نویسنده: ویلیام کروپر
مترجم: احمد خواجه نصیر طوسی
مترجم: احمد خواجه نصیر طوسی
چیزی پایستار است
برای دانشجوی امروزی، واژه انرژی معنایی دارد که تقریباً بدیهی است. اما برای دانشمندان اوایل قرن نوزدهم معنای روشنی نداشت. آثار بسیاری را که سرانجام با مفهوم انرژی متحد می شد غالباً به صورت پدیده های متفاوت می دانستند. گمان می شد که آثار مکانیکی، گرمایی، شیمیایی، الکتریکی و مغناطیسی چیزی مشترک داشته باشند، اما ارتباط میان آنها ناکامل، مبهم و آشفته بود.آنچه در سالهای 1820 و 1830 آشکار شد، این بود که آثار متفاوت به طور چشمگیری به هم قابل تبدیل اند. پیل الکتریکی آلس ساندرو ولتا (1) که در سال 1800 اختراع شده بود از آثار شیمیایی، آثار الکتریکی ایجاد می کرد. در سال 1820، هانس کریستیان اورستد (2) مشاهده کرد که از آثار الکرتیکی، آثار مغناطیسی تولید می شود. مغناطیس، حرکت (آثار مکانیکی) ایجاد می کند و از مدتها معلوم شده بود که حرکت می تواند از طریق اصطکاک، آثار الکتریکی ایجاد کند. این توالی زنجیره ای از «تبدیلها» است:
در سال 1822 توماس سی بک (3) نشان داد که وقتی به یک اتصال دو فلزی گرما بدهیم، اثر الکتریکی ایجاد می شود، و دوازده سال بعد ژان پلتیه (4) تبدیل معکوس را گزارش کرد، یعنی تولید سرما با اثر الکتریکی. ماشینهای حراراتی به عنوان وسایل تبدیل عمل می کنند، اثر گرمایی (گرما) را به یک اثر مکانیکی (کار) تبدیل می کنند.بیشترین نظریه های عمده علم را یک تن یا حداکثر چند تن از دانشمندان کشف کرده اند. پژوهش برای وحدتهای نظریه ای گسترده، کار فردی دشواری است، و اکتشافات مهم علمی معمولاً به حدی دقیق و موشکافانه است که مستلزم نبوغ خاص برای شناخت و توسعه آنها است. اما به گفته توماس کوهن(5)، دست کم یک استثنای برجسته برای این قاعده وجود دارد. مطالعات نظریه ای مُلهم از اکتشافات فرایندهای تبدیل، که سرانجام ما را به مفهوم انرژی رسانید، بسیار دور از یک تلاش فردی است. کوهن دوازده دانشمند را که در مراحل اوّلیه این «اکتشاف همزمان» شرکت فعالی داشته اند نام می برد.
ایده ای که- نه کاملاً همزمان- بلکه به طور مستقل در ذهن هر دوازده نفر راه یافت، این بود که به نحوی با پایستگی [بقا] ارتباط دارد. هرگاه یک اثر به اثر دیگری تبدیل می شد، اندازه ای از نخستین اثر، از لحاظ کمّی، با همان اندازه از اثر دوم جابه جا می شد. این اندازه قابل اندازه گیری برای همه نوع آثار تبدیل پذیر گوناگون، پایسته بود: یعنی در سراسر یک فرایند تبدیل، اندازه اثر خواه برای ارزیابی یک اثر، اثر دیگر یا هر دو آنها، دقیقاً ثابت بود.
دوازده کاشف همزمان، نخستین کسانی نبودند که به اهمیت استفاده از یک اصل پایستاری پی برده باشند. اصول پایستاری، به یک شکل یا شکل دیگر، تقریباً به طور شهودی به نظر می رسد که سالهای بسیاری برای دانشمندان عمومیت داشته است. نظریه پردازان، در میان مؤثرترین اقدامات کشفیاتشان کمّیتهایی را پذیرفته اند که بودشدنی و نابودشدنی نبوده است. طرفداران نظریه کالریک، پایستاری [بقای] گرما را به عنوان یک اصل موضوعه، پذیرفته بودند. در اواخر قرن هجدهم، آنتوان-لوران لاوازیه و دیگران ثابت کردند که جرم در واکنشهای شیمیایی پایستار است؛ هرگاه یک واکنش شیمیایی در محفظه مسدودی انجام پذیرد، در جرم کلّی تغییری حاصل نمی شود.
