同义词迈尔(德国物理学家、医生)一般指尤利乌斯·罗伯特·迈尔
- 中文名
- 尤利乌斯·罗伯特·迈尔
- 外文名
- Julius Robert Mayer
- 别 名
- 迈尔,J.R
- 国 籍
- 德国
- 出生日期
- 1814年11月25日
- 逝世日期
- 1878年3月20日
- 职 业
- 医生、物理学家
1814年嫌肯永11月25日生于符腾堡(今巴登-符腾堡)的海尔布隆,敬兆篮他的父亲是个药店主。1832年进蒂宾根大学医学系。1837年因参加一个秘密的学生团体而被停学一年,致使神经受到刺激。第二年复学后获得医学博士学故匪位她踏夜糠迁遥签体捉。
迈尔一生的遭遇很不幸,他的3个孩子在1846年和1848年相继夭亡。他的科学成就长期得不到院朽朽社会的承认,甚至受到攻击。这些挫折使他在1850年5月的一个夜晚跳楼自杀,幸未致死,但患了精神错乱症,长期在哥廷根的精神病院中疗养,与世隔绝;以致李比希在1858年的一次演讲中宣称迈尔已经因病早亡。波根多夫的《手册》也正式记载迈尔的“去世”,而以后的更正却不为人们所注意。七八年之后,迈尔逐渐恢复了健康。他的科学成就逐渐为社会所承认。1858年瑞士巴塞尔自嘱良枣然科学院受他为荣誉院士。他在1860年左右开始出席科学会议。由于英国物理学家J.廷德耳的力争,迈尔的科学成就在英国也得到了承认。1871年,他晚于焦耳一年获得了英国皇家学会的科普利奖章。以后他还获得蒂宾根大学的荣誉哲学博士,巴伐利亚和意大利都灵科学院院士的称号。1878年3月20日因右臂结核感染在海尔布隆逝世。
迈尔在物理学上的主要成就是建立了能量守恒原理。1840年迈尔随船队到达爪哇,在给病人作放血治疗的时候发现,病人静脉中的血液不寻常地呈鲜红色。这个现象促使他对整个生物热的问题开始作系统的研究。当时大家公认的拉瓦锡(1743-1794)理论认为,生物体通过吸进氧气的缓慢氧化,产生维持生命的热量。人肺的功能就是通过呼吸,吸进新鲜空气,流经肺叶的血液从中吸收氧气后变成鲜红色。迈尔想到,爪哇地处热带,体热的维持一定比较容易,因此维持体热所需要消耗的氧气也比较少。这样,血液自然比较红,即使是静脉中的血液也是这样。迈尔从爪哇回国后,在1842年五月写了一篇题为《论热的量和质的测定》的论文,于这年6月16日寄给由J.C.波根多夫主编的《物理学与化学杂志》。论文中迈尔根据G.W.F.von莱布尼兹“因等于果”的命题,认为力(即能)是自然界运动变化的原因,而因等于果,自然力在量上是不灭的,只是质发生变化。论文的思辨性较强,但用质量与速度的积来表示运动力(即动能),缺乏严密的科学论证。所以这家杂志拒绝发表,也未退稿(此稿36年后J.K.F.策尔纳才从编辑部取出发表)。
迈尔很快发现这篇论文的缺陷,决心进一步学习物理学和数学,在此基础上,于1842年写出《论无机界的力》,在J.von李比希主编的《化学与药学杂志》上发表了。在这篇论文中,他仍然因等于果的命题,论证一切自然力(即能量)是不灭的。他还论证了落体力(即势能)可以转化为运动力(即动能),并开始用质量与速度的二次方的积来表示运动。他认为“有不能变为无”,运动一消失就转化为热,而蒸汽机则把热转化为运动。他利用热与气体的体积的关系,以及空气的定压比热容和定容比热容的比(cp∶cv)为1.421,推算出1g水从0℃至1℃时吸收的热量等于相同质量的水下降365m所做的功,即1cal=365gf·m,但文中没有阐明推导过程。因此迈尔是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人。但这篇文章当时未引起注意,以后J.P.焦耳、L.A.科耳丁、H.von亥姆霍兹等人又独立地作出了各自的发现。
“正是那样!”
一个新理论要被世人承认,有时要做出艰苦的努力。迈尔的能量守恒思想被世人承认经历了漫长过程。传说迈尔《论无机界中的力》发表不久,著名物理学家约利在海德尔堡和迈尔相遇,他带着嘲讽的口吻对迈尔说:“如果你的理论是正确的话,水就能够被晃动而加热。”迈尔听了很生气,一句话也没说就走了。过了几个星期,迈尔专程前往约利住处,一进门就大声说:“正是那样!正是那样!”约利感到不解。胸有成竹的迈尔详细地向约利说明了自己的理论,这才使约利从摇头开始变为点头。
迈尔始终没有停止能量守恒问题的研究。他认识到,为了让别人接受自己的理论,必须要确定热和运动之间的定量关系,就是求出产生一定量的热需要多少运动,或者反过来,产生一定量的运动需要多少热。迈尔根据气体的定容比热总是小于定压比热这一个事实,以及有关实验资料,推算出“物体从365米高的地方下落,相当于把同等质量的水从0℃加热到1℃。这相当于1千卡=365公斤米,1公斤米=9.8焦耳。据说迈尔曾经在一家造纸厂设计了一个实验,他有一匹马拉着搅拌棒转圈子来搅拌大锅里的纸浆,只要测出纸浆的温度升高了多少,就可以得出马做一定量的机械功所产生的热是多少。不过他的实验作得很不精确。1848年迈尔发表了第三篇关于守恒问题的论文,把能量守恒和转换的思想扩大到电学、磁学和化学等现象,从而上升为普遍规律。由于迈尔作出了这些开创性的研究,他被后人公认是科学史上第一个提出能量守恒原理的科学家。