(b. Heilbronn, Württemberg, Germania, 25 novembre 1814: d. Heilbronn, 20 marzo 1878)
fisica, fisiologia.
Robert Mayer è stato uno dei primi formulatori del principio di conservazione dell’energia. Suo padre, Christian Jakob Mayer, manteneva una prospera farmacia a Heilbronn e sposò Katharina Elisabeth Heermann, figlia di un rilegatore di libri di Heilbronn. La coppia ebbe tre figli, di cui Robert era il più giovane; entrambi i fratelli maggiori seguirono la professione del padre.
Mayer frequentò il Ginnasio classico a Heilbronn fino al 1829, quando si trasferì al seminario evangelico teotogia a Schöntal. Sebbene fosse uno studente mediocre, passò l’Abitur nel 1832 e si iscrisse alla facoltà di medicina dell’Università di Tubinga. Nel febbraio 1837 fu arrestato ed espulso dall’università per la partecipazione a una società studentesca segreta. L’anno successivo Mayer fu autorizzato a prendere il dottorato in medicina, e nel 1838 superò anche gli esami medici di stato con distinzione. Durante l’inverno del 1839-1840 Mayer visitò Parigi e dal febbraio 1840 al febbraio 1841 prestò servizio come medico su una nave mercantile olandese in viaggio verso le Indie Orientali. Mentre era a Djakarta, Giava, alcune osservazioni fisiologiche convinsero Mayer che il movimento e il calore erano manifestazioni interconvertibili di una singola forza indistruttibile in natura, e che questa forza era quantitativamente conservata in ogni conversione. Mayer è stato ispirato e occasionalmente ossessionato da questa intuizione. Ha elaborato la sua idea in vari articoli scientifici che ha pubblicato durante il 1840 dopo il suo ritorno in Germania.
Mayer si stabilì nella sua nativa Heilbronn, dove intraprese una prospera pratica medica e ricoprì vari incarichi civici. Nel 1842 sposò Wilhelmine Regine Caroline Ctoss; dal matrimonio nacquero sette figli, cinque dei quali morirono nell’infanzia. Mayer mantenne una posizione conservatrice durante la Rivoluzione del 1848, e questa posizione portò al suo breve arresto da parte degli insorti e ad un allontanamento duraturo da suo fratello Fritz. Depresso da questi eventi e dal suo mancato riconoscimento per il suo lavoro scientifico, Mayer tentò il suicidio nel maggio 1850. Durante i primi anni del 1850 ha sofferto ricorrenti attacchi di follia, che ha richiesto diversi confinamenti in manicomi a Göppingen, Kennenburg, e Winnenthal. Solo dopo il 1860 Mayer ricevette gradualmente il riconoscimento internazionale, morì a Heilbronn di tubercolosi nel 1878.
Prima del suo viaggio a Java, Mayer aveva mostrato molto interesse per la scienza, ma poca capacità creativa. A filo con entusiasmo per la sua nuova idea sulla forza, Mayer ha composto il suo “Ueber die quantitative und qualitative Bestimmung der Kräfte” subito dopo il suo ritorno a Heilbronn. In questo articolo Mayer tentare verso un’espressione filosofica e matematica del suo nuovo concetto di forza. Anche se in seguito alterato la matematica e le espressioni fisiche delle idee che ha impiegato in questo primo documento, le espressioni filosofiche e concettuali è rimasto praticamente invariato nel suo lavoro successivo.
Mayer ha affermato che il compito della scienza è quello di rintracciare tutti i fenomeni alle loro prime cause. Le leggi della logica ci assicurano che per ogni cambiamento esiste una prima causa (Ursache), che si chiama forza (Kraft). Nel mondo osserviamo “tensione” o “differenza” come la separazione spaziale o la differenza chimica esistente tra tutta la materia. Questa tensione è essa stessa una forza, e il suo effetto è quello di impedire a tutti i corpi di unirsi rapidamente in un punto matematico. Queste forze di tensione sono indistruttibili e la loro somma totale nell’universo è costante. Come la chimica è la scienza della materia, così la fisica è la scienza delle forze. Proprio come la chimica presuppone che la massa rimanga costante in ogni reazione, qualunque sia il cambiamento qualitativo che la materia possa subire, così la fisica deve anche assumere che le forze siano quantitativamente conservate, indipendentemente dalle conversioni o dai cambiamenti qualitativi di forma che possono subire.