بنابراین، برای نظریه پردازانی که فرایندهای پایستگی را مطالعه می کردند، طبیعی بود تا تلاش کنند نظریه های خود را بر مبنای یک قانون پایستگی بسازند. اما، همواره در فرمولبندی یک اصل پایستگی، ابتدا می باید به یک پرسش مشکل پاسخ داده می شد که این کمیّت پایسته چیست؟ چنانکه بعداً معلوم شد، پاسخ مفیدی برای این پرسش، بدون شناختی از خود قانون پایستگی عملاً غیرممکن است، زیرا آشکارترین خاصیت کمیت پایستار که نهایتاً هویت آن به عنوان انرژی مشخص شد، آن چیزی بود که می باید پایستار باشد. اما هیچ اندازه گیری مستقیمی مانند اندازه گیری جرم در دسترس نبود که بتواند صحت خاصیت پایستگی را تأیید کند. این امر مستلزم پژوهش برای یافتن چیزی بود که کاملاً تعریف شده نبود، تا آنکه واقعاً یافت شد.
سفر اکتشافی با کشتی
یکی از نخستین کسانی که در این گره کور عقلانی نفوذ کرد، رابرت مایر، پزشک و فیزیکدان آلمانی بود که بیشتر زندگی اش را در هیلبرون (6) آلمان گذراند. مایر معاصر جیمز جول (فصل 5)، و مانند جول در زمینه های علمی که توجه او را بیشتر جلب می کرد، غیرحرفه ای بود. تحصیل دانشگاهی او در زمینه پزشکی بود، و آنچه از گزارشهای دوره دانشجویی وی در دانشگاه تیوبینگن(7) برمی آید نشانه اندکی از نبوغ عقلانی را می نمایاند. او بیلیارد باز و ورق باز ماهری بود، با انجمن دانشجویی صمیمیت و با مقامات دانشگاهی سر عناد و بیزاری داشت؛ تا حدی که به مدت یک سال از تحصیل محروم شد. با بازنگری می توانیم پی ببریم که واکنش مایر به این محرومیت - شش روز اعتصاب غذا - شاهدی برای لجاجت و حساسیت به انتقاد و حتی نوعی هشدار مشکلات ذهنی بعدی او بوده است.اما، رفتار مایر جوان یک شورش تمام عیار نبود؛ وقتی مقامات تیوبینگن اجازه بازگشت دادند، او پایان نامه خود را به اتمام رساند و امتحان دکتری اش را گذراند. اما او هنوز بسیار ناراحت بود که طرح زندگی آینده اش را طبق انتظارات مرسوم (و خانوادگی) ادامه دهد. او به جای اقامت و پرداختن به کار پزشکی عادی، تصمیم گرفت به عنوان یک جراح در یک کشتی هلندی که روانه هند شرقی بود، سفرکند. او در این سفر، هم از لحاظ مجالست با همکارانش و هم از لحاظ کیفیت و کمیت مواد غذایی کشتی، ایده های جدید اندکی یافت. اما این سفر، روی هم رفته، برای رفع عطش اشتیاق و خستگی و دلتنگی او ارزشمند بود.
مایر داستان غریبی از تصور علمی برای ما نقل می کند، درباره رویدادی در جاوه که او را در مسیری عقلانی قرار می دهد، مسیری که بقیه عمرش آن را دنبال می کند. او درس سال 1840 به هنگامی که در چند مورد از دریانوردان بندری در شرق جاوه خون می گیرد، ملاحظه می کند که خون سیاهرگ آنان به طور شگفت انگیزی رنگ قرمز روشن دارد. مایر حدس می زند که این رنگ قرمز غیرعادی خون در نواحی استوایی حاکی از آهنگ آهسته تر اکسایش سوخت و ساز بدن است. او متقاعد می شود که اکسایش مواد غذایی، گرمای درونی تولید می کند و دمای بدن را ثابت نگه می دارد. مایر استدلال می کند که در اقلیم گرم، آهنگ اکسایش کاهش می یابد.
