能量守恒定律的建立

能量守恒定律是建立在自然科学发展的基础上的。从 16 世纪到 18 世纪，经过伽利略、牛顿、惠更斯、莱布尼兹以及伯努利等许多物理学家的认真研究，使力学得到了较大的发展。机械能的转化和守恒的初步思想， 在这一时期已经萌芽。

18 世纪末和 19 世纪初，各种自然现象之间的联系相继被发现。伦福德、戴维的摩擦生热实验否定了“热质说”，把物体的内能的变化与机械运动联系起来。1800 年发明仗打电池之后不久，又发现了电流的热效应、磁效应和其他一些电磁现象。这个时期，电流的化学效应也被发现，并被用来进行电镀。在生物学界，证明了动物维持体温和进行机械活动的能量跟它摄取的食物的化学能有关。自然科学的这些成就，为建立能的转化和守恒定律作了必要的准备。

能量守恒定律的最后确定，是在 19 世纪中叶由迈尔、焦耳和亥姆霍兹等人完成的。

英国物理学家焦耳一生致力于实验研究。从 1840 年到 1878 年的将近

40 年的时间里，他研究了电流的热效应，压缩空气的温度升高以及电、化

学和机械作用之间的联系。他做了 400 多次实验，用各种方法测定了热功当量，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础。

德国医生迈尔是从生理学开始对能量进行研究的。1842 年，他从“无不生有，有不变无”的哲学观念出发，表达了能量转化和守恒的思想。他分析了 25 种能量的转化和守恒的现象，成为世界上首先阐述能量守恒思想的人。

在 1847 年，当焦耳宣布他的能量观点的时候，德国学者亥姆霍兹在柏林也宣读了同样课题的论文。在这篇论文中，他分析了化学能、机械能、电磁能、光能等不同形式能量的转化和守恒，并且把这个结果跟永动机不可能制造成功联系起来。他认为不可能无中生有地创造一个永久的推动力，机器只能转化能量，不能创造和消灭能量。亥姆霍兹在论文里对能量守恒定律作了清晰、全面而且概括的论述，使这一定律为人们广泛接受。在 19 世纪中叶，还有一些人也致力于能量守恒的研究。他们从不同的

角度出发，彼此独立地进行研究，却几乎同时发现了这一伟大的定律。因此，能量守恒定律的发现是科学发展的必然结果。恩格斯曾经把这一定律称为“伟大的运动基本定律”，认为它是 19 世纪自然科学的三大发现①之一。