( b. Heilbronn, Wurtemberg, Allemagne, 25 novembre 1814: d. Heilbronn, 20 mars 1878)
physique, physiologie.
Robert Mayer a été l’un des premiers formulateurs du principe de la conservation de l’énergie. Son père, Christian Jakob Mayer, tient une boutique d’apothicaire prospère à Heilbronn et épouse Katharina Elisabeth Heermann, fille d’un relieur de Heilbronn. Le couple a trois fils, dont Robert est le plus jeune; les deux frères aînés suivent la profession de leur père.
Mayer fréquente le Gymnase classique de Heilbronn jusqu’en 1829, date à laquelle il est transféré au séminaire de théotogie évangélique de Schöntal. Bien qu’étudiant médiocre, il passe l’Abitur en 1832 et s’inscrit à la faculté de médecine de l’Université de Tübingen. En février 1837, il fut arrêté et expulsé de l’université pour avoir participé à une société étudiante secrète. L’année suivante, Mayer a été autorisé à passer le doctorat en médecine et, en 1838, il a également passé avec distinction les examens médicaux d’État. Au cours de l’hiver 1839-1840, Mayer visita Paris et, de février 1840 à février 1841, servit comme médecin sur un navire marchand hollandais lors d’un voyage aux Indes orientales. Pendant son séjour à Djakarta, à Java, certaines observations physiologiques convainquirent Mayer que le mouvement et la chaleur étaient des manifestations interconvertibles d’une seule force indestructible dans la nature, et que cette force était conservée quantitativement dans toute conversion. Mayer a été inspiré et parfois obsédé par cette idée. Il a développé son idée dans divers articles scientifiques qu’il a publiés au cours des années 1840 après son retour en Allemagne.
Mayer s’installe dans sa ville natale de Heilbronn, où il exerce une pratique médicale prospère et occupe divers postes civiques. En 1842, il épousa Wilhelmine Regine Caroline Ctoss; le mariage donna naissance à sept enfants, dont cinq moururent en bas âge. Mayer a maintenu une position conservatrice pendant la Révolution de 1848, et cette position a conduit à sa brève arrestation par les insurgés et à une éloignement durable de son frère Fritz. Déprimé par ces événements et par son incapacité à obtenir la reconnaissance de ses travaux scientifiques, Mayer tenta de se suicider en mai 1850. Au début des années 1850, il a souffert de crises de folie récurrentes, ce qui a nécessité plusieurs internements dans des asiles à Göppingen, Kennenburg et Winnenthal. Ce n’est qu’après 1860 que Mayer reçut progressivement une reconnaissance internationale, Il mourut à Heilbronn de la tuberculose en 1878.
Avant son voyage à Java, Mayer avait montré beaucoup d’intérêt pour la science, mais peu de capacité créative. Enthousiasmé par sa nouvelle idée de la force, Mayer composa son » Ueber die quantitative und qualitative Bestimmung der Kräfte » immédiatement après son retour à Heilbronn. Dans cet article, Mayer cherchait à tâtons une expression philosophique et mathématique de son nouveau concept de force. Bien qu’il ait modifié plus tard les expressions mathématiques et physiques des idées qu’il employait dans ce premier article, les expressions philosophiques et conceptuelles sont restées pratiquement inchangées dans ses travaux ultérieurs.
Mayer a affirmé que la tâche de la science est de retracer tous les phénomènes jusqu’à leurs causes premières. Les lois de la logique nous assurent que pour chaque changement il existe une cause première (Ursache), qui s’appelle une force (Kraft). Dans le monde, nous observons des « tensions » ou des « différences » telles que la séparation spatiale ou la différence chimique existant entre toute la matière. Cette tension est elle-même une force, et son effet est d’empêcher tous les corps de s’unir rapidement en un point mathématique. Ces forces de tension sont indestructibles et leur somme totale dans l’univers est constante. Tout comme la chimie est la science de la matière, la physique est la science des forces. De même que la chimie suppose que la masse reste constante dans chaque réaction, quels que soient les changements qualitatifs que la matière peut subir, la physique doit également supposer que les forces sont conservées quantitativement, quelles que soient les conversions ou les changements qualitatifs de forme qu’elles peuvent subir.