برای کسانی از ما که متمایل به دید تخیلی و افسانه ای هستند و می پندارند که نظریه پردازان بیشترین پیشرفتهایشان را با جهشهای شهودی به دست می آورند، این داستان و پی آمدهای آن مسحورکننده و جذاب است. ارتباط مفروض مایر بین رنگ خون و آهنگ اکسایش سوخت و ساز بدن ساده انگاری بیش از اندازه و تا حدی نادرست بود. اما هسته این نظریه، شور و شوق و انگیزشی عقلانی برای مایر فراهم آورد که پیش از آن هرگز تجربه نکرده بود. مدتی طول نکشید تا مایر پی ببرد به اینکه کشف او چیزی بیشتر از یک واقعیت جدید پزشکی نیست: این واقعیت که اکسایش سوخت و ساز (metabolic) یک فرایند تبدیل فیزیولوژیکی است که در آن از مواد غذایی گرما تولید می شود، یک اثر شیمیایی است که اثر گرمایی ایجاد می کند. مایر معتقد شده بود که اثر شیمیایی و اثر گرمایی به نحوی با هم ارتباط دارند؛ با استفاده از اصطلاحات آن زمان او پذیرفته بود که نظریه اش را بدین گونه بیان کند که واکنش شیمیایی «نیرویی» است که صورت آن تغییر می کند، اما قدر مطلق آن در فرایندهای سوخت و ساز تغییر نمی کند. و مهمتر آنکه از نظر مایر، اکسایش سوخت و ساز، تنها نمونه ای از یک اصل کلّی است.
پایستاری نیرو (انرژی)
مایر در سال 1841 که تازه به هیلبرون بازگشته بود، نوشتن مقاله ای را آغاز کرد. در این مقاله خلاصه دیدگاه او با واضحترین لحن بیان شده است؛ او نوشت که «همه اجسام در معرض تغییرند... که این تغییر بدون علت رخ نمی دهد... علتی که ما آن را نیرو می نامیم، و ما می توانیم همه پدیده ها را ناشی از یک نیروی اصلی بدانیم» و اینکه «این نیروها مانند ماده ثابتند.» مایر می گوید قصد وی این است که فیزیک را به صورت علمی در ارتباط با «ماهیت وجود نیرو» بنویسد. برنامه این فیزیک به موازات برنامه شیمی است. شیمیدانان با خواص ماده سرو کار دارند و متکی بر این اصل اند که جرم پایستار است. فیزیکدانان باید به طور مشابهی نیروها را مطالعه کنند و اصل پایستگی نیرو را بپذیرند. هم شیمی و هم فیزیک بر این اساس استوار ند که «کمیت ذواتشان تغییرناپذیر ست و تنها کیفیت این ذوات تغییرپذیر است.»واژه نیرو را که مایر به کار می برد مستلزم اندکی توضیح است. برای فیزیکدانان قرن نوزدهم، مفهوم نیرو معمولاً معنی دوگانه ای داشت. گاهی آنان نیرو را به معنی نیوتونی آن به کار می بردند که دلالت به هُل دادن و کشیدن داشت. اما غالباً نیرو همان طور که ضمنی فهمیده می شد، مترادف با واژه انرژی امروزی بود. تعریف امروزی واژه «انرژی»-ظرفیت انجام کار-تا سالهای 1850 که ویلیام تامسن آن را معرفی کرد، مطرح نشده بود. در نقل قولهای فوق، و در اغلب نوشته های مایر می باید کاربرد دوم را در نظر داشته باشیم و «نیرو» را «انرژی» بخوانیم. با این تغییر ساده اما مهم، نظر مایر تأکیدی بر اصل پایستگی انرژی می شود.
