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§一科学世纪的新发现（第7页）

范霍夫由于他后来的化学成果而在1901年成为第一个诺贝尔化学奖的获得者，而这个新的世纪已是人类开始探索生命基本组成单元DNA的空间结构的时代了。

能量守恒与转化定律

对能量守恒单纯从哲学上给以思辨性研究的历史很长，在古希腊的哲学家那里已经有所提及。

到了笛卡儿，提出了运动守恒；而黑格尔（G.W.F.Hegel，1770—1831）则提出了现象之间互相联系和转化的思想。

这些观点当时并未引起人们的注意，因为能量守恒和转化定律必须建立在一定的客观基础上，而这种客观基础还在建设的过程中，它主要包括三个方面：

第一，是力学和蒸汽技术的基础，这是能量守恒定律的第一个基本物质前提。

力学方面，伽利略已直观地把这个定理表述为：“物体在下落过程中所达到的速度能够使它跳回到原来的高度，但不会更高。”

1695年，莱布尼兹（G.W.Leibniz，1646—1716）把能量原理表述为：力和路程的乘积等于活力（mv2）的增加。

他认为宇宙间的活力的总和是守恒的。

瑞士数学家伯努里（Johann　Bernoulli，1667—1748）一再讲到“活力守恒”

，即当活力消失时做功的本领没有失去，而只是变成另一种形式。

在热学领域，最初广泛流传着热质说，就是在拉瓦锡用燃烧理论代替燃素说时，他还把热看做一种物质。

把热看做物质就不可能存在热和机械能的转化问题。

所以在热素说占统治地位时人们不可能理解由蒸汽机的发明所揭示的热和机械运动之间的关系。

在蒸汽机的改进过程中，为了不断提高热机的效率，法国工程师卡诺（L.N.M.ot，1753—1823）分析了蒸汽机中决定热产生机械能的各种因素，发现热机做功的数值仅取决于两个热源间的温度差。

经过慎重思考，他终于放弃了热素论，1830年他在笔记中明确地提出了能量守恒和转化定律，他说：“动力（能量）是自然界的一个不变量，准确地说，它既不产生，也不能消灭。

实际上，它只改变它的形式，这就是说，它有时引起一种运动，有时引起另一种运动，但它决不消失。”

第二，生理学抛弃了神秘的活力观点，而把生命过程作为普通的自然过程，这是成就能量守恒定律的第二个实质性前提。

19世纪初对植物的研究表明，拉瓦锡的物质守恒定律和普劳斯特的定组成定律对有机体是同样适用的，旧植物就像一个独特的化学实验室，它能把吸收的无机物、矿物质在体内转化为有机物。

迈尔、赫尔姆霍兹（H.Helmhltz，1821—1894）等人进一步认为，能量在有机体内的一切表现都应该追溯到能量的某种已知的物理的或化学的来源，思维的劳动、动物的发热都是依靠包含在有机物质中的、从食物吸收来的潜在能量而产生的。

第三，物理学家证明自然界力的统一性和可转化性是能量守恒定律的第三个基本前提。

在19世纪，电转化为热，热转化为电以及电磁互相转化的关系得到普遍承认。

法拉弟（M.Faraday，1791—1867）在证明自然界的力的统一性和相互转化性方面做了许多工作，他坚持的普遍联系的观点给他的科学研究帮了很大的忙。

他说过“有一个古老而不可改变的信念，即自然界的一切力都彼此有关，有共同的起源，或者是同一基本力的不同表现形式，这种信念常常使我想到在实验上证明重力和电之间联系的可能性”

。

由于上述三个方面的发展，到19世纪30—40年代，经过五个国家、六七种不同职业的十几个科学家的共同努力，终于揭示了各种运动形式之间的统一性。

1851年，由威廉·汤姆逊（W.Clausius，1822—1888）和德国克劳修斯（R.Clausius，1822—1888）提出的能量守恒定律作为自然界的普遍规律被确立下来，从此，特别是在物理学中，每一种新的理论能否被承认首先要检查它是否跟能量守恒原理相符合。

关于能量的定律，当时的物理学家都强调量“守恒”

的一面，把这条定律称为“能量守恒定律”

。

恩格斯则突出强调了质的“转化”

这一面。

他早于1858年7月14日同马克思讨论这个定律时，就说明这是物理学中各种力（即能量）的相互转化的关系。

到了19世纪70年代，恩格斯更是明确地把这定律改称为“能量守恒和转化定律”

。

恩格斯在1885年写的《反杜林论》第三版序言中说：“如果说，新发现的、伟大的运动基本定律，10年前还仅仅概括为能量守恒定律，仅仅概括为运动不生不灭这种表述，就是说，仅仅从量的方面概括它，那么，这种狭隘的、消极的表述日益被那种关于能的转化的积极的表述所代替，在这里过程的质的内容第一次获得了自己的权利，对世外造物主的最后记忆也消除了。