞，他所發現的“能量守恒”的主張也隨著邁爾的悲慘遭遇而無人重視。無獨有偶，和邁爾同期研究能量守恒的還有一個英國人，他就是赫赫有名的焦耳。

焦耳作為道爾頓的學生，一邊做科學研究，一邊打理著父親留給他的啤酒廠。1840年他對通電的金屬絲能夠使水發熱這一現象產生了好奇。通過細心測試，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《哲學雜志》發表。在這之后他又發現不管是化學能還是電能所產生的熱都相當于一定的功。幾年以后他帶著自己的實驗設備以及報告，前往劍橋參加學術會議。

會議上，焦耳當眾做了實驗，并宣布實驗結論：自然界的力是不能被毀滅的，消耗了機械力，總能得到相當的熱。

面對這番言論，臺下在座的科學家頻頻搖頭，就連法拉第也說：“這不可能。”一位名叫威廉?湯姆孫的數學教授更是對此嗤之以鼻，甚至氣憤地摔門而出。

面對質疑，焦耳回到家里依舊堅持著自己的實驗，1847年，他再一次帶著自己重新設計的實驗來到英國科學協會的會議現場。在極力爭取得來的短暫時間里，焦耳邊當眾演示自己的實驗，邊解釋說：“機械能是可以定量地轉化為熱的，反過來l千卡的熱也可以轉化為423.9千克力·米（1千克力約為9.8牛）的功……”焦耳的話還沒說完，臺下已經有人大喊：“胡說，熱是一種物質，是熱素，與功毫無關系。”喊這話的正是當年摔門而出的湯姆孫！面對質疑，焦耳淡定地說：“如果熱不能做功，那么蒸汽機的活塞為什么會動？能量假若不守恒，永動機為什么至今沒有造出來？”

湯姆孫一時無言以對，于是他開始做實驗、查資料。沒想到竟意外發現了邁爾幾年前發表的那篇文章，在文章里邁爾的思想與焦耳的完全一致！驚喜和羞愧讓他決定去拜訪焦耳，為自己兩次的不禮貌道歉的同時，也希望一起討論這個物理學發現。

當湯姆孫在啤酒廠找到焦耳，看著焦耳用廠房改建的實驗室里各種自制的儀器，他深深為焦耳的堅韌不拔而感動。湯姆孫拿出邁爾的論文，誠懇地說：“焦耳先生，我是專程來向您道歉的。看了這篇論文后，我發現了自己的無知以及莽撞。”焦耳看到論文，頓時神色憂傷起來：“湯姆孫教授，可惜我們再也不能和邁爾先生討論問題了。一個飽受質疑的天才，在長期的懷疑和打擊下，已經跳樓自殺了，雖然沒有結束生命，卻不幸地精神失常了。”

湯姆孫呆在那里，為自己的固執己見與抹殺新的科學見解而懺悔。

經歷了懷疑與認可，坎坷過后，焦耳終于和湯姆孫一起合力開始了實驗，并共同完成了能量守恒和轉化定律的精確表述。