Кіріспе

Неміс дәрігері, химигі және физигі Юлиус Роберт фон Майер (25 қараша 1814 – 20 наурыз 1878) – термодинамиканың негізін қалаушылардың бірі, немiс дәрігері, химигі және физигі. Ол 1841 жылы энергияның сақталу заңының алғашқы тұжырымдамаларын, сондай-ақ термодинамиканың бірінші заңының бастапқы нұсқаларын жариялағанмен танымал, атап айтқанда, «энергияны жаратуға да, жоюға да болмайды» деген қағиданы айтқандығы үшін. 1842 жылы Майер кез келген тірі организм үшін энергияның басты көзі – қазір тотығу деп аталатын маңызды химиялық процесті сипаттады. Ол сондай-ақ өсімдіктердің жарықты химиялық энергияға түрлендіретінін ұсынды. Оның еңбектері бағаланбады және жылудың механикалық эквивалентін 1842 жылы ашқандығы үшін басымдық келесі жылы Джеймс Джоульге берілді.

Ерте өмір

Майер 1814 жылғы 25 қарашада Вюртембергтің Хайльбронн қаласында (Баден-Вюртемберг, қазіргі Германия) фармацевт отбасында дүниеге келді. Ол Хайльброннда өсті. Абитурды бітірген соң Тюбинген университетінде медицинаны оқыды, онда ол Corps Guestphalia, неміс студенттік корпусының мүшесі болды. 1838 жылы ол докторлық диссертациясын қорғап, мемлекеттік емтиханды тапсырды. Парижде болғаннан кейін (1839/40) ол голландиялық үш мачталы желкенді кеменің кеме дәрігері ретінде Джакартаға сапар жасады. Бұл сапарға дейін физикалық құбылыстарға қызығушылық танытпаса да, дауыл кезіндегі толқындардың тыныш теңізге қарағанда жылырақ екенін байқап, физикалық заңдар, әсіресе жылудың физикалық құбылысы және жану процесінде тек тікелей пайда болатын жылуды (жағу жылуы) ғана есепке алу керек пе, әлде тікелей және жанама жолдармен пайда болатын жылу мөлшерлерінің қосындысын есепке алу керек пе деген сұрақтар туралы ойлана бастады. 1841 жылғы ақпан айында отанына оралғаннан кейін Майер осы мәселені шешуге бар күшін жұмсады. 1841 жылы ол Хайльброннға қоныстанды және үйленді.