Bien que l’exposition mathématico-physique de Mayer de ses idées soit très originale, elle était également assez obscure et révélait son manque de connaissance des principes de la mécanique. Mayer a d’abord considéré une particule en mouvement et a soutenu que la mesure de sa « quantité de mouvement » est sa masse multipliée par sa vitesse. Il a ensuite considéré le cas particulier de deux particules, ayant chacune une masse m et une vitesse c et s’approchant l’une de l’autre en ligne droite. La « détermination quantitative » de la force de mouvement présente est de 2mc. La « détermination qualitative », cependant, est formellement nulle, puisque les mouvements sont égaux et opposés; ce Mayer exprimé par le symbolisme 02mc. À moins que les particules ne soient totalement élastiques, la « détermination quantitative » de la force de mouvement présente sera moindre après la collision qu’avant la collision ; pour les panicules totalement inélastiques, elle sera nulle après la collision. La force présente sous forme de mouvement n’est jamais perdue, a insisté Mayer; une partie de celle-ci est plutôt « neutralisée » dans la collision et apparaît sous forme de chaleur. À partir de cette affirmation, Mayer a généralisé obscurément que toute chaleur peut être considérée comme des mouvements égaux et opposés qui se neutralisent, et que 02mc est en quelque sorte une expression mathématique universelle de la force de la chaleur. Enfin Mayer a montré comment, dans le cas plus général où les particules en collision ne se trouvent pas en ligne droite, le parallétogramme des forces peut être utilisé pour déterminer quelle force de mouvement serait « neutralisée » dans la collision.
Après avoir terminé « Ueber die Bes Bestimmung der Kräfte », Mayer l’a soumis aux Annalen der Physik und Chemie pour publication. L’éditeur Poggendorff a ignoré le papier et il n’a pas été imprimé. Bien qu’il soit en colère et déçu, Mayer a rapidement pris conscience des limites du traité et s’est immédiatement mis à étudier la physique et les mathématiques. Entre août 1841 et mars 1842, Mayer découvre que mv2, et non mv, est la mesure appropriée de la quantité de mouvement et que cette forme de force est identique à la vis viva de la mécanique. Il intégra cette découverte dans son deuxième article, » Bemerkungen uberdie Kräfte der unbelebten Natur « , qu’il avait publié dans les Annalen der Chemie de Liebig en mai 1842.
Dans ce deuxième article, Mayer a élaboré la base conceptuelle de sa théorie, examinant, dit-il, le sens précis du terme « force », Comme dans l’article précédent, Mayer a conclu que les forces sont des causes premières; d’où la loi causa aequat effectum nous assure que la force est quantitativement indestructible. Comme la matière, les forces sont des objets qui peuvent prendre différentes formes et qui sont indestructibles. Les forces ne diffèrent de la matière que parce qu’elles sont impondérables.
Élaborant une idée mentionnée dans son article précédent, Mayer a affirmé que la séparation spatiale de deux corps est elle-même une force. Cette force, il l’a appelée « fallforce » (Fallkraft). Lorsqu’un objet est la terre et que le second est près de la surface de la terre, la force de chute peut être écrite md, m étant le poids de l’objet et d son élévation. En chute réelle, la force de chute est convertie en force de mouvement. Mayer a exprimé cette conversion comme md = mc2, où c est la vetocitéattendue par un objet de poids m en tombant à la distance d de la surface de la terre.
Sur la base de ce concept de force de chute. Mayer a conclu que la gravité n’est pas du tout une force mais une « caractéristique de la matière. »La gravité ne peut pas être une force, a soutenu Mayer, car elle n’est pas la cause suffisante du mouvement; en plus de la gravité, la séparation spatiale est une condition préalable à la chute. Si la gravité était une force, alors ce serait une force qui produit constamment un effet sans être elle-même consommée; cela violerait cependant le principe de la conservation de la force. Tout au long de tous ses papiers et lettres ultérieurs, Mayer s’accrocha fermement à cette position. Il a continuellement soutenu que l’entité « force » dans son sens newtonien est nommée de manière illogique et trompeuse et qu’un terme différent devrait donc être introduit pour elle. Le mot « force » devrait être réservé à l’entité substantielle et quantitative conservée dans les conversions. Même après que la physique ait adopté plus tard le terme « énergie » pour décrire le concept de force de Mayer, Mayer a continué à affirmer que l’idée de force en tant qu’entité conservée était conceptuellement antérieure à l’entité newtonienne et que, par conséquent, le nom traditionnel de « force » aurait dû être réservé à son propre concept de force.
