數理化通俗演義

第四十五回 小醫生叩響物理大門啤酒匠發現科學新理——能量守恒和轉化定律的發現

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前幾回說到十九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十九世紀自然科學三大發現的能量守恒和能量轉化定律。而這條定律的發現,卻是和一個被稱為“瘋子”的人聯係在一起的。

他這樣頂風破浪、顛簸搖**,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。在漢堡時坐在診所裏清涼宜人,而現時卻如坐蒸籠;那家鄉的太陽溫暖可親,這裏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裏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,是因為裏麵含有氧,氧在人體內燃燒產生熱,維持人的體溫。這裏正是赤道附近,氣候炎熱,人的體溫並不用那許多氧去維持,血裏的氧消耗不多,靜脈管裏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麽轉化來的,是由於肌肉的運動嗎?不是,他計算了一下,頂多隻有五百克重的一顆心髒,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,按一克煤可以放出熱量二十五千卡計算,這塊大煤隻能燃燒四千六百年。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兩千七百五十萬度到五千五百萬度(今天我們知道實際是一千五百萬度)。