175 【熱力學第一定律】

比如能量守恒定律，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，遠不是后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，聽到馬哨的這番話，焦耳感到有些難以置信：“你……你是印第安人，對嗎？”

沒人能擺脫偏見，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。

即使是那些愿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，然后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……你叫什么來著？”

“馬哨。”

“哦，馬哨先生。”焦耳點頭，然后說道，“先坐吧，待會你們可以嘗嘗我家的啤酒。”

“多謝。”

雙方落座之后，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。

并且他很快認識到，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，所以愿意對支持者報以熱情。

兩人越談越有話題。

“……在我看來，倫福德伯爵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，而且守恒。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，摩擦產生的熱無窮無盡。”

“顯然，熱不可能是一種物質，否則炮匠就是在制造物質、打破守恒了。”

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恒就綽綽有余。

焦耳非常吃這一套，他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！”

“守恒應該是宇宙最基本的法則，是造物主的特權，熱質連守恒都不遵守，毫無疑問是一種荒謬！”

“真是讓人難以理解，為什么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。”

焦耳對守恒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恒律。

這類思想在西方科學家中并不罕見。

信仰宗教的科學家很少，并且越來越少，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，守恒應該最基本的物理定律。”

“物質守恒，電荷守恒，能量守恒……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恒，能量守恒無疑才是真理。”

馬哨稍作停頓：“我認為，一個物體所謂的熱，其實就是其分子的平均動能的反映。”

“分子的平均動能！”聽了這句話，焦耳頓時眼前一亮。

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，但歐拉并沒有好事做到底，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。

“這是很好的設想。”焦耳說道，“它可以帶來數學的結果。”

馬哨又道：“焦耳，在包括你在內的許多杰出物理學家的努力下，人們已經逐漸知道了能量守恒定律，但恕我直言，我認為它還不夠完美。”

焦耳正要繼續說什么，聞言不禁眉頭一動，不由地說：“哦？”

“首先是它的名字。”馬哨說道，“我覺得它不應該被稱為‘能量守恒定律’，或者說，不應該只被稱作這個名字，它還可以有更豐富的內涵。”

焦耳：“那應該叫什么？”

“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，一時間若有所思。

馬哨：“沒錯，熱質說錯漏百出，既不遵循守恒，也不能兼容分子動理論，關于它的熱學應該退出歷史舞臺了。”

“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：“而能量守恒定律，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。”