Après avoir discuté de l’interconvertibilité de la force de chute et de la force du mouvement dans son article de 1842, Mayer a noté que le mouvement est souvent observé disparaître sans produire une quantité équivalente d’autres mouvements ou forces de chute. Dans ces cas, le mouvement est converti en une forme de force différente, à savoir la chaleur, la force de chute, le mouvement et la chaleur sont des manifestations différentes d’une force indestructible, et par conséquent ils entretiennent des relations quantitatives définies entre eux. Cela signifie, conclut Mayer, qu’il doit exister dans la nature une valeur numérique constante qui exprime l’équivalent mécanique de la chaleur. Il a déclaré que cette valeur est de 365 kilogrammes-mètres par kilocalorie; c’est-à-dire que la force de chute dans une masse d’un kilogramme soulevée à 365 mètres est égale à la force de chaleur nécessaire pour soulever un kilogramme d’eau d’un degré centigrade.
Bien que l’article de Mayer de 1842 ait simplement indiqué l’équivalent mécanique de la chaleur sans en donner la dérivation, des articles ultérieurs ont également donné sa méthode. Soit x la quantité de chaleur en calories nécessaire pour faire passer un centimètre cube d’air de 0° C à 1° à volume constant. Pour élever le même centimètre cube d’air d’un degré centigrade à pression constante, il faudra une plus grande quantité de chaleur, disons x + y, car, dans l’expansion du volume, il faut travailler contre la force qui maintient une pression constante. Si cette dernière expansion est effectuée sous une colonne de mercure, alors la chaleur supplémentaire y entrera dans l’élévation de cette colonne de mercure. Par conséquent, si P est le poids de la colonne de mercure et h est la distance à laquelle elle est élevée dans l’expansion, nous pouvons écrire y = ph; le problème est de trouver y. D’après les données publiées, Mayer savait que 3.47 × 10-4 calories sont nécessaires pour élever un centimètre cube d’air d’un degré centigrade sous une pression constante de 1 033 gm./ cm.2 (soit 76 cm. de mercure); d’où x + y = 3,47 × 10-4 calories. Il savait également à partir des données de Dulong que le rapport des chaleurs spécifiques d’air à volume constant et à pression constante est de 1/1,421; d’où x/(x + y) = 1/1,421. Connaissant la valeur de x + y, Mayer a ensuite facilement trouvé y 1,03 × 10-4 calories. Comme l’expansion était connue pour élever la colonne de mercure de 1/274 centimètres, Mayer avait alors pour équation y = ph.
1.03 × 10−4cal. = 1 033 g. × 1/274 cm.
La réduction de ces chiffres a donné l’équation 1 kilocalorie = 365 kilogrammes-mètres.
La dérivation de Mayer de l’équivalent mécanique de la chaleur était aussi précise que la valeur choisie pour le rapport des chaleurs spécifiques le permettrait. La dérivation de Mayer repose sur l’hypothèse que son centimètre cube d’air ne fait aucun travail interne pendant la libre expansion; c’est-à-dire que toute la chaleur y va pour élever la colonne de mercure. Bien qu’en 1842 Mayer connaisse déjà un résultat expérimental de Gay-Lussac qui étayerait cette hypothèse, il ne l’invoque publiquement que trois ans plus tard (1845).
L’article de 1842 expose le point de vue définitif de Mayer sur la conservation de la force et établit sa revendication de priorité; historiquement, l’article fournit également un aperçu des processus par lesquels Mayer est arrivé à sa théorie. Au cours des années 1840, divers scientifiques et ingénieurs européens formulaient des idées suggérant la conservation de l’énergie. Plusieurs intérêts différents ont influencé ces formulations. Parmi ces intérêts se trouvait le souci croissant de l’efficacité des machines à vapeur et des nombreux nouveaux procédés de conversion découverts dans l’électricité, le magnétisme et la chimie. Les premiers articles de Mayer montrent peu d’intérêt pour ces problèmes, mais suggèrent plutôt que des considérations philosophiques et conceptuelles ont largement guidé la théorisation de Mayer. L’une de ces considérations était son identification constante de la force et de la cause; une autre était sa compréhension intuitive de la force en tant qu’entité substantielle et quantitative. La source de ces idées de Mayer et leur relation avec le contexte plus large de la science et de la philosophie allemandes restent des problèmes historiques non résolus. Les deux concepts semblent avoir été propres à la science allemande et ont conduit Mayer à interpréter des phénomènes familiers d’une manière radicalement nouvelle. Un exemple de cette interprétation peut être vu dans les événements qui ont apparemment conduit Mayer à ses spéculations initiales sur la conservation de la force.