Sebbene l’esposizione matematica-fisica di Mayer delle sue idee fosse molto originale, era anche piuttosto oscura e rivelò la sua mancanza di conoscenza dei principi della meccanica. Mayer prima considerato una particella in movimento e ha sostenuto che la misura della sua “quantità di movimento” è la sua massa volte la sua velocità. Ha poi considerato il caso speciale di due particelle, ciascuna avente massa m e velocità c e si avvicina l’un l’altro su una linea retta. La “determinazione quantitativa” della forza di movimento presente è 2mc. La “determinazione qualitativa”, tuttavia, è formalmente zero, poiché i moti sono uguali e opposti; questo Mayer espresso dal simbolismo 02mc. A meno che le particelle non siano totalmente elastiche, la” determinazione quantitativa ” della forza di movimento presente sarà inferiore dopo la collisione rispetto a prima della collisione; per pannocchie totalmente anelastiche sarà zero dopo la collisione. La forza presente come movimento non viene mai persa, ha insistito Mayer; piuttosto una parte di essa viene “neutralizzata” nella collisione e appare come calore. Da questa affermazione Mayer generalizzò oscuramente che tutto il calore può essere pensato come movimenti uguali e opposti che si neutralizzano a vicenda, e che 02mc è in qualche modo un’espressione matematica universale per la forza del calore. Infine Mayer ha mostrato come, nel caso più generale in cui le particelle in collisione non giacciono in linea retta, il paralletogramma delle forze può essere impiegato per determinare quanta forza di movimento sarebbe “neutralizzata” nella collisione.
Dopo aver completato “Ueber die Bes Bestimmung der Kräfte”, Mayer lo sottopose all’Annalen der Physik und Chemie per la pubblicazione. L’editore Poggendorff ha ignorato la carta e non è stata stampata. Sebbene fosse arrabbiato e deluso, Mayer divenne rapidamente consapevole dei limiti del trattato e si dedicò immediatamente allo studio della fisica e della matematica. Tra agosto 1841 e marzo 1842 Mayer scoprì che mv2, non mv è la misura corretta della quantità di movimento e che questa forma di forza è identica alla vis viva della meccanica. Incorporò quella scoperta nel suo secondo lavoro, “Bemerkungen uberdie Kräfte der unbelebten Natur”, che aveva pubblicato in Annalen der Chemie di Liebig nel maggio 1842.
In questo secondo articolo Mayer ha elaborato la base concettuale della sua teoria, esaminando, ha detto, il significato preciso del termine “forza”, Come nel precedente articolo, Mayer ha concluso che le forze sono le prime cause; quindi la legge causa aequat effectum ci assicura che la forza è quantitativamente indistruttibile. Come la materia, le forze sono oggetti in grado di assumere forme diverse e indistruttibili. Le forze differiscono dalla materia solo perché sono imponderabili.
Elaborando un’idea menzionata nel suo precedente articolo, Mayer ha affermato che la separazione spaziale di due corpi è essa stessa una forza. Questa forza ha chiamato “fallforce” (Fallkraft). Dove un oggetto è la terra e il secondo oggetto è vicino alla superficie terrestre, la forza di caduta può essere scritta md, m è il peso dell’oggetto e d la sua elevazione. Nella caduta effettiva, la forza di caduta viene convertita in forza di movimento. Mayer ha espresso questa conversione come md = mc2, dove c è la vetocityattained da un oggetto di peso m nel cadere la distanza d alla superficie terrestre.
