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175 【熱力學第一定律】

真理的誕生往往不是一蹴而就,真理的接受也是如此。

比如能量守恆定律,其實1842年就已經被提出,但直到去年才被物理學家們認可。

而且也不是絕對的認可,質疑的聲音依舊存在,遠不是後世那個眾所周知的物理學基本法。

再比如對于「熱」的理解。

這是物理學上最知名的爭論之一,聲勢堪比光波和光子之爭。

在這個時代乃至更早,許多科學家認為熱是某種特定的物質,叫做「熱質」。

與之相對地,還有一部分科學家認為熱是運動的體現。

最終歷史證明,「熱動說」更接近真理。

焦耳就是「熱動說」的堅定支持者,鐵桿粉絲。

不出意外,听到馬哨的這番話,焦耳感到有些難以置信︰「你……你是印第安人,對嗎?」

沒人能擺月兌偏見,焦耳也一樣。

在絕大多數白人的下意識里,印第安人和科學是毫無關系的兩個概念,風馬牛不相及。

即使是那些願意對印第安人報以真誠友善的人,也不會認為有印第安人理解科學。

「沒錯,平原上的阿帕奇人。」馬哨點頭,「就在幾天前,剛剛抵達英國時,我的頭上還綁著九根羽毛,然後不得不換成這身裝扮。」

「我是印第安人,但誰說印第安人不能懂物理呢?焦耳先生。」

梅奧笑了笑,說道︰「焦耳,你可千萬不要小瞧馬哨大酋長,他對科學的了解至少遠在我之上。事實上,他來曼徹斯特拜訪你,就是想和你交流一下物理學。」

「我對剛才的失禮感到抱歉。」焦耳的態度真誠了許多,緊接著臉上浮現出一絲尷尬,抬頭看著馬哨,「嗯……你叫什麼來著?」

「馬哨。」

「哦,馬哨先生。」焦耳點頭,然後說道,「先坐吧,待會你們可以嘗嘗我家的啤酒。」

「多謝。」

雙方落座之後,馬哨和焦耳聊起物理。

焦耳已經相信,眼前這個印第安人不是愚昧無知的野蠻人。

並且他很快認識到,馬哨不僅不愚昧,而且對物理學的理解相當之深,就像梅奧說的一樣。

與此同時,馬哨對熱動說等理論的認可,也讓他感到親近。

他受到過很多質疑,甚至包括法拉第的質疑,所以願意對支持者報以熱情。

兩人越談越有話題。

「……在我看來,倫福德的炮管實驗已經足以否定熱質說。」馬哨說道。

「熱質說的支持者們認為,熱是一種物質,而且守恆。但當炮匠對炮管鏜孔時,熱卻源源不斷地產生,只要鏜孔在進行,熱的產出就無論如何也不會見少。」

「顯然,熱不可能是一種物質,否則炮匠就是在制造物質、打破守恆了。」

量子力學允許一些無中生有的情況發生,但在這個時代談量子力學顯然不合時宜。

馬哨只需要講經典的守恆就綽綽有余了。

焦耳非常吃這一套,不禁放下手中的啤酒杯,帶著贊嘆地說道︰「沒錯,簡直太對了,我也這樣認為!」

「守恆應該是宇宙最基本的法則,是造物主的特權,熱質連守恆都不遵守,毫無疑問是一種荒謬!」

「真是讓人難以理解,為什麼還有人相信這種理論。」說罷他又喝了一口啤酒,嘆氣道,「他們對造物主毫無敬畏。」

焦耳對守恆有著格外強烈的堅持,其中一個重要原因就是他的信仰。

他當然不信那些奇奇怪怪的神話傳說,但他相信宇宙中存在著一位至高無上的造物主,掌握著創造和毀滅的特權。

除了造物主之外,任何人都不能破壞守恆律。

這類思想在西方科學家中並不罕見。

信仰宗教的科學家很少,並且越來越少,那些想象力匱乏的鬼神傳說難以令他們信服。

但持有神論立場的科學家卻頗為常見,特別是在這個時代以及更早期。

馬哨︰「是的,守恆應該最基本的物理定律。」

「物質守恆,電荷守恆,能量守恆……這些都應該是不生不滅,只能從一種形式轉化為另一種形式。」

「相比于在倫福德實驗下露出馬腳的熱質守恆,能量守恆無疑才是真理。」

「我認為,一個物體所謂的熱,其實就是其分子的平均動能。」

「分子的平均動能!」焦耳眼前一亮。

熱動說雖然由來已久,但很大程度上,這仍然是一種哲學上的認知,非常模糊。

最早對此做出定量分析的是歐拉,但歐拉並沒有好事做到底,隨便做了番計算就擱在一旁,也沒有產生大的影響。

所以時至今日,盡管越來越多的科學家相信熱動說,但對于運動究竟如何反映為熱,依舊沒有一個清晰的想法。

而馬哨這句話已經說得相當具體,讓焦耳頗有幾分恍然之感。

馬哨又道︰「人們已經知道了能量守恆定律,但恕我直言,我認為它還不夠完美。」

焦耳正要說什麼,聞言不禁眉頭一動︰「哦?」

「首先是它的名字。」馬哨說道,「我覺得它不應該被稱為‘能量守恆定律’,或者說,不應該只被稱作這個名字。」

焦耳︰「那應該叫什麼?」

「熱力學第一定律。」馬哨緩緩說道。

「熱力學……」焦耳念叨著這個新名詞。

馬哨︰「沒錯,熱質說錯漏百出,既不遵循守恆,也不能兼容分子動理論,關于它的熱學應該退出歷史舞台了。」

「現在,我們應該新建一門物理學的分支,以熱動說為基礎,名字就叫‘熱力學’。」

停頓了一下,他繼續說道︰「而能量守恆定律,毫無疑問應該是這門全新學科的基礎定律,熱力學第一定律。」

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