“热质说”能相当有效的解释许多物理现象。例如热茶在室温下冷却就可以用热质说解释:热茶的温度高,表示热质浓度较高,因此热质会自动流到热质浓度较低的区域,也就是周围较冷的空气中。热质说也可以解释空气受热的膨胀,因空气的分子吸收热质,使得其体积变大。若再进一步分析在空气分子吸收热质过程中的细节,还可以解释热辐射、物体不同温度下的相变化,甚至到大部分的气体定律。所以一直到十九世纪中期,“热质说”都是主流的科学假说。当时也已经有人提出了分子运动说,但是在这个时代,人们一般认为这两个学说是等价的。
然而“热质说”也是存在漏洞的。因为“热质说”认为“热”是一种物质,而依据罗蒙诺索夫的“物质不灭定律”,“热质”自然是既不能凭空产生,也不能被消灭,而只能在一个物体和另一个物体之间传递。由此而来,便有一个很自然的推论,那就是,如果某个物体的温度上升了,那必然有另一个物体的温度会出现下降,而升温的物体得到的热质总量应该等于降温的物体失去的热质总量。这使得这种假说很难用来解释摩擦生热这一类的现象。因为在这类现象中,很难找出,甚至干脆就找不出失去了“热质”的物体。比如在约瑟夫的这个实验中,就根本找不出让冰融化为水的热质的来源。
和历史上最初完成这一实验的汉弗里·戴维不一样。汉弗里·戴维并不完全清楚这个实验后面的意义,也没有从数学上对这一实验进行严密的分析。事实上他自己对于这个实验就不太重视,所以在当时这一实验就被忽视了。
但约瑟夫可不同,他还给这个实验配上了较为严密的数学分析,证明了在这个问题上,热质说和分子运动说并不等价。
“老实说,这篇论文几乎就已经给热质说判了死刑了!”拉普拉斯满脸痛苦地对拉瓦锡道,“约瑟夫这家伙,真是让人头疼!这个世界上明明有那么多可以研究的东西,但他却似乎总是以去摧毁人家的大厦为乐趣。他……他这真是……”
“是呀,我也感到了上次他提出光是波的时候,你们的痛苦了。”拉瓦锡苦着脸回答道,“事实上我刚刚依据热质说完成了一份研究。”
“我也一样。”拉普拉斯回答道,“我刚刚有个想法,也许在将热质的变化考虑进去之后,能够修正牛顿的音速公式的一些问题。然而现在,这个研究刚刚开了个头,就几乎不得不暂时中断了。”
“这倒也不是大问题。”拉瓦锡道,“首先你的研究还没进行多久,现在改成从分子运动的角度研究也不是不可以。而且依照约瑟夫的论证,分子运动虽然和热质说并不完全等价,但是在大多数情况下,其实还是可以视为等价的。所以,你要改动的地方应该很有限。但我的研究都已经完成了……”
“那么,老师,你怎么看他的这篇论文?”拉普拉斯问道。
“还能怎么看?”拉瓦锡道,“和上次一样,至少目前,我没有找出他的论文中的问题。当然,他的这观点肯定有问题,热质说怎么可能错误呢?最多不过是有需要改动,需要补充的地方。嗯,他也承认,也许除了他的解释之外,还有其他解释。目前的热质说在摩擦生热的问题上的确存在缺陷,但是这也不能说热质说就完全完蛋了,这只是说明要让它继续成立,我们就必须对它进行更多的修补……只是目前,我还没有找到修补它的思路……这个约瑟夫,总是在给我们捣乱。”
拉普拉斯注意到,虽然约瑟夫的研究给拉瓦锡带来了这么多的麻烦,而且很多地方都和拉瓦锡的研究有冲突。如果是正常情况下,拉瓦锡应该对约瑟夫不会有太好的印象,但是如今拉瓦锡提起约瑟夫的时候,虽然嘴上都是抱怨,但是说话时候的语调神气却好像是在说“这个孩子真是调皮”,并没有包含任何的恶意。
“老师居然是这样宽厚的人?不像呀!”拉普拉斯忍不住想道,“而且他事实上,根本不认同约瑟夫的观点。要是是别人提出这样的观点,比如说是我的话,也许,也许老师早就暴跳如雷了,但是为什么这一次,他的态度却是这样的温和?”
“那个小子呀,真是聪明,就是太爱捣乱了。你说他如果能把聪明都用在有用点的地方,而不是专门给我们捣乱,该有多好。嗯,等他回来了,我一定要好好和他谈谈。”拉瓦锡并没有注意到拉普拉斯的那些念头,依旧微笑着这样说。
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