Sulla base di questo concetto di forza di caduta. Mayer ha concluso che la gravità non è una forza a tutti, ma una “caratteristica della materia.”La gravità non può essere una forza, ha sostenuto Mayer, perché non è la causa sufficiente del movimento; oltre alla gravità, la separazione spaziale è prerequisito per cadere. Se la gravità fosse una forza, allora sarebbe una forza che produce costantemente un effetto senza essere consumata; ciò, tuttavia, violerebbe il principio della conservazione della forza. In tutte le sue successive carte e lettere Mayer si aggrappò fermamente a questa posizione. Egli ha continuamente sostenuto che l’entità “forza” nel suo senso newtoniano è illogicamente e fuorviante nome e che quindi un termine diverso dovrebbe essere introdotto per esso. La parola “forza” dovrebbe essere riservata all’entità sostanziale e quantitativa conservata nelle conversioni. Anche dopo che la fisica in seguito adottò il termine ” energia “per descrivere il concetto di forza di Mayer, Mayer continuò a credere che l’idea della forza come entità conservata fosse concettualmente precedente all’entità newtoniana e che quindi il nome tradizionale” forza ” avrebbe dovuto essere riservato al suo concetto di forza.
Dopo aver discusso l’interconvertibilità della forza di caduta e della forza di movimento nel suo articolo del 1842, Mayer notò che il movimento è spesso osservato scomparire senza produrre una quantità equivalente di altro movimento o forza di caduta. In questi casi il movimento viene convertito in una diversa forma di forza, cioè calore, forza di caduta, movimento e calore sono diverse manifestazioni di una forza indistruttibile, e quindi mantengono relazioni quantitative definite tra di loro. Ciò significa, ha concluso Mayer, che deve esistere in natura un valore numerico costante che esprime l’equivalente meccanico del calore. Ha dichiarato che questo valore è 365 chilogrammo-metri per kilocalorie; cioè, la forza di caduta in una massa di un chilogrammo sollevata di 365 metri è uguale alla forza di calore necessaria per sollevare un chilogrammo di acqua di un grado centigrado.
Sebbene il documento del 1842 di Mayer affermasse semplicemente l’equivalente meccanico del calore senza dare la sua derivazione, i documenti successivi fornirono anche il suo metodo. Sia x la quantità di calore in calorie necessarie per sollevare un centimetro cubo di aria da 0° C. a 1° a volume costante. Per sollevare lo stesso centimetro cubo di aria di un grado centigrado a pressione costante sarà necessaria una maggiore quantità di calore, ad esempio x + y, poiché, nell’espansione del volume, il lavoro deve essere fatto contro la forza che mantiene la pressione costante. Se quest’ultima espansione viene effettuata sotto una colonna di mercurio, allora il calore extra y andrà a sollevare quella colonna di mercurio. Quindi se P è il peso della colonna di mercurio e h è la distanza che viene sollevata nell’espansione, possiamo scrivere y = ph; il problema è trovare y. Dai dati pubblicati Mayer sapeva che 3.Sono necessarie 47 × 10-4 calorie per sollevare un centimetro cubo di aria di un grado centigrado sotto una pressione costante di 1.033 gm./ cm.2 (cioè 76 cm. di mercurio); quindi x + y = 3,47 × 10-4 calorie. Sapeva anche dai dati di Dulong che il rapporto tra i riscaldamenti specifici dell’aria a volume costante ea pressione costante è 1/1.421; quindi x/(x + y) = 1/1.421. Conoscendo il valore di x + y, Mayer quindi facilmente trovato y 1.03 × 10-4 calorie. Poiché l’espansione era nota per aumentare la colonna di mercurio di 1/274 centimetri, Mayer aveva quindi per l’equazione y = ph.
1.03 × 10-4cal. = 1.033 gm. × 1/274 cm.
La riduzione di queste cifre ha prodotto l’equazione 1 kilocalorie = 365 chilogrammo-metri.
