1.1　“疯子”迈尔留下的遗憾

在德国汉堡有一位名叫迈尔的医生。这个做事喜欢刨根问底儿的医生，在1840年的一天作为随船医生跟着一支船队来到印度。船队登陆后，很多船员水土不服，病倒了一大片，于是迈尔根据老法子给生病船员放血治疗。在德国，只要在病人静脉血管上扎一针，就会有黑红色的血液流出来，可是这次流出来的血竟然是鲜红色的。这立刻引起了迈尔的好奇：血液呈现红色是因为里面有氧，氧在人体“燃烧”产生热量，维持人的体温。因为印度天气炎热，人体维持体温时不需要“燃烧”以前在德国时所需的那么多氧，所以静脉里的血仍然是鲜红的。

可是人体的热量究竟来自哪里呢？心脏仅重500克左右，它即使不停地跳动也无法产生这么多热，那么就有一种可能，也就是体温是靠血肉维持的。再向下推导，它们又是通过食物而来，食物中不论是蔬菜还是肉类，最初都由植物而来，植物又是依赖太阳的光热而生长的。那么太阳的光热呢？一系列疑问交织在一起，迈尔陷入深深的思考当中。这些问题最终形成一个统一的问题：能量是怎么转化的？

迈尔

从印度回到汉堡，迈尔马上写了一篇文章《论无机界的力》，而且他自己测出热功当量为365千克•米／千卡。有了这些成果，迈尔计划把论文在《物理年鉴》上发表，却被无情地拒绝了。无奈的迈尔只好到一些不知名的医学杂志上发表他的物理学发现。郁闷的他到处演说，可是一个医生却“宣扬”着自己的物理学发现，这无疑是很容易招来讽刺的。从此“疯子”迈尔成了他广为人知的名字。

社会对他的怀疑，或许情有可原，然而让迈尔深受打击的是他的家人一样以为他疯掉了。在身心疲惫之际，偏偏祸不单行，迈尔的小儿子夭折。终于，连续的打击击垮了这个对科学痴狂的男人。1849年迈尔选择跳楼自杀，虽然没有死去，但却摔断了双腿。从此怀着无限遗憾，迈尔变得神志不清了。

迈尔的遭遇有着无限的伤感和落寞，他所发现的“能量守恒”的主张也随着迈尔的悲惨遭遇而无人重视。无独有偶，和迈尔同期研究能量守恒的还有一个英国人，他就是赫赫有名的焦耳。

焦耳作为道尔顿的学生，一边做科学研究，一边打理着父亲留给他的啤酒厂。1840年他对通电的金属丝能够使水发热这一现象产生了好奇。通过细心测试，他发现：通电导体所产生的热量与电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比。这就是焦耳定律。1841年10月，他的论文在《哲学杂志》发表。在这之后他又发现不管是化学能还是电能所产生的热都相当于一定的功。几年以后他带着自己的实验设备以及报告，前往剑桥参加学术会议。

会议上，焦耳当众做了实验，并宣布实验结论：自然界的力是不能被毁灭的，消耗了机械力，总能得到相当的热。

面对这番言论，台下在座的科学家频频摇头，就连法拉第也说：“这不可能。”一位名叫威廉•汤姆孙的数学教授更是对此嗤之以鼻，甚至气愤地摔门而出。

面对质疑，焦耳回到家里依旧坚持着自己的实验，1847年，他再一次带着自己重新设计的实验来到英国科学协会的会议现场。在极力争取得来的短暂时间里，焦耳边当众演示自己的实验，边解释说：“机械能是可以定量地转化为热的，反过来l千卡的热也可以转化为423.9千克力·米（1千克力约为9.8牛）的功……”焦耳的话还没说完，台下已经有人大喊：“胡说，热是一种物质，是热素，与功毫无关系。”喊这话的正是当年摔门而出的汤姆孙！面对质疑，焦耳淡定地说：“如果热不能做功，那么蒸汽机的活塞为什么会动？能量假若不守恒，永动机为什么至今没有造出来？”

汤姆孙一时无言以对，于是他开始做实验、查资料。没想到竟意外发现了迈尔几年前发表的那篇文章，在文章里迈尔的思想与焦耳的完全一致！惊喜和羞愧让他决定去拜访焦耳，为自己两次的不礼貌道歉的同时，也希望一起讨论这个物理学发现。

当汤姆孙在啤酒厂找到焦耳，看着焦耳用厂房改建的实验室里各种自制的仪器，他深深为焦耳的坚韧不拔而感动。汤姆孙拿出迈尔的论文，诚恳地说：“焦耳先生，我是专程来向您道歉的。看了这篇论文后，我发现了自己的无知以及莽撞。”焦耳看到论文，顿时神色忧伤起来：“汤姆孙教授，可惜我们再也不能和迈尔先生讨论问题了。一个饱受质疑的天才，在长期的怀疑和打击下，已经跳楼自杀了，虽然没有结束生命，却不幸地精神失常了。”

汤姆孙呆在那里，为自己的固执己见与抹杀新的科学见解而忏悔。

经历了怀疑与认可，坎坷过后，焦耳终于和汤姆孙一起合力开始了实验，并共同完成了能量守恒和转化定律的精确表述。