吕乃基

通往能量守恒与转化定律或热力学第一定律主要有以下两条道路，一条是在观念的指导下收集资料，将有限的、远不足以归纳的资料直接提升到普遍的高度。古希腊与罗马时期，就有关于运动的量不灭的思想。17世纪笛卡尔也表述了同样的思想。18世纪末19世纪初的自然哲学认为，虽然有电、有磁、有光……但实际上只有一种，由它转化为其他各种。以上这些观念基本上仍属于古希腊的自然哲学体系，缺少经验的基础。

德国医生迈尔受这种思想影响。他于1840年发现热带人静脉血远红于欧洲人，这表明在温度较高时，消耗较少的氧，或者说以较少的化学能即可提供人体活动所需之能量，这意味着不同运动形式在量上的守恒与转化。迈尔将论文寄给当时著名的《物理学和化学年鉴》，主编波根道夫厌恶黑格尔的自然哲学。虽然迈尔说自己对形而上学“讨厌到恶心的程度”，但实际上正如波根道夫所认为的，当时对化学能尚不清楚，对生物体内的消化过程更缺乏研究。迈尔的论文主要是一种思辨，因而未予发表。迈尔是从有限的模糊的事实经过思辨跳跃到普遍的概括。迈尔的第二篇论文《论无机界的力》发表于《化学与药学年鉴》，主编李比希其时正对自然力之间的联系感兴趣。德国药物化学家莫尔在1837年提出，“除了已知的54种化学元素以外，自然界中还存在一种动因，那就是力；它以适当的关系表现为运动、化学亲合力、内聚力、电、光、热或磁，这些种类的每一种都能产生另一种现象”。莫尔的这一见解主要也是基于不完整的、模糊的资料的思辨，如其中涉及不明的化学亲合力以及可疑的内聚力等。

通往热力学第一定律的另一条道路是经由经验的积累，在此基础上逐步达到普遍化程度越来越高的概念、规律。机械能守恒的发现迈出了第一步。18世纪后，科学家又逐步得出能与功的概念，在各种运动形式的转化之间找到了统一的量度，为能量守恒与转化定律的发现作了准备。永动机的设计一再遭到失败从反面说明了能量的守恒。焦耳认识到“不要永动机，要科学”。他研究电的热效应，提出焦耳定律，研究热与机械能的转化，得出热的功当量，在沿着经验积累的道路上完成了最后一步。热力学水到渠成，瓜熟蒂落。远古时期人类钻木取火中所隐含的科学到此时方成为现实的知识。焦耳在1850年被选为皇家学会会员，意味着能量守恒与转化定律得到公认。

由通往热力学第一定律的两条道路可以看到正确观念指导和从经验出发的重要性。然而归根结底在于后者，当时之所以可以沿着观念指导的道路通往同一发现，是由于自然科学本身已积累了充分的资料。

条条大道通罗马。或许正是在这个意义上，后人一再有这样的言辞：如果没有牛顿、达尔文和爱因斯坦，那么后人迟早也会发现力学定律、进化论和相对论。

把这样的话推向极致，就是没有某某，地球照样转。

上述推理是否成立？为什么？