《论冷和热的原因》

1745 年 1 月，在俄罗斯彼得堡科学院的全体大会上，一位宽肩膀、高个儿、头上戴着假发的院士，在大声地宣读着自己的论文：《论冷和热的原因》。这位 30 多岁的院士，在论文里提出了一个崭新的观点：他不同意科学界

中最流行而又最普遍的关于冷和热的看法——冷是由于物体中含有“冷素”， 热是由于物体中含有“热素”。他认为，冷和热的根本原因，就在于物质内部的运动！

这是一个前所未有的观点，这是一个向当时最流行的关于冷和热原因的理论的大胆挑战。

宣读这篇论文的科学家，就是俄罗斯彼得堡科学院院士米·华·罗蒙诺索夫。

罗蒙诺萦夫诞生在俄罗斯北方荒僻的德维斯基县米沙宁斯卡雅村一个渔民的家里。小时候，罗蒙诺索夫常常跟着他父亲一起出海捕鱼。

罗蒙诺索夫从小就非常好学，可是，他家里很穷，父亲又目不识丁。他在不随父亲下海的日子里，就常常到邻居伊凡·舒卜依家里去。舒卜依是村子里一位有学问的人，罗蒙诺索夫从他那里学会了读和写。他还向舒卜依借了许多书，一空下来，就贪婪地读着。很快地，他念完了他在村子里所能借到的所有的书籍。

强烈的求知欲，驱使罗蒙诺索夫在 19 岁的时候，便离开了故乡，到莫斯科去求学。他怕他的父亲不让他走，在一个北风呼啸着的寒夜，他趁家里的人都睡着时，穿着两件单薄的衬衫和一件光板的皮祆，带着舒卜依借给他的3 个卢布，偷偷地离开了家。由于身边仅有 3 个卢布，他不得不冒着严寒， 从故乡一直步行到遥远的莫斯科！

经过了长途跋涉，1731 年 1 月初，罗蒙诺索夫终于来到了盼望已久的莫斯科，并以优异的成绩，考进了当时莫斯科唯一的高等学校——斯拉夫－希腊－拉丁语学院。

在斯拉夫－希腊－拉丁语学院里，罗蒙诺索夫第一次走进了图书馆，看到那么多的书籍，他简直象一个饿汉闯进一个放满白面包的厨房里一样，贪婪地读了起来。

罗蒙诺索夫以惊人的勤奋和顽强的精神学习着，在一年时间里，就学完了三年的课程。在这个学院里，他并没有念完最后一个学期，因为这个学院所讲授的知识，已经不能满足他的需要了。他很想探索大自然的秘密，但是， 这个学院并没有自然科学方面的课程。由于罗蒙诺夫成绩优异，他被选派到彼得堡去，在那里的科学院附属的大学里学习。

罗蒙诺索夫来到彼得堡后，还不到一年，随即又被派到德国去学习冶金和采矿。在德国，罗蒙诺夫得到了实际的锻炼，成了一个知识渊博的人。

由于罗蒙诺索夫平时刻苦学习，善于观察和分析自然界各种现象，使他的科学思想，远远地超过了他的同时代人。

罗蒙诺索夫首先向“热素学说”开火。在《论冷和热的原因》这篇著名的论文里，他写道：“在我们这个时代，把热的原因归结到某种特别的物质， 大多数人管这种物质叫做热素，另外一些人管它叫做以太，还有些人甚至叫它火素。大家认为物体里所含的热量越多，那就是它所含有的热素越多⋯⋯ 这种看法，在很多人的脑子里，已经是那样根深蒂固，以至在各种物质学的

著作里也可以读到⋯⋯”

波义耳认为“热素”不仅具有重量，甚至还是一种化学元素哩！他曾经排过一张化学元素表，在这张表里，写着各种化学元素：铁、铜、铅、热素⋯⋯但是，罗蒙诺索夫认为这种“热素”是人们凭空臆造出来的东西。他在

《论冷和热的原因》一文中问道：这种热素是从哪儿来的呢？例如：“⋯⋯ 在冬季严寒的天气中，这时好象不该有什么热素存在了吧，但是，一点星星之火，会烧掉一大堆火药，燃起熊熊烈焰，这热素又是从哪儿来的呢？是由于什么奇怪的性质，使热素一下子聚拢来的呢？难道它会在瞬息之间跑来又跑回去吗？⋯⋯显然，这不仅和经验相矛盾，而且不合乎常情。”

罗蒙诺索夫接着写道：“许多动物并不吃什么热的东西，可是，它们却浑身温暧，甚至能够把它们附近的东西也变得暧和起来。热素的拥护者和辩护者们，请解释一下，热素是怎样跑进动物身体里去的？是不是它跑进去的时候是冷的？但是，‘冷的热素’——这岂不是和潮湿的干燥、黑暗的光明、柔软的刚性或者四方的圆一样荒谬滑稽吗？”