La derivazione dell’equivalente meccanico del calore da parte di Mayer è stata accurata quanto il valore scelto per il rapporto di calore specifico lo consentirebbe. La derivazione di Mayer si basa sul presupposto che il suo centimetro cubo d’aria non faccia alcun lavoro interno durante l’espansione libera; cioè, che tutto il calore y vada ad alzare la colonna di mercurio. Anche se nel 1842 Mayer già sapeva di un risultato sperimentale di Gay-Lussac che avrebbe sostanziare questa ipotesi, egli non invocare pubblicamente fino a tre anni più tardi (1845).
Il documento del 1842 espone la visione definitiva di Mayer sulla conservazione della forza e stabilisce la sua pretesa di priorità; storicamente il documento fornisce anche informazioni sui processi attraverso i quali Mayer è arrivato alla sua teoria. Nel corso del 1840 vari scienziati e ingegneri europei sono stati formulando idee che sono state suggestive della conservazione dell’energia. Diversi interessi diversi hanno influenzato queste formulazioni. Tra questi interessi c’era la crescente preoccupazione per l’efficienza dei motori a vapore e per i molti nuovi processi di conversione che venivano scoperti nell’elettricità, nel magnetismo e nella chimica. I primi documenti di Mayer mostrano poco interesse per questi problemi, ma suggeriscono invece che le considerazioni filosofiche e concettuali hanno guidato in gran parte la teorizzazione di Mayer. Una di queste considerazioni era la sua costante identificazione della forza e della causa; un’altra era la sua comprensione intuitiva della forza come entità sostanziale e quantitativa. La fonte di queste idee di Mayer e il loro rapporto con il più ampio contesto della scienza e della filosofia tedesca rimangono irrisolti problemi storici. Entrambi i concetti sembrano essere stati unici per la scienza tedesca e hanno portato Mayer a interpretare i fenomeni familiari in un modo radicalmente nuovo. Un esempio di questa interpretazione può essere visto negli eventi che apparentemente ha portato Mayer alle sue speculazioni iniziali sulla conservazione della forza.
Come molti altri formulatori del principio di conservazione, Mayer è stato portato alla sua teoria attraverso considerazioni fisiologiche, non fisiche. Mentre lasciava il sangue dei marinai europei che erano arrivati da poco a Giava nel luglio del 1840, Mayer era rimasto colpito dal sorprendente rossore del loro sangue venoso. Mayer attribuì questo rossore al calore non abituale dei tropici. Poiché un più basso tasso di combustione metabolica sarebbe sufficiente per mantenere il calore del corpo, il corpo estrasse meno ossigeno dal sangue arterioso rosso. Questa osservazione ha colpito Mayer come una notevole conferma della teoria chimica del calore animale, e ha rapidamente generalizzato che l’ossidazione dei prodotti alimentari è l’unica possibile fonte di calore animale. Concependo l’economia animale come un processo di conversione della forza-il cui input e outgo devono sempre bilanciarsi—Mayer si rese conto che la forza chimica latente nel cibo è l’unico input e che questo input potrebbe essere espresso quantitativamente come il calore ottenuto dall’ossidazione del cibo. A questo punto il ragionamento di Mayer differiva poco dalla teoria fisiologica contemporanea, ma una volta raggiunto Mayer procedette a un salto concettuale che andava ben oltre ogni fatto a sua disposizione. Decise che non solo il calore prodotto dall’animale direttamente come calore corporeo, ma anche che il calore prodotto indirettamente attraverso l’attrito risultante in ultima analisi dallo sforzo muscolare dell’animale deve essere bilanciato con questo input di forza chimica. La forza muscolare e anche il calore corporeo devono essere derivati dalla forza chimica latente nel cibo. Se l’assunzione e il dispendio di forza dell’animale devono essere equilibrati, allora tutte queste manifestazioni di forza devono essere conservate quantitativamente in tutte le conversioni di forza che avvengono all’interno del corpo animale. Questa deduzione, per quanto fruttuosa, sembrava poggiare in gran parte sulla nozione preconcetta di Mayer di forza e conversione piuttosto che su qualsiasi osservazione empirica.