پذیرفته نشدن
مایر مقاله سال 1841 خود را تسلیم سالنامه فیزیک و شیمی یوهان پوگندورف (8) کرد. مقاله او برای انتشار پذیرفته نشد، یا حتی با نوعی سپاسگزاری بازگردانده نشد. اما بنا به گفته یکی از زندگینامه نویسان مایر به نام بروس لیندزی (9)، این رفتار نسنجیده توفیقی اجباری بود. استدلالهای تفصیلی مایر در این مقاله «برمبنای سوء تفاهم عمیق از مکانیک» بود. گرچه این رد شدن ضربه ای به غرور مایر بود، اما امر خیری بود برای اعتبار وجهه ی بعدی او که مقاله به نظر عامه نرسد.اگر مایر غرور فوق العاده ای داشت، لجاجت بیشتری به خرج می داد. اما او به کمک دوستش کارل بور(10) (که بعداً استاد ریاضیات در اشتوتگارت شد) مقاله را اصلاح کرد، آن را در چند جهت بسط داد و سرانجام در سال 1842 شاهد انتشار آن در سالنامه شیمی و داروسازی یوستوس فن لیبیگ (11) شد. مهمترین بخش اضافی مایر به مقاله اش، محسابه اثر مکانیکی بود، یعنی کار انجام شده در انبساط گاز که با اثر گرمایی، یعنی گرم کردن گاز، تولید می شود. این یک ارزیابی از «معادل مکانیکی گرما» بود، مسئله ای که جول تقریباً در همان زمان مستقلاً به آن می پرداخت. اینکه آیا مایر نخست محاسباتش را انجام داد یا جول، مجادله مشهوری شد. یک چیز که حق تقدم مایر را تضعیف کرد این بود که او در مقاله 1842 خود، همه جزئیات محاسباتش را حذف کرده و فقط به نتیجه آن پرداخته بود. مایر در سال 1845، در مقاله ای گسترده تر، روش کار خود را آشکار کرد. در همان سال، جول اندازه گیری های آزمایشی شورانگیز معادل مکانیکی گرما را گزارش کرد.
مایر در مقاله سال 1842 خود نهایتاً محاسبات مشهورش را بر اساس این واقعیت آزمایشی استوار کرد که برای صعود دمای یک گاز در فشار ثابت، گرمای بیشتری لازم است تا در حجم ثابت. او از این تفاوت بین فشار ثابت و حجم ثابت به این نتیجه رسید که مقداری گرما به مقدار معادلی از کار تبدیل می شود، کاری که به وسیله گاز به هنگام انبساط، به منظور ثابت ماندن فشار، انجام می شود. او همچنین توانست مقدار این کار و نسبت کار- به - گرما را محاسبه کند. این نسبت برآوردی عددی از معادل مکانیکی گرما بود. محاسبات او نشان می داد که تبدیل یک کیلوکالری گرما به کار می تواند یک کیلوگرم را 366 متر بالا ببرد. به گفته دیگر معادل مکانیکی گرما را که مایر یافته بود، 366 کیلوگرم-متر بر کیلوکالری بود.
این همان کمیّتی است که جول اندازه گیری کرده بود، یا می خواست اندازه گیری کند. اندازه گیری این کمیت در یک سلسله آزمایشهای به یاد ماندنی در سال 1843 آغاز شد. بهترین نتیجه ای که جول به دست آورد (و بعدها با نماد J معمول شد) به صورت زیر بود
کیلوگرم-متر بر کیلوکالری 425=J
محاسبات مایر اصولاً به علت خطاهای اندازه گیریهای گرما نادرست بود. اندازه گیریهای دقیقتر که به وسیله ویکتور رینیو (12) در سالهای 1850 به عمل آمد نتیجه محاسبه را به نتیجه جول بسیار نزیکتر کرد،
کیلوگرم-متر بر کیلوکالری 426=J
مایر در مقاله سال 1845 خود، علاوه بر روشن کردن تعیین معادل مکانیکی گرما، تحقیقات خود را درباره پایستگی انرژی یا نیرو (با اصطلاحی که او به کار می برد) گسترش داد. دو نقل قول از وی نشان می دهد که مایر چگونه با مفهوم پایستگی درگیر شده بود: «آنچه شیمی نسبت به ماده اجرا می کند، فیزیک باید در مورد نیرو اجرا کند. تنها رسالت فیزیک این است که با نیرو در صور گوناگون آشنا شود و شرایط حاکم بر تغییر آن را تحقیق کند. خلق و نابودی نیرو، اگر معنایی داشته باشد، خارج از حوزه اندیشه و عمل انسان است» و «در واقع تنها یک نیرو وجود دارد. در تبادل بی پایان، این چرخه ها از همه طبیعت بی جان و جاندار می گذرند. در اوّلی همچنان که در دومی، هیچ چیز بدون تغییر صورت نیرو، روی نمی دهد!»