罗蒙诺索夫得出结论说，这种虚无缥缈的“热素”，实际上并不存在！ 冷和热的原因究竟是什么呢？

罗蒙诺夫回答道：“大家都知道得很清楚，运动会引起发热，双手互相摩擦会感到温暖；火镰打击燧石会迸出火花；接连用力锻打铁块，铁块会灼热到发红。但是，如果让它们停止运动，那么，热量就会逐渐减少，而产生的火也就熄灭了。”

但是，也有些物体看上去并没有在动，却也能发热，例如，煤在燃烧的时候，这些热又是从哪儿来的呢？难道这也是由于运动的结果而产生的吗？罗蒙诺索夫的回答是——同样由于运动而产生的，他说：“因为物体能

够按照两种方式来运动：一般的方式，是这时候整个物体不断地改变自己的位置，物体内部的粒子却是相对静止的；另一种是内部运动的方式，就是物质内的、感觉不到的粒子的位置在不断地改变。又因为在最激烈的一般运动的时候，常常不会产生大量的热，而在没有这种运动时却会产生大量的热， 可见热的产生主要是由于物质内部的运动引起的。”

罗蒙诺索夫最后总结道：“十分明显，热的主要基础在于运动。既然运动不能脱离物质来进行，那么，热的根本原因必定是某种物质在运动。”

按照现代物理学的观点看来，罗蒙诺索夫的论断是正确的：所谓“感觉不到的粒子”，实际上就是分子。热，就是物体内部分子所作的不规则的运动。

物体越热，它内部分子的运动就越厉害。一块铁，在平常是固体，内部的铁分子，只是在作微小的振动，就好象一个不倒翁似的在那里左右摆动。如果把铁加热到摄氏一千多度，铁分子的运动就会大大加剧，它不再是作微小的振动，而是离开了原先的位置到处乱撞瞎逛——铁变成液体了；要是再猛烈地加热，铁分子的运动会变得更为厉害——铁液沸腾，以至变成铁的蒸气。

在最冷的温度——绝对零度（273.16℃）时，物质内部的分子，几乎停止了振动，安静得象摇篮里睡熟了的婴孩似的。

罗蒙诺索夫的论文，引起了科学界的争论。《论冷和热的原因》这篇论文，用拉丁文印在科学院的刊物上，送给各国科学院、大学和图书馆。许多国家的杂志，也都纷纷翻译和转载了这篇不寻常的论文。

但是，罗蒙诺索夫这种大胆的见解，也受到了许多守旧派科学的讥笑和反对。在 1745 年 1 月 25 日的俄罗斯科学院的会议记录上，便曾记载着这样的话：“这位副研究员（指罗蒙诺索夫）钻研关于冷和热的原理的目的和努力是值得赞许的，但是他似乎过于急躁从事于看来是超过了他的能力的工作；尤其是当他企图对各种物质运动的原理进行探讨的时候，他丝毫没有足够的证据。”接着，这份记录还指责罗蒙诺索夫不应该攻击光荣的波义耳。尤其是当时掌握着俄罗斯科学院大权的德国科学家们，更是看不起这位俄罗斯科学家的工作，认为罗蒙诺索夫是“完全错误的”。

其实，这不足为奇，有哪一种新的理论，当它诞生时，而不受到守旧派的攻击呢？有哪一种新的理论，不是在和守旧派激烈的斗争中成长起来的？真理是多助的，真理是走遍天下都不怕的。过了 50 多年，罗蒙诺索夫的

见解，得到了两位科学家有力的支持。

一位科学家叫伦福德，他是美国人，移居到德国工作。1798 年，伦福德在慕厄黑造大炮。伦福德用钻头往圆钢中钻孔，制造炮筒。他发现，没钻多久，钻头热了，炮筒也热了，热得烫手！

伦福德感到奇怪：为什么会发热呢？热量是从哪儿来的呢？ 热素学者们说：大抵是钻头与圆钢发生化学反应，产生了热。

伦福德不相信热素学说那一套，他认为：“热可由运动产生，它决不是一种物质。”

伦福德仔细检查了钻头和圆钢，果然，它们并没有发生化学变化。

热素学者们说：也许是钻头把金属中的“潜热”——潜藏着的热素，给钻出来了。

伦福德驳斥道：“潜热”是什么东西？从哪儿钻出来？我不停地钻，钻头就不停地发热，哪来那么多“潜热”？

热素学者们说：大约是周围物体的热素跑了进来。

对这种说法，另一位著名的英国科学家戴维在 1799 年进行了一个新的试验，给了热素学者们当头一棒。

戴维把两块冰在真空中摩擦，周围的温度低于摄氏零度。照理，周围物体的“热素”是不可能跑到冰中去的。然而，这两块冰经过互相摩擦，居然都融化成水了！

戴维认为，热是“一种特殊的运动，可能是各个物体的许多粒子的一种振动。”

然而，热素学说仍顽固地盘踞在科学界，为当时的大多数科学家所接受。一直到 19 世纪 50 年代，人们还多半相信热素学说——真理与谬论之间的斗争，是何等尖锐，而真理要战胜谬论，又是何等艰难哪！“世人皆醉我独醒， 世人皆浊我独清。”真理最初总是在少数人手中。真理为大多数人所认识， 需要时间！