【名人小故事】物理學家焦耳

在物理學，特別是熱力學中，學術界把能量或功的單位稱為「焦耳」，為什麼稱「焦耳」呢？是為了紀念英國物理學家詹姆斯‧焦耳（James Prescott Joule）在熱學、熱力學和電方面的貢獻。此外，科學界還用焦耳姓氏的第一個字母「J」來標記熱量。

焦耳定律

焦耳於1818年出生在英國曼徹斯特近郊的索爾福德（Salford）。由於自幼身體虛弱，他沒有上過學校。他的父親是一個啤酒莊莊主，所以焦耳從小幫忙父親釀酒，空閒的時候，便在家自學化學及物理學。

16歲時焦耳拜於當時英國物理兼化學學家約翰‧道爾頓（John Dalton）門下學習。完成學業後，開始經營自家釀酒廠，那時候用的機器是蒸汽機。焦耳一直希望以電動機取代，因此把全部精力都投入在發明電動機。

1840年，22歲的焦耳對電流產生的熱能進行長期實驗性研究之後，得出了定律。焦耳發現，導體在一定時間內放出的熱量與導體的電阻及電流強度的平方之積成正比，後來人們把它稱為焦耳定律。

此後，焦耳的研究生涯進入高峰期，他不斷發表新的研究結果，雖然有些實驗在技術上不是很精確，但基本的研究方向使人們對能量的認識持續擴充。

能量守恆

1847年焦耳與英國著名物理學家威廉．湯姆森（William Thomson）（即開爾文男爵Lord Kelvin）合作，進行能量守恆等問題的研究。1849年焦耳提出：能量既不會憑空消失，也不會憑空產生，它只能從一種形式轉化成另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而能的總量保持不變。這項研究結果被稱為能量守恆與轉化定律，它奠定了熱力學第一定律（能量不滅原理）之基礎。

1850年，當時焦耳32歲，他憑藉在物理學上作出的重要貢獻，成為英國皇家學會會員，兩年後他接受皇家勳章，許多外國科學院也給予他很高的榮譽。1866年由於焦耳在熱學、熱力學和電方面的貢獻，皇家學會授予他最高榮譽的科普利獎章（Copley Medal）。

除了從事科學研究以外，焦耳與他哥哥一同經營父親的啤酒莊，直到1854年，焦耳的妻子去世後，他才把全部時間投身於科研工作。焦耳曾對他弟弟說：「我一生只做了兩三件事，沒有什麼值得炫耀的。」焦耳的謙虛反映出他全心投入科學研究的踏實人生。如果焦耳知道，後世人們以他的名字命名能量單位，應該會對自己一生做的這麼「兩三件事」感到滿足與欣慰吧！◇