Comme plusieurs autres formulateurs du principe de conservation, Mayer a été conduit à sa théorie par des considérations physiologiques et non physiques. Tout en laissant le sang des marins européens récemment arrivés à Java en juillet 1840, Mayer avait été impressionné par la surprenante rougeur de leur sang veineux. Mayer a attribué cette rougeur à la chaleur inhabituelle des tropiques. Comme un taux de combustion métabolique plus faible suffirait à maintenir la chaleur corporelle, le corps extrayait moins d’oxygène du sang artériel rouge. Cette observation a frappé Mayer comme une confirmation remarquable de la théorie chimique de la chaleur animale, et il a rapidement généralisé que l’oxydation des denrées alimentaires est la seule source possible de chaleur animale. Concevant l’économie animale comme un processus de conversion de force – dont l’entrée et la sortie doivent toujours s’équilibrer — Mayer s’est rendu compte que la force chimique latente dans les aliments est le seul intrant et que cet intrant pourrait être exprimé quantitativement comme la chaleur obtenue de l’oxydation des aliments. À ce point, le raisonnement de Mayer différait peu de la théorie physiologique contemporaine, mais une fois atteint, Mayer procéda à un saut conceptuel qui allait bien au-delà de tous les faits à sa disposition. Il a décidé que non seulement la chaleur produite par l’animal directement sous forme de chaleur corporelle, mais aussi que la chaleur produite indirectement par la friction résultant en fin de compte de l’effort musculaire de l’animal devait être équilibrée par rapport à cet apport de force chimique. La force musculaire et la chaleur corporelle doivent provenir de la force chimique latente dans les aliments. Si l’apport et la dépense de force de l’animal doivent être équilibrés, alors toutes ces manifestations de force doivent être conservées quantitativement dans toutes les conversions de force qui se produisent dans le corps de l’animal. Cette inférence, aussi fructueuse soit-elle, semblait reposer en grande partie sur la notion préconçue de force et de conversion de Mayer plutôt que sur des observations empiriques.
Immédiatement après son retour de Java, Mayer avait prévu un article sur la physiologie qui exposerait ces idées, mais il a délibérément reporté l’article afin de poser d’abord une base physique appropriée pour la théorie. Après l’avoir fait dans le traité de 1842, il a publié en privé à Heilbronn en 1845 Die organische Bewegung in ihrem Zusammenhang mit dem Stoffwechsel, son article le plus original et le plus complet. Dans ce travail, Mayer a de nouveau exposé les bases physiques de sa théorie, étendant cette fois l’idéal de conservation des forces aux forces magnétiques, électriques et chimiques. Dans Die organische Bewegung, il décrit les conversions de force fondamentales du monde organique. Les plantes convertissent la chaleur et la lumière du soleil en force chimique latente; les animaux consomment cette force chimique comme nourriture; les animaux convertissent ensuite cette force en chaleur corporelle et en force musculaire mécanique dans leurs processus vitaux.
Mayer avait l’intention de Die organische Bewegung non seulement d’établir la conservation de la force comme base de la physiologie, mais aussi de réfuter les vues du chimiste organique Liebig. En 1842, Liebig avait publié son livre influent et controversé Die Thierchemie oder die organische Chemie dans ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie. Dans ce travail, Liebig était devenu un champion de la théorie chimique de la chaleur animale, que Lavoisier et Laplace avaient proposée pour la première fois en 1777. En raisonnant comme Mayer l’avait fait, Liebig avait conclu que la chaleur animale produite à partir de toute source autre que l’oxydation des aliments équivalait à la production de force à partir de rien. Il a donc conclu que l’oxydation des aliments est la seule source de chaleur animale. Liebig croyait également que la force musculaire était dérivée en fin de compte de la force chimique par une force vitale intermédiaire localisée dans les substances protéiques du tissu musculaire. Bien conscient de la connaissance de Liebig avec son article de 1842, Mayer considérait Die organische Chemie comme un possible plagiat et comme une menace certaine pour sa priorité. Dans son Die organische Bewegung, Mayer s’est joint à Liebig pour défendre la théorie chimique de la chaleur animale, mais il a ensuite réfuté les autres points de vue de Liebig dans la mesure du possible.