مایر مقاله سال 1845 خود را برای انتشار به سالنامه لیبیگ تسلیم کرد. کمک ویراستار سالنامه، ظاهراً پس از یک مطالعه سرسری، مقاله را رد کرد و به مایر توصیه کرد که آن را به سالنامه پوگندورف بدهد. اما مایر مایل نبود که بار دیگر آن مسیر انتشار را دنبال کند. سرانجام، او مقاله را به طور خصوصی منتشر کرد و امیدوار بود که بتواند با توزیع وسیع، آن را بشناساند. اما بجز در معدودی از مجلات که مقاله ها را به اختصار فهرست می کردند، مقاله ای که شاهکار مایر بود، مورد توجه قرار نگرفت.
در لبه تاریکی و بازگشت
گرچه در آن زمان، مایر در نبرد علیه یأس و نومیدی روحیه خود را باخته بود، اما هنوز استقامت او پابرجا بود. او در سال 1846 مقاله دیگری نوشت (این مقاله درباره مکانیک سماوی، شروع کاری بود که بعدها ویلیام تامسن آن را به انجام رساند.) و بار دیگر مجبور بود شخصاً انتشار آن را بپذیرد.در این موقع، مشکلات حرفه ای مایر با دشواریهای خانوادگی و سلامتی او در هم آمیخته بود. طی سالهای 1846 تا 1848، سه فرزندش فوت شدند، و زندگی زناشویی او رو به وخامت نهاد. سرانجام، او در سال 1850 تقریباً دچار از کارافتادگی کشنده ای شد. حمله بیماری بی خوابی او را به مرحله خودکشی رسانید، اما تلاش او ناموفق ماند. در این حال مایر می باید از اعماق ناامیدیش شاهد شکست دیگری باشد.
مایر در تلاش برای بهبودیش داوطلبانه به یک آسایشگاه رفت. با معالجات آنجا حالش بدتر شد و سرانجام کارش به تیمارستان کشید، جایی که طرز رفتار با او بسیار بی اعتنا و گاه وحشیانه بود. تشخیص پزشکی حالت روانی و بدنی او چنان تیره و تار شد که مقامات پزشکی ناامید شدند و او در سال 1853 از آنجا ترخیص شد.
شاید بزرگترین موفقیت او این بود که زنده ماند و حتی تا حدی از این رویداد وحشتناک رهایی یافت. او پس از ترخیص، به هیلبرون بازگشت، به طریق محدودی به مداوای خود ادامه داد و در حدود ده سال، عمداً همه فعالیتهای علمی اش را کنار گذاشت. طی مراحلی کند، گاهی ضمن عودت بیماری، بازگشت سلامتی او آغاز شد. به نظر می رسد که مایر با یک اراده محکم توانست سلامتی نسبتاً عادی خود را بازیابد، اگر هیچ کار دیگری نمی کرد، ثابت می شد که حالت ذهنی او به طرز ناامید کننده ای نامتوازن بوده است. ترک کلّی علاقه علمی او به مدت ده سال، که دل مشغولی او شده بود، سندی آشکار از سلامتی شعور و قوه تمیز او بود.
سالهای 1850، دورانی که مایر کناره گیری اجباری خود را می گذراند، زمان فعالیت بزرگ در توسعه ترمودینامیک بود. انرژی به عنوان یک مفهوم، تثبیت شده بود، و اصل پایستگی انرژی را بیشترین نظریه پردازان پذیرفته بودند. عمده ای این کار به وسیله جیمز جول در انگلیس، رودولف کلازیوس در آلمان، ویلیام تامسن و مککورن رانکین (13) در اسکاتلند انجام شده بود، با اندکی قدرشناسی از تلاشهای مایر. طی این زمان نه تنها نظریه مایر نادیده گرفته شده بود، بلکه در سال 1858 گزارشی از لیبیگ به دست او رسید که مایر در تیمارستان فوت شده است. اعتراضات مایر مانع آن نشد که به وقوع مرگ رسمی او در فرهنگنامه دستی (Hand worterbuch) پوگندورف توجهی شود.