Subito dopo il suo ritorno da Java Mayer aveva pianificato un documento sulla fisiologia che avrebbe esposto queste idee, ma ha volutamente rinviato il documento al fine di porre una base fisica adeguata per la teoria. Dopo aver fatto così nel trattato del 1842, ha pubblicato privatamente a Heilbronn nel 1845 Die organische Bewegung in ihrem Zusammenhang mit dem Stoffwechsel, la sua più originale e completa carta. In questo lavoro Mayer di nuovo esposto la base fisica della sua teoria, questa volta estendendo l’ideale di conservazione della forza di magnetico, elettrico, e le forze chimiche. In Die organische Bewegung ha descritto le conversioni di forza di base del mondo organico. Le piante convertono il calore e la luce del sole in forza chimica latente; gli animali consumano questa forza chimica come cibo; gli animali poi convertono quella forza in calore corporeo e forza muscolare meccanica nei loro processi vitali.
Mayer intendeva Die organische Bewegung non solo per stabilire la conservazione della forza come base della fisiologia, ma anche per confutare le opinioni del chimico organico Liebig. Nel 1842 Liebig aveva pubblicato il suo influente e controverso libro Die Thierchemie oder die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie. In quel lavoro Liebig era venuto fuori come un campione della teoria chimica del calore animale, che Lavoisier e Laplace aveva proposto per la prima volta nel 1777. Ragionando come aveva fatto Mayer, Liebig aveva concluso che il calore animale prodotto da qualsiasi fonte diversa dall’ossidazione del cibo equivaleva alla produzione di forza dal nulla. Quindi ha concluso che l’ossidazione del cibo è l’unica fonte di calore animale. Liebig credeva anche che la forza muscolare fosse derivata in definitiva dalla forza chimica attraverso una forza vitale intermedia localizzata nelle sostanze proteiche del tessuto muscolare. Ben consapevole della conoscenza di Liebig con il suo articolo del 1842, Mayer considerava Die organische Chemie come un possibile plagio e come una minaccia definitiva alla sua priorità. Nel suo Die organische Bewegung Mayer unito Liebig nel difendere la teoria chimica del calore animale, ma ha poi proceduto a confutare Liebig di altri punti di vista, ove possibile.
Mayer aprì il suo attacco a Liebig criticando il frequente ricorso di Liebig al vitalismo. La forza vitale serviva varie funzioni nella teoria di Liebig, la funzione principale è quella di impedire al corpo vivente di iniziare spontaneamente a putrefarsi, i suoi tessuti sono costantemente in presenza di ossigeno e umidità. Mayer ha negato che la putrefazione si sarebbe verificata nei tessuti spontaneamente come Liebig aveva ipotizzato. Mayer ha sostenuto che se si verificasse la putrefazione, le parti in putrefazione sarebbero comunque trasportate via nel sangue con la stessa rapidità con cui hanno iniziato a decadere. Quindi postulare una forza vitale non era semplicemente non scientifico, era inutile.
Liebig aveva sostenuto inoltre che mentre l’amido e lo zucchero sono ossidati nel sangue per produrre calore, solo il tessuto muscolare proteico può subire il cambiamento chimico necessario per produrre forza muscolare meccanica. Quindi questi cambiamenti si verificano nel muscolo, non nel sangue; il muscolo si consuma letteralmente durante lo sforzo. Contro questo argomento Mayer impiegato il suo equivalente meccanico di calore per calcolare la quantità di tessuto muscolare che deve essere consumato quotidianamente al fine di sostenere gli sforzi di un animale da lavoro. L’alto tasso di assimilazione necessaria continuamente per sostituire quella perdita, Mayer ha sostenuto, ha reso la teoria di Liebig improbabile al meglio. Concluse che sembrava più ragionevole supporre che tutta l’ossidazione si verificasse all’interno del sangue, indipendentemente dalla forma e dal luogo della forza rilasciata. Alla fine del suo 1845 carta Mayer finalmente riconciliato le principali osservazioni della teoria irritabilità classica con la propria ipotesi e ha sostenuto la dipendenza della forza contrattile sul rifornimento di sangue.
