1840印第安重生  175 【热力学第一定律】

类别: 历史 | 外国历史 | 1840印第安重生 | 想不想吃西瓜   作者:想不想吃西瓜  书名:1840印第安重生  更新时间:2021-05-19
 
真理的诞生往往不是一蹴而就,真理的接受也是如此。

比如能量守恒定律,其实1842年就已经被提出,但直到去年才被物理学家们认可。

而且也不是绝对的认可,质疑的声音依旧存在,远不是后世那个众所周知的物理学基本法。

再比如对于“热”的理解。

这是物理学上最知名的争论之一,声势堪比光波和光子之争。

在这个时代乃至更早,许多科学家认为热是某种特定的物质,叫做“热质”。

与之相对地,还有一部分科学家认为热是运动的体现。

最终历史证明,“热动说”更接近真理。

焦耳就是“热动说”的坚定支持者,铁杆粉丝。

不出意外,听到马哨的这番话,焦耳感到有些难以置信:“你……你是印第安人,对吗?”

没人能摆脱偏见,焦耳也一样。

在绝大多数白人的下意识里,印第安人和科学是毫无关系的两个概念,风马牛不相及。

即使是那些愿意对印第安人报以真诚友善的人,也不会认为有印第安人理解科学。

“没错,平原上的阿帕奇人。”马哨点头,“就在几天前,刚刚抵达英国时,我的头上还绑着九根羽毛,然后不得不换成这身装扮。”

“我是印第安人,但谁说印第安人不能懂物理呢?焦耳先生。”

梅奥笑了笑,说道:“焦耳,你可千万不要小瞧马哨大酋长,他对科学的了解至少远在我之上。事实上,他来曼彻斯特拜访你,就是想和你交流一下物理学。”

“我对刚才的失礼感到抱歉。”焦耳的态度真诚了许多,紧接着脸上浮现出一丝尴尬,抬头看着马哨,“嗯……你叫什么来着?”

“马哨。”

“哦,马哨先生。”焦耳点头,然后说道,“先坐吧,待会你们可以尝尝我家的啤酒。”

“多谢。”

双方落座之后,马哨和焦耳聊起物理。

焦耳已经相信,眼前这个印第安人不是愚昧无知的野蛮人。

并且他很快认识到,马哨不仅不愚昧,而且对物理学的理解相当之深,就像梅奥说的一样。

与此同时,马哨对热动说等理论的认可,也让他感到亲近。

他受到过很多质疑,甚至包括法拉第的质疑,所以愿意对支持者报以热情。

两人越谈越有话题。

“……在我看来,伦福德伯爵的炮管实验已经足以否定热质说。”马哨说道。

“热质说的支持者们认为,热是一种物质,而且守恒。但当炮匠对炮管镗孔时,热却源源不断地产生,只要镗孔在进行,热的产出就无论如何也不会见少,摩擦产生的热无穷无尽。”

“显然,热不可能是一种物质,否则炮匠就是在制造物质、打破守恒了。”

量子力学允许一些无中生有的情况发生,但在这个时代谈量子力学显然不合时宜。

马哨只需要讲经典的守恒就绰绰有余。

焦耳非常吃这一套,他不禁放下手中的啤酒杯,带着赞叹地说道:“没错,简直太对了,我也这样认为!”

“守恒应该是宇宙最基本的法则,是造物主的特权,热质连守恒都不遵守,毫无疑问是一种荒谬!”

“真是让人难以理解,为什么还有人相信这种理论。”说罢他又喝了一口啤酒,叹气道,“他们对造物主毫无敬畏。”

焦耳对守恒有着格外强烈的坚持,其中一个重要原因就是他的信仰。

他当然不信那些奇奇怪怪的神话传说,但他相信宇宙中存在着一位至高无上的造物主,掌握着创造和毁灭的特权。

除了造物主之外,任何人都不能破坏守恒律。

这类思想在西方科学家中并不罕见。

信仰宗教的科学家很少,并且越来越少,那些想象力匮乏的鬼神传说难以令他们信服。

但持有神论立场的科学家却颇为常见,特别是在这个时代以及更早期。

马哨:“是的,守恒应该最基本的物理定律。”

“物质守恒,电荷守恒,能量守恒……这些都应该是不生不灭,只能从一种形式转化为另一种形式。”

“相比于在伦福德实验下露出马脚的热质守恒,能量守恒无疑才是真理。”

马哨稍作停顿:“我认为,一个物体所谓的热,其实就是其分子的平均动能的反映。”

“分子的平均动能!”听了这句话,焦耳顿时眼前一亮。

热动说虽然由来已久,但很大程度上,这仍然是一种哲学上的认知,非常模糊。

最早对此做出定量分析的是欧拉,但欧拉并没有好事做到底,随便做了番计算就搁在一旁,也没有产生大的影响。

所以时至今日,尽管越来越多的科学家相信热动说,但对于运动究竟如何反映为热,依旧没有一个清晰的想法。

而马哨这句话已经说得相当具体,让焦耳颇有几分恍然之感。

“这是很好的设想。”焦耳说道,“它可以带来数学的结果。”

马哨又道:“焦耳,在包括你在内的许多杰出物理学家的努力下,人们已经逐渐知道了能量守恒定律,但恕我直言,我认为它还不够完美。”

焦耳正要继续说什么,闻言不禁眉头一动,不由地说:“哦?”

“首先是它的名字。”马哨说道,“我觉得它不应该被称为‘能量守恒定律’,或者说,不应该只被称作这个名字,它还可以有更丰富的内涵。”

焦耳:“那应该叫什么?”

“热力学第一定律。”马哨缓缓说道。

“热力学……”焦耳念叨着这个新名词,一时间若有所思。

马哨:“没错,热质说错漏百出,既不遵循守恒,也不能兼容分子动理论,关于它的热学应该退出历史舞台了。”

“现在,我们应该新建一门物理学的分支,以热动说为基础,名字就叫‘热力学’。”

停顿了一下,他继续说道:“而能量守恒定律,毫无疑问应该是这门全新学科的基础定律,热力学第一定律。”

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