موفقیت عجیب
صحنه نهایی در این زندگی مملو از طعنه های روزگار، طعنه ای نهایی به نظر می رسد. قدرشناسی از دستاوردهای مایر سرانجام صورت گرفت، اما اصلاً به طریق شایسته از مردی نبود که آن همه بی تفاوتی، طرد شدن، شکست، معالجه پزشکی بی رحمانه و گزارشهایی از مرگ خودش را متحمل شده بود. در اوایل سالهای 1860 که مایر با آرامش سرگرم اداره تاکستانهایش بود، ناگهان در کانون مجادله علمی مشهوری قرار گرفت.همه چیز از زمانی آغاز شد که جان تندال (14)، مدرّس محبوب، استاد، و همکار مایکل فارادی در مؤسسه سلطنتی لندن، خود را برای یک رشته درسهایی درباره گرما آماده می کرد. او برای کسب اطلاعات نامه ای به هرمان هلمهلتز و رودلوف کلازیوس در آلمان نوشت. پاسخ کلازیوس شامل نقدی بود مبنی بر اینکه نوشته های مایر اهمیت چندانی ندارد. ضمناً کلازیوس قول داده بود که نسخه هایی از مقالات مایر را برای تندال ارسال کند. اما پیش از آنکه مقالات را پست کند آنها را، ظاهراً برای نخستین بار با دقت خواند. او نامه دومی را با ارزیابی کاملاً متفاوت نوشت: «من باید اظهارات آخرین نامه ام را در مورد اینکه شما در نوشته های مایر چیز مهمی نخواهید یافت، تکذیب کنم؛ من از کثرت اندیشه های درست و زیبایی که در این مقالات هست، شگفت زده شده ام.» کلازیوس اکنون قانع شده بود که مایر یکی از نخستین کسانی بوده که به مفهوم انرژی و نظریه پایستگی آن دست یافته است. هلمهلتز نیز تقریظهای مطلوب و موافقی درباره مایر ارسال کرد که در آن اشاره خاصی به ارزیابی اولیه معادل مکانیکی گرمایی او داشت.
تندال مردی بود که مجادله را دوست می داشت و از بی عدالتی متنفر بود. چون افکارش به خصلت دومش مربوط می شد، غالباً با کسان دیگری که همتراز او، در کار مجادله عمومی مهارت داشتند سهیم نبود. او بیشتر درگیر مباحثاتی می شد که سرزنده و پرتحرک باشند، و البته همیشه هم دوستانه نبود. هنگامی که تندال مصمم شد مدافع مایر باشد، او به آنچه ممکن بود بیشترین نقش را در مجادلاتش داشته باشد، مبادرت می ورزید. تندال به طور معمول محل تبادل نظر را مؤسسه سلطنتی انتخاب کرد که در آنجا سخنرانیهای عمومی ایراد می شد. او عجولانه تصمیم گرفت که موضوع بحث خود را از گرما به موضوع کلّی انرژی که در آن وقت، در سالهای 1860 غالباً فهمیده شده بود، گسترش دهد. عنوان سخنرانی او «درباره نیرو» بود. (فارادی و همکارانش در مؤسسه سلطنتی هنوز استفاده از اصطلاح «نیرو» را ترجیح می دادند، در حالی که منظور آنان «انرژی» بود.)