Die organische Bewegung esercitò poca influenza sulla fisiologia tedesca, anche se l’attacco di Mayer alla forza vitale di Liebig trovò una risposta entusiastica e il lavoro ricevette diverse recensioni favorevoli. Dopo il 1845 i discepoli più giovani di Liebig abbandonarono tranquillamente le sue speculazioni sulla forza vitale, proprio come aveva suggerito Mayer. La questione della decomposizione muscolare rimase controversa tra i fisiologi, anche se nel 1870 fu convenuto che l’ossidazione dei carboidrati oltre alle proteine contribuiva alla produzione di energia muscolare. Gli scritti di Mayer hanno avuto poca influenza diretta su uno di questi sviluppi.
Subito dopo aver pubblicato il suo trattato di fisiologia, Mayer applicò la sua teoria della conservazione della forza a un secondo problema critico che aveva trattato in modo insoddisfacente nel 1841: la fonte del calore del sole. Nel 1846 avanzò una spiegazione del calore solare che incorporò in un libro di memorie presentato all’Accademia di Parigi, “Sur la production de la lumiére et de la chaleur du soleil”, e nel Beiträge zur Dynamik des Himmels in populärer Darstellungen, che fu pubblicato privatamente a Heilbronn nel 1848. Dopo aver dimostrato in questi documenti l’insufficienza di qualsiasi combustione chimica per sostenere l’enorme radiazione del sole, Mayer avanzò quella che divenne rapidamente nota come “ipotesi meteorica” del calore del sole. Mayer ha ipotizzato che la materia, per lo più sotto forma di meteore, entri quotidianamente nel sistema solare in quantità immense e inizi a orbitare attorno al sole. L’attrito con l’etere luminifero fa sì che questa materia gradualmente spirali nel sole a velocità eccessive. Quando colpisce il sole questa materia produce la sua energia cinetica come luce e calore. Mayer impiegò il suo equivalente meccanico di calore per dimostrare che ogni unità di massa che colpisce il sole produrrebbe da quattromila a ottomila volte più calore che sarebbe prodotto dalla combustione di una massa equivalente di carbonio. Quindi se si presume che la quantità di materia che cade nel sole sia sufficientemente grande, questo processo può sostenere la produzione totale di calore del sole.
Dopo il 1850 l’ipotesi meteorica ha ricevuto ampia valuta, in gran parte a causa di versioni della teoria che sono state avanzate indipendentemente da Mayer da Waterston e William Thomson. La spiegazione del calore solare che ha ottenuto l’accettazione generale e che è sopravvissuto bene nel ventesimo secolo, tuttavia, è stata proposta da Helmholtz in una conferenza popolare del 1854, ” Ueber die Wechselwirkung der Naturkräfte und die darauf bezüglichen Ermittlungen der Physik.”Secondo Helmholtz il calore del sole è sostenuto dal graduale raffreddamento e contrazione della massa del sole. Quando la densità del sole aumenta la materia del sole produce la sua energia potenziale direttamente come calore. Sebbene questa non fosse una vera ipotesi meteorica, la spiegazione di Helmholtz del calore del sole assomigliava a quella di Mayer sotto molti aspetti. L’ipotesi di Mayer potrebbe aver influenzato Helmholtz nella formulazione della sua ipotesi, poiché nel 1854 Helmholtz sapeva del trattato di Mayer del 1848 e lo aveva discusso nella sua conferenza del 1854 poco prima di esporre le sue opinioni sull’origine dell’energia solare.