Mayer a ouvert son attaque contre Liebig en critiquant le recours fréquent de Liebig au vitalisme. La force vitale remplit diverses fonctions dans la théorie de Liebig, la fonction principale étant d’empêcher le corps vivant de commencer spontanément à se putréfier, ses tissus étant constamment en présence d’oxygène et d’humidité. Mayer a nié que la putréfaction se produirait dans les tissus aussi spontanément que Liebig l’avait supposé. Mayer a fait valoir que si la putréfaction se produisait, les parties en putréfaction seraient néanmoins emportées dans le sang aussi rapidement qu’elles commenceraient à se décomposer. Par conséquent, postuler une force vitale n’était pas simplement non scientifique, c’était inutile.
Liebig avait fait valoir en outre que si l’amidon et le sucre sont oxydés dans le sang pour produire de la chaleur, seul le tissu musculaire porteur de protéines peut subir le changement chimique nécessaire pour produire une force musculaire mécanique. Par conséquent, ces changements se produisent dans le muscle, pas dans le sang; le muscle se consomme littéralement à l’effort. Contre cet argument, Mayer a utilisé son équivalent mécanique de chaleur pour calculer la quantité de tissu musculaire qui doit être consommée quotidiennement afin de soutenir les efforts d’un animal de travail. Le taux élevé d’assimilation nécessaire en permanence pour remplacer cette perte, a soutenu Mayer, rendait la théorie de Liebig au mieux improbable. Il a conclu qu’il semblait tout à fait raisonnable de supposer que toute oxydation se produisait dans le sang, quelles que soient la forme et le lieu de la force libérée. À la fin de son article de 1845, Mayer a finalement réconcilié les principales observations de la théorie classique de l’irritabilité avec sa propre hypothèse et a soutenu la dépendance de la force contractile à l’apport sanguin.
Die organische Bewegung exerce peu d’influence sur la physiologie allemande, bien que l’attaque de Mayer contre la force vitale de Liebig trouve une réponse enthousiaste, et l’ouvrage reçoit plusieurs critiques favorables. Après 1845, les jeunes disciples de Liebig abandonnèrent tranquillement ses spéculations sur la force vitale, comme Mayer l’avait suggéré. La question de la décomposition musculaire est restée controversée parmi les physiologistes, bien qu’en 1870, il ait été convenu que l’oxydation des glucides en plus des protéines contribuait à la production d’énergie musculaire. Les écrits de Mayer ont eu peu d’influence directe sur l’un ou l’autre de ces développements.
Immédiatement après avoir publié son traité de physiologie, Mayer a appliqué sa théorie de la conservation de la force à un deuxième problème critique qu’il avait traité de manière insatisfaisante en 1841: la source de la chaleur du soleil. En 1846, il a avancé une explication de la chaleur solaire qu’il a incorporée dans un mémoire soumis à l’Académie de Paris, « Sur la production de la lumière et de la chaleur du soleil », et dans le Beiträge zur Dynamik des Himmels in populärer Darstellungen, qui a été publié en privé à Heilbronn en 1848. Après avoir démontré dans ces articles l’insuffisance de toute combustion chimique pour soutenir l’énorme rayonnement du soleil, Mayer a avancé ce qui est rapidement devenu connu sous le nom d ‘ »hypothèse météorique » de la chaleur du soleil. Mayer a émis l’hypothèse que la matière, principalement sous forme de météores, pénètre quotidiennement dans le système solaire en quantités immenses et commence à orbiter autour du soleil. Le frottement avec l’éther luminifère fait que cette matière se transforme progressivement en spirale dans le soleil à des vitesses démesurées. En frappant le soleil, cette matière cède son énergie cinétique sous forme de lumière et de chaleur. Mayer a utilisé son équivalent mécanique de chaleur pour montrer que chaque unité de masse frappant le soleil produirait quatre mille à huit mille fois plus de chaleur que celle produite par la combustion d’une masse équivalente de carbone. Par conséquent, si la quantité de matière tombant dans le soleil est supposée être suffisamment importante, ce processus peut soutenir la production totale de chaleur du soleil.