Идеяларды дамыту

Бала кезінде-ақ Майер түрлі механикалық механизмдерге зор қызығушылық танытты. Ол физикалық және химиялық тәжірибелермен айналысқан жас адам еді. Оның сүйікті хоббилерінің бірі – түрлі электр құрылғыларын және ауа сорғыларын жасау болатын. Оның зиялы екені анық байқалды. Сондықтан, Майер 1832 жылдың мамырында Эберхард Карлс университетіне қабылданды. Ол онда медицинаны оқыды. 1837 жылы ол және оның бірнеше достары тыйым салынған ұйымның түстерін таққандары үшін тұтқындалды. Бұл тұтқындаудың салдары колледжден бір жылға шығарылу және қысқа мерзімге түрмеге қамау болды. Осы оқиға Майерді Швейцарияға, Францияға және Голландияның Шығыс Индиясына саяхаттауға итерді. Досы Карл Баур жеке сабақтар арқылы оның математика мен инженерлік ғылымға деген қызығушылығын арттырды. 1841 жылы Майер медициналық тәжірибе үшін Хайльбронға оралды, бірақ физика оның жаңа құмарлығына айналды. 1841 жылдың маусымында ол "Күштерді сандық және сапалық тұрғыдан анықтау туралы" атты алғашқы ғылыми еңбегін аяқтады. Алайда, ол аймақтағы басқа мамандардың назарына ілікпеді. Содан кейін Майер жылу және оның қозғалысымен қызығушылық танытты. Ол жылудың механикалық эквивалентінің сандық мәнін ұсынды. Сондай-ақ, ол тірі организм үшін негізгі энергия көзі болып табылатын қазіргі кезде оксидация деп аталатын маңызды химиялық процесті сипаттаған алғашқы адам болды. 1848 жылы ол энергия көзі болмаған жағдайда Күннің тек 5000 жылда салқындап қалатынын есептеді және метеориттердің соқтығысуы оны ыстық күйде ұстап тұратынын болжады. Ол кезде оның еңбектеріне тиісінше мән берілмегендіктен, оның жетістіктері назардан тыс қалды және құрмет Джеймс Джоульге берілді. Бұл фактіні білгеннен кейін Майер өмірге қол жұдырмақ болды. Ол осы жағдайдан және балаларының бірінің қазасынан айығу үшін психиатриялық клиникаларда біраз уақыт өткізді. Физика мен химияның жоғары деңгейде болуына байланысты оның бірнеше еңбектері жарияланды. 1859 жылы Тюбинген университетінің философия факультеті оған құрметті докторлық диплом берді. Оның ұмытылған еңбегін 1862 жылы Лондон Корольдік институтында өткен лекцияда физик Джон Тиндалл қайта жаңғыртты. 1867 жылдың шілдесінде Майер "Die Mechanik der Wärme" (Жылу механикасы) атты еңбегін жариялады. Бұл басылымда жылу мен оның қозғалысы туралы мәліметтер келтірілген. 1867 жылдың 5 қарашасында Майер Вюртемберг корольдігінен (фон Майер) жеке дворяндық атағын алды, бұл атақ британдық рыцарь атағымен тең. Фон Майер 1878 жылы Германияда қайтыс болды. Сади Карно калория үшін бұл тұжырымды айтқаннан кейін, Майер энергияның сақталу заңын тұңғыш рет айтқан адам болды, бұл заң – қазіргі заманғы физиканың ең негізгі қағидаларының бірі. Энергияны сақтау заңы бойынша, жүйедегі механикалық энергияның жалпы мөлшері, егер объектілер бір-бірімен тек консервативті күштер арқылы әрекеттесетін болса, кез келген оқшауланған жүйеде тұрақты болып қалады. Майер энергияның сақталуын тұжырымдауға жасаған алғашқы әрекеттерінің бірі – Иоганн Кристиан Поггендорфтың "Annalen der Physik" журналына жіберген мақаласы, онда ол күштің сақталуын (Erhaltungssatz der Kraft) ұсынды. Алайда, Майердің физика саласында жеткілікті білімі болмағандықтан, онда бірқатар негізгі қателер болды және мақала жарияланбады. Майер бұл идеяны табандылықпен іздестіріп, оның гипотезасын қабылдамаған Тюбинген университетінің физика профессоры Иоганн Готлиб Нюрнбергпен пікір таластырды. Дегенмен, Нюрнберг Майерге идеяны эксперименттік жолмен қалай тексеруге болатыны туралы бірнеше құнды ұсыныстар берді; мысалы, егер кинетикалық энергия жылу энергиясына айналса, су діріл арқылы жылытылуы керек. Майер бұл тәжірибені жүзеге асырып қана қоймады, сонымен қатар түрленудің сандық коэффициентін анықтап, жылудың механикалық эквивалентін есептеді. Оның зерттеулерінің нәтижесі 1842 жылы Юстус фон Либигтің "Annalen der Chemie und Pharmacie" журналының мамырлық санында жарияланды. Ол "Inorganic Nature күштері туралы ескертулер" деп аударылды. "Die organische Bewegung im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel" (Метаболизммен байланысты органикалық қозғалыс, 1845) атты кітабында ол жылудың механикалық эквивалентінің сандық мәнін нақтылады: алдымен 365 кгф·м/ккал, кейін 425 кгф·м/ккал; қазіргі заманғы мәндер термохимиялық калория үшін 4.184 кДж/ккал (426.6 кгф·м/ккал) және халықаралық бу кестесі калориясы үшін 4.1868 кДж/ккал (426.9 кгф·м/ккал) құрайды. Бұл қатынас жұмыс пен жылу – энергияның әртүрлі түрлері болғанымен, оларды бір-біріне айналдыруға болатындығын көрсетеді. Бұл заң қазір термодинамиканың бірінші заңы деп аталады және 1847 жылы Герман фон Гельмгольц айтқан энергияның сақталуының жалпы қағидасын қалыптастыруға әкелді.

Кейінгі өмірі

Мейер өзінің ашылуының маңыздылығын сезінгенмен, ғылыми тұрғыдан өзін жеткізе алмауы ғылыми қауымның оны кемсітуіне және қарсылығына себеп болды. Замандас физиктері оның энергия сақталу принципін қабылдамады, тіпті Герман фон Гельмгольц және Джеймс Прескотт Джоул сияқты белгілі физиктер де оның идеяларына жаулықпен қарады. Біріншісі Мейердің физикалық мәселелердегі біліктілігіне күмән келтірді, ал екіншісімен арасында басымдық үшін қатыгез дау туды. 1848 жылы оның екі баласы тікелей бірінен соң бірі қайтыс болды, соның салдарынан Мейердің психикалық денсаулығы нашарлады. 1850 жылдың 18 мамырында ол өзін-өзі өлтіруге талпыныс жасады және психиатриялық емханаға жатқызылды. Емханадан шыққаннан кейін ол мүңкіп, 1860 жылы ғана қоғамдық өмірге қайта оралды. Бірақ, осы уақыт ішінде оның ғылыми даңқы артып, ол өзінің жетістіктерін кеш мойындады, бірақ бәлкім, одан әрі қуана алмайтын кез келді. Ол өмірінің соңына дейін дәрігерлік қызметін адал атқарды.

Құрметтер

1840 жылы Майер Вюртемберг Корольдік орденінің рыцарь кресімен марапатталды. 1869 жылы Майер Понселе сыйлығын алды. Роберт Майер атындағы гимназия және Хайльбронн қаласындағы Роберт Майер халықтық және мектептік астрономиялық обсерваториясы оның есімін иеленеді. Химияда ол алкалоидтарды анықтауға қолданылатын Майер реактивін ойлап тапты.

Шығармалары

Ueber das Santonin: eine Inaugural Dissertation, welche zur Erlangung der Doctorwürde in der Medicine & Chirurgie unter dem Praesidium von Wilhelm Rapp im July 1838 der öffentlichen Prüfung vorlegt Julius Robert Mayer M. Müller, Heilbronn 1838 Дюссельдорф университеті мен мемлекеттік кітапханасының цифрлық басылымы.