I documenti astronomici di Mayer rianimarono anche un’altra ipotesi che sarebbe diventata importante dopo il 1850. Nel Dynamik des Himmels del 1848 e nel suo libro di memorie del 1851, “De l’influence des marées sur la rotation de la terre”, Mayer mostrò che l’attrito delle maree devia l’asse maggiore dello sferoide delle maree della terra a circa trentacinque gradi dalla linea terra-luna. Quindi la gravitazione della luna esercita una coppia ritardante costante sulla rotazione della terra, una coppia che gradualmente dissipa l’energia di rotazione della terra come calore.
Sebbene minuto, questa quantità è percepibile. Citando Laplace, Mayer notò che, sulla base dei dati delle antiche eclissi, si può dimostrare che la lunghezza del giorno, e quindi la velocità di rotazione della terra, era costante all’interno .002 secondi negli ultimi 2.500 anni. Questa mancata osservazione del ritardo previsto a causa dell’attrito delle maree ha indicato a Mayer la presenza di un fenomeno di compensazione. Ha trovato questo in geologia. Nel 1848 molti geologi credevano che la terra fosse originariamente condensata come una massa fusa e da allora si era raffreddata a una velocità indeterminata. Questa teoria affrontò una difficoltà critica, poiché il raffreddamento avrebbe dovuto produrre una contrazione della terra, che a sua volta avrebbe dovuto accelerare la sua rotazione. Tale accelerazione non poteva essere osservata, e Laplace aveva già usato l’apparente costanza del giorno per dimostrare che nessuna contrazione maggiore di quindici centimetri avrebbe potuto verificarsi negli ultimi 2.500 anni. A questo punto Mayer ha coraggiosamente ipotizzato che il ritardo delle maree della rotazione terrestre sia compensato dall’accelerazione dovuta al raffreddamento e alla contrazione. Mayer ha sottolineato che questa ipotesi ha salvato entrambe le ipotesi e riconciliato entrambi con la costanza osservata del giorno. Il ritardo previsto di .0625 secondi in 2.500 anni, Mayer ha mostrato, permetterebbe una contrazione compensazione del raggio della terra da 4,5 metri.
L’influenza delle speculazioni di Mayer è difficile da valutare; il trattato del 1848 non fu ampiamente letto, mentre le memorie di Parigi erano state riportate ma non stampate. Nel 1858 Ferrel pubblicò un’ipotesi simile, apparentemente indipendentemente da Mayer, e notò che il ritardo delle maree e la contrazione della terra potrebbero produrre cambiamenti compensatori nella rotazione della terra. Nel 1865 Delaunay invocò l’attrito delle maree per spiegare una disuguaglianza appena scoperta nel moto della luna e notò che l’ipotesi dell’attrito delle maree era già stata formulata in diverse opere stampate.
Il Dynamik des Himmels segnò la fine della carriera creativa di Mayer, poiché i suoi numerosi articoli successivi furono principalmente popolari o retrospettivi. A questo punto Mayer non aveva ricevuto quasi nessun riconoscimento in importanti ambienti scientifici, e a questa delusione si aggiungeva la frustrazione di vedere altri uomini avanzare autonomamente idee simili alle sue. Liebig aveva anticipato molte delle opinioni di Mayer nel 1842, e nel 1845 Karl Holtzmann calcolò un equivalente meccanico del calore senza fare riferimento a Mayer. Nel 1847 Helmholtz di cui un trattamento matematico completo di conservazione della forza nel suo trattato Ueber die Erhaltung der Kraft. Il principale rivale di Mayer era Joule, e nel 1848 Mayer fu coinvolto con lui in una disputa prioritaria svolta principalmente attraverso l’Accademia di Parigi. Anche se la disputa è rimasta inconcludente, in seguito ha sviluppato toni nazionalistici amaro quando altri scienziati hanno preso la lite.