Après 1850, l’hypothèse météorique a reçu une grande monnaie, en grande partie à cause des versions de la théorie qui ont été avancées indépendamment de Mayer par Waterston et William Thomson. L’explication de la chaleur solaire qui a gagné l’acceptation générale et qui a survécu jusqu’au XXe siècle, cependant, a été proposée par Helmholtz dans une conférence populaire de 1854, « Ueber die Wechselwirkung der Naturkräfte und die darauf bezüglichen Ermittlungen der Physik. »Selon Helmholtz, la chaleur du soleil est soutenue par le refroidissement progressif et la contraction de la masse du soleil. À mesure que la densité du soleil augmente, la matière du soleil produit son énergie potentielle directement sous forme de chaleur. Bien que ce ne soit pas une véritable hypothèse météorique, l’explication de Helmholtz sur la chaleur du soleil ressemblait à celle de Mayer à bien des égards. L’hypothèse de Mayer a peut-être influencé Helmholtz dans la formulation de sa propre hypothèse, car en 1854, Helmholtz connaissait le traité de Mayer de 1848 et en avait discuté dans sa conférence de 1854 peu de temps avant d’exposer ses propres vues sur l’origine de l’énergie solaire.
Les articles astronomiques de Mayer ont également relancé une autre hypothèse qui allait devenir importante après 1850. Dans le Dynamik des Himmels de 1848 et dans son mémoire de 1851, « De l’influence des marées sur la rotation de la terre », Mayer a montré que le frottement des marées dévie le grand axe du sphéroïde de marée de la terre à quelque trente-cinq degrés de la ligne terre-lune. Par conséquent, la gravitation de la lune exerce un couple de retard constant sur la rotation de la terre, un couple qui dissipe progressivement l’énergie de rotation de la terre sous forme de chaleur.
Bien que minuscule, cette quantité est perceptible. Citant Laplace, Mayer a noté que sur la base des données des éclipses anciennes, la longueur du jour, et donc la vitesse de rotation de la terre, peut être démontrée comme étant constante à l’intérieur.002 secondes au cours des 2 500 dernières années. Cette non-observation du retard prévu dû au frottement des marées indique à Mayer la présence d’un phénomène de compensation. Il a trouvé cela en géologie. En 1848, de nombreux géologues croyaient que la terre s’était initialement condensée sous forme de masse fondue et qu’elle se refroidissait depuis à une vitesse indéterminée. Cette théorie rencontrait une difficulté critique, car le refroidissement aurait dû produire une contraction de la terre, ce qui aurait dû accélérer sa rotation. Aucune telle accélération n’a pu être observée, et Laplace avait déjà utilisé la constance apparente du jour pour prouver qu’aucune contraction supérieure à quinze centimètres n’avait pu se produire au cours des 2500 dernières années. À ce stade, Mayer a émis l’hypothèse audacieuse que le retard de marée de la rotation de la terre est compensé par l’accélération due au refroidissement et à la contraction. Mayer a souligné que cette hypothèse a sauvé les deux hypothèses et s’est réconciliée avec la constance observée du jour. Le retard prédit de.Mayer a montré que 0625 secondes en 2500 ans permettraient de compenser la contraction du rayon de la terre de 4,5 mètres.
L’influence des spéculations de Mayer est difficile à évaluer; le traité de 1848 n’a pas été largement lu, tandis que les mémoires à Paris avaient été rapportés mais non imprimés. En 1858, Ferrel a publié une hypothèse similaire, apparemment indépendamment de Mayer, et a noté que le retard des marées et la contraction de la terre pourraient produire des changements compensatoires dans la rotation de la terre. En 1865, Delaunay a invoqué le frottement des marées pour expliquer une inégalité nouvellement découverte dans le mouvement de la lune et a noté que l’hypothèse du frottement des marées avait déjà été formulée dans plusieurs ouvrages imprimés.
Le Dynamik des Himmels marque la fin de la carrière créative de Mayer, car ses nombreux articles ultérieurs sont principalement populaires ou rétrospectifs. À ce stade, Mayer n’avait reçu presque aucune reconnaissance dans les cercles scientifiques importants, et à cette déception s’ajoutait la frustration de voir d’autres hommes avancer indépendamment des idées similaires aux siennes. Liebig avait anticipé de nombreuses vues de Mayer en 1842 et, en 1845, Karl Holtzmann calcula un équivalent mécanique de la chaleur sans référence à Mayer. En 1847, Helmholtz a exposé un traitement mathématique complet de la conservation de la force dans son traité Ueber die Erhaltung der Kraft. Le principal rival de Mayer était Joule et, en 1848, Mayer s’engagea avec lui dans un conflit de priorité mené principalement par l’Académie de Paris. Bien que le différend ne soit pas concluant, il a par la suite développé des connotations nationalistes amères lorsque d’autres scientifiques ont repris la querelle.
