能量的轉化和守恒定律

在非洲東部，當?shù)赝寥擞幸环N巧妙的捕獵方法：他們在一棵樹上放一箱蜂蜜，在樹的中央用繩索吊一大截木頭，在樹下的地上埋一些削尖的木橛。蜂蜜的香味會招來貪吃的黑熊，但當熊爬到樹中間時被木頭擋仆人路。熊用爪于將木樁推開，木樁落下時打在熊的頭上。熊又用更大的力將木樁推開，木樁也更重地打在熊的頭上。這時熊被激怒了。它奮力將木樁打開，木樁又會重重地打在熊的頭上，就這樣熊與木樁展開一場激烈的搏斗。最后，熊終于筋疲力盡而從樹上掉下來，落在木橛上被人們捕獲。這個裝置可以連續(xù)使用，且效果頗佳。

那么，到底是誰將熊從樹上打下來的呢?原來正是熊自　己。當熊將木樁以一定的速度推開時，木樁在擺動過程中位置升高，重力勢能增加，速度減小，這時動能轉化成木樁的勢能;當?shù)阶罡唿c時，動能全部轉化成勢能，接著木樁擺回，這時勢能又轉化成動能，使木樁速度越來越快，擺到最低點時，勢能全部轉化成動能。熊正好是在最低點，所以木樁將以熊推開它的速度的大小打在熊的身上。

在這個捕獸裝置中，實際上，是利用了能量的轉化和守恒定律。這個定律在物理學中是極其重要的，被人們稱為是貫穿物理學的一條“紅線”，恩格斯稱它為“偉大的運動定律”。然而你可能不相信，這個偉大的運動定律卻不是由物理學家首先提出的，第一個發(fā)現(xiàn)它的是一位醫(yī)生，名叫邁爾。

邁爾是一位德國的醫(yī)生，但他對生物學、化學和物理學都非常感興趣。并且一邊行醫(yī)，一邊從事研究。1840年，邁爾作為一名隨船醫(yī)生從蘇臘巴亞到爪哇。在爪哇，他發(fā)現(xiàn)當?shù)厝说撵o脈血不像其他高度地區(qū)的人那樣是暗紅色，而是和動脈血一樣呈鮮紅色。這一發(fā)現(xiàn)使他十分驚訝和好奇。并引起了他長時間的思考，終于在1841年航行結束時，得出了比較成熟的看法。他用燃燒理論解釋以上現(xiàn)象，認為由于當?shù)貧夂蜓谉�，人們不需要從食物中攝取過多的熱量，所以肌體中食物的燃燒過程減弱了，靜脈血中留下了較多的氧，因此呈鮮紅色。他又進而想到化學家一般認為的物質不滅，也可以應用到“力”(當時人們將能量也叫力)上。認為力(即能量)同物質一樣也是不可破滅的，它們加入不同的組合，在舊的形式中消滅了，又形成新的形式。

1842年，邁爾將載有他上述觀點的文章《關于機械力的評論》發(fā)表在德國生物、化學家李比希主編的《化學和藥學》雜志上，從而成為提出能量的轉化和守恒定律的第一人。

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