Dopo il 1858 le fortune di Mayer migliorarono. Sembra che Helmholtz abbia letto i primi documenti di Mayer intorno al 1852, e da allora in poi ha sostenuto la priorità di Mayer nelle sue opere ampiamente lette. Clausius, troppo, considerato Mayer deferente come il fondatore del principio di conservazione e ha cominciato a corrispondere con lui nel 1862. Attraverso Clausius, Mayer fu messo in contatto con Tyndall, che divenne rapidamente il campione inglese di Mayer nella disputa prioritaria con Joule, Thomson e Tait. Durante il 1860 molti dei primi articoli di Mayer furono tradotti in inglese, e nel 1871 Mayer ricevette la Royal Society Copley Medal. Nel 1870 fu eletto membro corrispondente dell’Accademia delle Scienze di Parigi e ricevette il Prix Poncelet.
Anche se il mondo scientifico lionized Mayer prima della sua morte nel 1878, in realtà ha esercitato poca influenza sulla scienza europea. In ogni campo in cui ha lavorato le sue idee principali sono state successivamente formulate in modo indipendente da altri e sono stati ben stabiliti nella scienza prima che i suoi contributi sono stati riconosciuti. In un’epoca in cui la scienza tedesca stava rapidamente diventando professionalizzata, Mayer rimase un dilettante completo. Egli ha condotto quasi nessun esperimento, e anche se ha avuto un esatto, numerico svolta della mente, egli non ha pienamente compreso l’analisi matematica, né mai impiegato nei suoi documenti. Il suo stile scientifico, il suo status di estraneo alla comunità scientifica e la sua mancanza di affiliazione istituzionale furono tutti fattori che limitarono l’accesso di Mayer a riviste ed editori influenti e ostacolarono l’accettazione delle sue idee. Mayer era un pensatore concettuale il cui genio risiedeva nell’audacia delle sue ipotesi e nella sua capacità di sintetizzare il lavoro degli altri. Mayer in realtà possedeva solo un’idea creativa—la sua comprensione della natura della forza—ma ha tenacemente perseguito tale intuizione e vissuto per vederlo stabilito in fisica come il principio della conservazione dell’energia.
BIBLIOGRAFIA
I principali lavori scientifici di Mayer sono stati raccolti in Jacob J. Weyrauch, ed., Die Mechanik der Wärme, 3a ed. (Stoccarda, 1893). Le lettere di Mayer, brevi documenti e altri documenti relativi alla sua carriera sono stati ristampati come Jacob J. Weyrauch, ed., Kleinere Schriften und Briefe von Robert Mayer (Stoccarda, 1893). In entrambe le opere Weyrauch fornisce non solo ampia nn. e commenti, ma anche un biog approfondita. di Mayer. Altri documenti relativi alla carriera e al background familiare di Mayer sono inclusi nel vol commemorativo., Helmut Schmolz e Hubert Weckbach, a cura di., J. Robert Mayer, Sein Leben und Werk in Dokumenten (Weissenhorn, 1964).
Le biografie esistenti di Mayer tendono al whiggishness; uno dei migliori è S. Friedländer, Julius Robert Mayer (Lipsia, 1905). Sul posto di Mayer nella formulazione del principio di conservazione dell’energia e sul contesto europeo del suo lavoro, vedi Thomas S. Kuhn, “Energy Conservation as a Example of Simultaneous Discovery”, in Marshall Clagett, ed., Critical Problems in the History of Science (Madison, Wis., 1959), 321–356. I concetti di Mayer di forza e causalità sono discussi da B. L’inferno in” Robert Mayer”, in Kantstudien, 19 (1914), 222-248. Anche se non menziona Mayer, Frederic L. Holmes discute l’ambiente della fisiologia tedesca nel 1840 nella sua introduzione. alla Chimica animale di Liebig, facs. ed. (New York, 1964). Sul ruolo di Mayer nelle speculazioni astrofisiche vedi Agnes M. Clerke, A Popular History of Astronomy During the Nineteenth Century, 3rd ed. (Londra, 1893), esp. 332–334, 376–388.
R. Steven Turner
