赫茲亥姆霍茲不僅自己取得了很大的成就,還培養出許多優秀的學生。許多來自不同國家的科學工作者到他的研究所工作,他們中的一些人後來通過自身的努力成為學術界的帶頭人。他們中最有名的是赫茲、羅蘭德、邁克耳孫和普平,還有許多也有一定名氣,這些學生把亥姆霍茲的精神帶到了許多國家。亥姆霍茲在很多方麵都可以和他的朋友開爾文勳爵相比,即使就頭銜而言,他也曾被德國皇帝冠以“樞密顧問官閣下”的稱號。

亥姆霍茲研究了能量守恒定律在電磁現象方麵的應用,給出了靜電力作功時電荷的活力改變的關係式,確立了靜電勢的概念。他還分析了電池中的化學——電作用,從力的守恒角度反對電池的所謂“接觸論”。他在論文的最後一部分指出,把力的守恒這一原則用於生物機體中進行的過程上的可能性。

從以上種種可以看出,對於能量守恒與轉化定律的確立來說,亥姆霍茲給出了他在力學中具體的數學形式,並且也論述了它在各個方麵的應用。但是,限於機械論的觀點,亥姆霍茲未能很好地注意到各種“力”在質上的差別,對於這一定律,他還沒有認識到“不能僅僅從數量上去把握,而且必須從質量上去理解”。

1894年9月8日,亥姆霍茲這位偉大的科學家離開了人間。

我生為真理生,死為真理死,除了真理,沒有我自己的東西。

——王若飛

吉布斯吉布斯是美國傑出的物理學家,1858年,他畢業於耶魯大學,接著攻讀該大學的研究生課程。1863年,他取得美國首批博士學位,留校講授拉丁文和自然哲學。1866~1869年,他去歐洲進修,回國後一直在耶魯大學任教,1871年被任命為數理教授。

吉布斯在數學和物理學方麵均有耶魯大學廣泛的研究。1873~1878年,他發表了被稱為是“吉布斯熱力學三部曲”的3篇論文,即“流體熱力學的圖示法”、“借助曲麵描述熱力學性質的幾何方法”以及“非均勻物質的平衡”。由於他出色的工作,熱力學成為一個完整嚴密的理論體係。1902年,吉布斯發表了巨著《統計力學的基本原理》,創立了統計係綜的方法,建立起經典平衡態統計力學的係統理論,對統計力學給出了適用任何宏觀物體的最徹底、最完整的形式。

吉布斯在光學和電磁理論的研究上也有建樹,並為此建立了矢量分析的方法。吉布斯被美國科學院以及歐洲 14 個科學機構選為院士,並接受過一些名譽學銜和獎賞。1881 年,他榮獲美國最高科學獎——冉福特獎。

“吉布斯熱力學三部曲”是人類科學史上偉大的作品,讓我們來了解和分析一下它。

愛迪生1950年,紐約大學的美國偉人堂裏增加了一座銅像,這就是傑出科學家吉布斯的半身青銅像,這座銅像與美國的其他曆史名人林肯、華盛頓、愛迪生等相並立,吉布斯被譽為美國第一位著名的理論物理學家和科學家。1923年,榮獲諾貝爾物理學獎的美國物理學家密立根曾經這樣評論道:“吉布斯是不朽的,因為他是一位深刻的、無與倫比的分析家。他對於統計力學及熱力學所做的工作,相當於拉普拉斯對於天體力學、麥克斯韋對於電動力學所做的一切,因為他把自己的科學領域變成了一個幾乎完善的理論結構。”事實也正是如此,在熱力學尤其是統計物理學的曆史上,都記載著吉布斯的名字。

吉布斯早年在唯象的熱力學研究上頗有成就。在1873~1878年間,他發表了3篇熱力學方麵的論文,這3篇論文包含了他對熱力學的主要貢獻。他明確認為熵是一個基本概念,概括了熱力學第一、第二定律,並以此為出發點,推動了熱力學的發展。他引入了不同的平麵熵圖,利用幾何方法來表示熱力學的過程和性質,創立了幾何熱力學。尤為突出的是他的關於“非均勻物質的平衡”的論文,他在論文裏以分析的方法,嚴格解決了多項物質的平衡條件和穩定問題,把熱力學占據的領域大大拓展,把化學、彈性、表麵、電磁以及電化學等現象都包括在一個單獨的係統內。更重要的是吉布斯找到了所謂的“熱力勢”的方法,隻要找到“熱力勢”,通過簡單的微分法就可找出體係的全部熱力學性質,這個方法以後成為研究熱力學的一個根本方法。

幾何吉布斯的工作具有重要的意義,通過他的工作,熱力學演化為一個嚴密、完整的理論體係和一整套的研究方法,產生了無數新的成果,派生出不少邊緣學科,對科學的影響至今不息。