第四十五回 小醫生叩響物理大門 啤酒匠發現科學新理
——能量守恆和轉化定律的發現
前幾回說到19世紀中葉化學上的重要發現與發明，而這一時期物理上也有了重要突破，這就是被恩格斯列為19世紀自然科學三大發現的能量守恆和能量轉化定律。而這條定律的發現，卻是和一個被稱為“瘋子”的人聯繫在一起的。
卻說這個“瘋子”名叫邁爾（1814~1878年），德國人，從小學醫。1840年他才26歲，便在漢堡獨立開業行醫了。他平時對事情總要問個為什麼，而且必得親自觀察、研究、實驗，別人笑他這股癡勁，他卻反笑當時形而上學的詭辯哲學，並對它“已討厭到了噁心的程度”。他一天天不再滿足於自己生活著的漢堡這個小天地，和親友們鬧著要到外麵去闖一闖。機會卻也真的來了，有一支船隊要到印度尼西亞遠航，正缺一個隨船醫生，他便欣然應徵。1840年2月22日這天，他便開始漂泊在浩浩蕩蕩的海麵上了。
他這樣頂風破浪、顛簸搖蕩，也不知過了多少個白天黑夜，經了幾回月虧月圓。那邁爾終日在船上憑欄遠眺，但是不見陸地，不見林木，除了綠水就是白浪，隻是覺得氣候越來越熱。在漢堡時坐在診所裡清涼宜人，而現時卻如坐蒸籠；那家鄉的太陽溫暖可親，這裡的烈日卻如火球一樣炙人。一日，好不容易到達爪哇島的巴達維亞（即今日的雅加達），人們才終於能登陸休息。但是因氣候水土不服，許多船員又都突然生起病來。邁爾就按照他過去的老辦法，放血治療。在德國時治這種病隻要在病人的靜脈管上刺一針就會放出一股黑紅的血來，現在他仍然是一針紮下，可是自己這些德國同胞的靜脈管裡卻冒出了鮮紅鮮紅的血。船員們的病倒是治好了，邁爾卻開始頭疼起來。他本就有一個愛觀察、愛思考的癖好，今日遇到這等奇事，他的腦海哪能平靜？
經過多日的冥思苦想，他終於得出一個道理。他想：血液所以是紅的，是因為裡麵含有氧，氧在人體內燃燒產生熱，維持人的體溫。這裡正是赤道附近，氣候炎熱，人的體溫並不用那許多氧去維持，血裡的氧消耗不多，靜脈管裡的血液自然就還是鮮紅的。這一個推論不一定正確，但是他卻天才地想到一個人們從沒有想過的極重要的問題，就是人身上的熱究竟由什麼轉化來的，是由於肌肉的運動嗎？不是，他計算了一下，頂多隻有500克重的一顆心臟，它運動做功產生的熱根本不能維持全身的體溫。看來體溫是靠全身的血肉來維持，而這又是靠人吃食物、吃肉得來。肉是其他動物吃草長成，草是靠太陽的光熱轉變成化學能而生長成。太陽的光熱又是從何而來呢？他想，太陽假如是一塊燃燒的大煤，按1克煤可以放出熱量25千卡計算，這塊大煤隻能燃燒4600年。看來不是這個道理，他又想那一定是無數隕星、小行星高速撞擊到太陽表麵使之發熱的，他推出太陽中心的溫度是2750萬度~5500萬度（今天我們知道實際是1500萬度）。
卻說邁爾就是這樣做著沒完沒了的聯想，各種能的形式在他的腦海裡不斷置換，越想越多，越想越寬，越想越從具體上升到抽象，最後他想應該集中到一點：用什麼來說明、來衡量這些能量間的轉換呢？這就是熱、熱量。各種能都可以轉化或換算成熱量，這便是它們之間的相似點。邁爾不知不覺中已從狹窄的醫學領域縱身一跳，跳在眾家學科之上。這正是：
有的人
隻敢在隧道裡行走，
膽怯地盯著前麵的亮點。
行走，行走，
兩旁是冰冷的石岩。
有的人
喜歡在高原上登攀，
狂熱地追求著前麵的峰巒。
登攀，登攀，
腳下是遼闊的平原。
卻說邁爾這次從北海之濱遠征南洋，得了這樣一個新思想，喜得就如抱了一個金娃娃一般。他一回國就寫成一篇論文《論無機界的力》，提出機械能與熱能的思想，而且還自己設計實驗測出熱功當量是365千克米/千卡。他興沖沖地帶上這篇文章來到當時德國最權威的科學雜誌《物理年鑒》，聲言一定要親見總編。總編輯波根道夫一見到這個年輕人便先問他道：“您是搞什麼專業的？”
“我是一名醫生。”
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“醫生怎麼到我們物理雜誌來投稿呢？”
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