تندال سخنش را با فهرست کردن مثالهای بسیاری از تبدیل انرژی و پایستگی انرژی آغاز کرد، و سپس نقش مایر را رسماً با این بیان خلاصه کرد که: «همه آنچه را برای شما ارائه کردم حاصل زحمات یک فیزیکدان آلمانی به نام مایر است». او گفت، مایر را می باید به عنوان یکی از نخستین ترمودینامیکدانان شناخت. «مردی نابغه به مهمترین نتایجی می رسد که گاهی از کسانی که همه عمر خود را وقف فلسفه طبیعی کرده اند پیشی می گیرد.» تندال هیچ تردیدی نمی کند که مایر بر جول حق تقدم دارد: «آقای جول در سال1843 نخستین مقاله اش را با عنوان «درباره ارزش مکانیکی گرما» منتشر کرد، اما مایر در سال 1842 معادل مکانیکی گرما را واقعاً محاسبه کرد.» در دنیای بزرگ منشانه قرن نوزدهم این خطابه علمی به منزله دعوتی برای نزاعی کلامی بود. این امر موجب پاسخهای سریعی از طرف جول، تامسن، و پیتر گاتری تیت (15)، دوست نزدیک تامسن، استاد فلسفه طبیعی در دانشگاه اِدینبورو(16)، و همچنین هماوردی تندال در فن مشاجره قلمی شد.
ابتدا جول در مقاله ای که در مجله فلسفی منتشر شد پاسخ داد. او می گفت من نمی توانم بپذیرم که «نظریه دینامیکی گرما» (یعنی، نظریه ای که گرما، در میان چیزهای دیگر، اساس ارتباط گرما-کار است) به وسیله مایر، یا هر یک از مؤلفان دیگری که درباره معنی فرایندهای تبدیل تعمق کرده اند، بنیان گذاری شده باشد. او نوشت نتیجه گیریهای موثق «مستلزم آزمایش است و بنابراین، من بدون واهمه از حقی که برای حفظ موقعیت خودم دارم دفاع می کنم، حقی که عموماً یاران فیزیکدانم به من اعطا کرده و مرا به عنوان نخستین کسی می دانند که درست بودن این نظریه را با محک آزمایش قطعاً به اثبات رسانده است.»
تندال با ارسال مقاله دیگری به مجله فلسفی، ضمن پاسخ به جول، تأکید کرد که نمی خواهد به دست آوردهای جول بی اعتنایی و بی احترامی کند: «اطمینان دارم که در اظهارات من چیزی نخواهید یافت که از طرف من میلی به تردید حق خدمت شما، استاد بزرگواری که با آزمایش معادل گرما و کار را ثابت کرده اید، داشته باشم.» تندال در صدد برآمد تا مطلب بیشتر را به خود مایر واگذار کند. بنابه پیشنهاد تندال، مقالات مایر درباره موضوع انرژی ترجمه و در مجله فلسفی منتشر شد.
اما این سبب فروکش کردن نزاع نشد. بار دیگر مقاله ای که نویسندگان آن تامسن و تیت بودند (گرچه سبک نگارش آن به نظر می رسید از آن تیت باشد) در مجله عامه پسندی به نام گود وردز [Good words] منتشر شد که چارلز دیکنس بعداً آن را ویرایش کرده بود. در این مقاله، مقاله سال 1842 مایر عمدتاً به صورت نقلی از کار پیشین او با چند پیشهاد برای آزمایش خلاصه شده بود؛ از جمله «روشی برای یافتن معادل مکانیکی گرما مطرح شده بود.» نویسندگان مقاله اعلام کردند که این مطلب موفقیتی جزئی است و آنان دلیلی نمی یابند که از حقوق بریتانیایی صرف نظر کنند.
به استناد انتشار این مقاله کوششی به عمل آمده است تا مدعی اعتباری برای مایر شود که او نخستین کسی بوده که به طور کلّی عمومیت اصل پایستگی انرژی را به اثبات رسانده است. درست است که علم وطن ندارد [La scince n a pas de patrie] و بسیار قابل تحسین است که فیلسوفان بریتانیایی چنان آزادمنشانه بنابراین ضرب المثل عمل می کنند، اما نمی توان تصور کرد که در این مورد وطن دوستی علمی وجود ندارد، یا اینکه به میل خودمان به بهانه اجرای عدالت درباره یک خارجی، حقوق هموطنانمان را سرکوب کنیم و کم ارزش بدانیم.