Après 1858, la fortune de Mayer s’améliora. Helmholtz a apparemment lu les premiers articles de Mayer vers 1852, et par la suite, il a fait valoir la priorité de Mayer dans ses propres œuvres largement lues. Clausius, lui aussi, considérait Mayer avec déférence comme le fondateur du principe de conservation et commença à correspondre avec lui en 1862. Par l’intermédiaire de Clausius, Mayer fut mis en contact avec Tyndall, qui devint rapidement le champion anglais de Mayer dans le conflit de priorité avec Joule, Thomson et Tait. Au cours des années 1860, plusieurs des premiers articles de Mayer ont été traduits en anglais et, en 1871, Mayer a reçu la médaille Copley de la Royal Society. En 1870, il est élu membre correspondant de l’Académie des Sciences de Paris et reçoit le Prix Poncelet.
Bien que le monde scientifique lionne Mayer avant sa mort en 1878, il exerce en réalité peu d’influence sur la science européenne. Dans tous les domaines dans lesquels il a travaillé, ses idées principales ont ensuite été formulées indépendamment par d’autres et ont été bien établies dans la science avant que ses propres contributions ne soient reconnues. À une époque où la science allemande se professionnalisait rapidement, Mayer restait un dilettante complet. Il n’a mené presque aucune expérience, et bien qu’il ait eu un tour d’esprit numérique exact, il ne comprenait pas complètement l’analyse mathématique et ne l’a jamais utilisée dans ses articles. Son style scientifique, son statut d’étranger à la communauté scientifique et son manque d’affiliation institutionnelle sont autant de facteurs qui limitent l’accès de Mayer aux revues et éditeurs influents et entravent l’acceptation de ses idées. Mayer était un penseur conceptuel dont le génie résidait dans l’audace de ses hypothèses et dans sa capacité à synthétiser le travail des autres. Mayer ne possédait en fait qu’une seule idée créative — sa perspicacité dans la nature de la force — mais il poursuivit avec ténacité cette perspicacité et vécut pour la voir établie en physique comme le principe de la conservation de l’énergie.
BIBLIOGRAPHIE
Les principaux travaux scientifiques de Mayer ont été rassemblés dans Jacob J. Weyrauch, ed., Die Mechanik der Wärme, 3e éd. (Stuttgart, 1893). Les lettres de Mayer, de courts articles et d’autres documents liés à sa carrière ont été réimprimés sous le titre Jacob J. Weyrauch, ed., Kleinere Schriften und Briefe von Robert Mayer (Stuttgart, 1893). Dans les deux œuvres, Weyrauch fournit non seulement un nn étendu. et des commentaires, mais aussi un biog approfondi. de Mayer. D’autres documents relatifs à la carrière et aux antécédents familiaux de Mayer sont inclus dans le vol commémoratif., Helmut Schmolz et Hubert Weckbach, dir., J. Robert Mayer, Sein Leben und Werk in Dokumenten (Weissenhorn, 1964).
Les biographies existantes de Mayer tendent vers le whiggishness ; l’une des meilleures est S. Friedländer, Julius Robert Mayer (Leipzig, 1905). Sur la place de Mayer dans la formulation du principe de la conservation de l’énergie et sur le contexte européen de ses travaux, voir Thomas S. Kuhn, « Energy Conservation as an Example of Simultaneous Discovery », dans Marshall Clagett, ed., Problèmes critiques dans l’Histoire des sciences (Madison, Wis., 1959), 321–356. Les concepts de force et de causalité de Mayer sont discutés par B. L’enfer dans « Robert Mayer », dans Kantstudien, 19 (1914), 222-248. Bien qu’il ne mentionne pas Mayer, Frederic L. Holmes discute du milieu de la physiologie allemande dans les années 1840 dans son intro. à la chimie animale de Liebig, facs. Ed. (New York, 1964). Sur le rôle de Mayer dans les spéculations astrophysiques, voir Agnes M. Clerke, A Popular History of Astronomy During the Nineteenth Century, 3e éd. (Londres, 1893), esp. 332–334, 376–388.
R. Steven Turner
