发现能量守恒第一人“卡诺”
在科学发展的长河中,有很多科学家做出了重大发现或发明,总是因为人生的短暂或社会的种种原因而被埋没造成永久的遗憾,让人痛心异常。萨迪·卡诺就是这样的一个人。
卡诺于1753年出生在法国,他家是一个名门望族。他的父亲是法国大革命时的政府官员,担任要职,并且是著名的数学家,担任过陆军部部长的职务。卡诺弟弟也是政治家,而卡诺的侄子后来则是法兰西第三共和国的总统。
卡诺喜欢自然科学,他研究蒸汽机,他很想提高热机的效率。那时候,各行各业都在使用蒸汽机。但是蒸汽机的效率实在是太低了,如果用实际数字来说,烧100千克的煤其实只有5千克有效地被利用。这不仅造成能源的浪费而且也不能很好地提高效率,污染环境。
1824年,卡诺发表了他一生惟一的一篇论文《关于电的动力的研究》。在这部著作中,卡诺构造了"理想热机",他认为,多数人在研究和改进蒸汽机时,对蒸汽机效率的概念理解是错误的。一般人往往只注重讨论蒸汽机的实用性、安全性以及燃料经济性,而没有找到热机效率提高的根本途径。卡诺经过近三年的研究,认为理论上的理想热机模型是一个高温热源、一个低温热源和理想的循环方式,三者缺一不可。
通过进一步的研究,他对热的本质有了更深刻而透彻的认识。卡诺自己说过这样的话:"热不是别的什么东西,而是动力,或者说是改变了形态的运动,它是一种运动。动力是自然界的一个不变之量。严格地说,动力既不能产生,也不能消灭。实际上动力只改变它自己的形式,也就是说,它有时引起一种运动,有时则引起另一种运动,但决不会消灭。"把卡诺所说的动力换成"能量",我们说,他已经认识到了能量守恒的原理。进一步,卡诺从极其简单但又十分有效的逻辑推理出发否定了永久运动的理论。这就是"热力学第二定律"。
然而,卡诺的著作销售情况极其冷清,根本卖不出去。整整11年,没有销出去几本,更没有造成什么影响。至于上面我们引的内容,是他后来抛弃热质说之后提出的能量守恒原理,从而成为发现能量守恒原理的世界第一人,虽然还没有完全科学地丢弃热质说而证明结论,但毕竟功绩不可埋没。
如果说卡诺没有引起世人注意是一个遗憾的话,他的去世则更加令人遗憾。1832年,巴黎格外炎热。卡诺积劳成疾,身体十分虚弱。不幸的是,他突然患上了猩红热,紧接着又得了脑膜炎,最后染上了霍乱。
36岁的卡诺早早地离开了人间。