تندال بار دیگر در مجله فلسفی پاسخی داد که اظهاراتش به منظور خاصی تنها متوجه تامسن می شد و بصیرت مطالب مهمی همچون تقدم علمی را در صفحات یک مجله عامه پسند زیر سؤال می برد. او اکنون، موضع اصلی اش سست شده بود و جول و مایر را در یک نقش مشترک می دید:
زحمات مایر تا حدی نشان از شهود عمیق دارد، با وجود این ، اعتقاد راسخ به انرژی را در ذهن نویسنده بر می انگیزد. زحمات جول، متقابلاً مبنی بر آزمایش است. این مطلب درستی است که مایر بنابر غریزۀ باطنی کشورش استنتاجات بزرگ و مهم را از قضایای سستی استخراج می کند در حالی که فرد انگلیسی، بیش از هر چیز هدفش را بر واقعیات محکم برقرار می کند و جول این واقعیتها را به اثبات رسانده است. من فکر می کنم تاریخ نویسان آینده اینان را مخالف و متضاد هم نخواهند دانست.
تیت بعداً از این مطالب آگاه شد. او به یکی از ویراستاران مجله فلسفی نوشت، نخست آنکه اگر عرضه اظهار نظر در مجله گود وردز جای مناسبی برای مباحثه علمی نیست، مطمئناً یک رشته سخنرانیهای عامه پسند هم در مؤسسه سلطنتی جای مناسبی نخواهد بود. سپس ادامه می دهد: «بیشترین بدشانسی پروفسور تندال داشتن پیش داوری و تعصب ذهنی است که غالباً او را باز می دارد... از این واقعیت که حقوق افرادی که آنان را خطاکار می پندارد، پیش از مداخله او، کاملاً در معرض افکار عمومی مورد بحث قرار می گرفته و به وسیله فتوای عموم افراد علمی مطرح شده است. آیا، پروفسور تندال می داند که مقاله مایر ابداً حقی بر نوآوری یا درست بودن ندارد، بجز اینکه، با یک قیاس خوش شانسی به نتیجه ای تقریباً درست از یک قیاس کاملاً کاذب رسیده است؟»
حتی اگر از این جرّ و بحثها اجتناب شده بود، هر کوششی برای حل اختلاف بر سر حقوق جول و مایر بی نتیجه ماند. اگر یک بار برای همیشه هدف مذاکره، تشخیص کاشف مفهوم انرژی می بود، نه جول و نه مایر هیچ یک برنده رقابت نبودند. داستان مفهوم انرژی پایان ندارد، حتی با حدسیات مایر و واقعیتهای تجربی جول آغاز نمی شود. چند تن از کاشفان انرژی همزمان کهن (17) پیش از جول و مایر بوده اند، گرچه کارشان ابتدایی و من باب آزمایش بوده است. در اواخر سال های 1840، پس از مایر و جول که مهمترین مشارکتها را در این امر به عمل آورده اند، مفهوم انرژی هنوز به صورت نیم بند فهمیده شده بود، حتی وجه تمایز جدید بین اصطلاحات نیرو و انرژی روشن نشده بود. هنوز مشارکتهای مهم و بنیادی برای هلمهلتز، کلازیوس و تامسن باقی مانده بود.
کسانی که وقت خود را صرف جنگیدن حق تقدم می کنند، می باید ادعاهای خود را فراموش کنند و به ارزش جنبه مهمتر جامعه شناسی علم توجه داشته باشند، به اینکه جامعه علمی با همه گوناگونی آن از نژاد، طبقه و ملیت می گذرد و می تواند، همچنان که غالباً توانسته است، وارد اجماعی قابل پذیرش برای همگان شود. داوری نهایی در مجادله جول-مایر این درس را به ما می آموزد. در سال 1870 تقریباً ده سال پس از آخرین طغیان تندال با تیت، انجمن سلطنتی مدال معتبر کوپلی (copley) را به جول و سال بعد به مایر اعطا کرد.
پی نوشت ها :
1. Alessandro volta ( ایتالیایی)
2. Hans Christian oersted (دانمارکی)
3. Thomas seebeck
4. Jean peltier(فرانسوی)
5. Thomas Kuhn
6. Heilbronn
7. Tubingen
8. Johann poggendorff (فیزیکدان آلمانی)
9. R.Bruce Lindsay
10. Carl Baur
11. Justus von Liebig
12. Victor Regnault
13. Macquorn Rankine
14. John Tyndall
15. Peter Guthrie Tait
16. Edinburgh
17. kuhn
