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【1814年11月25日生まれ ~ 1878年3月20日没】

エネルギー概念を切り開いた物理学者 ― ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤー

ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤー
（Julius Robert von Mayer）は、
熱と仕事の関係に着目し、
エネルギー保存の法則の礎を築いたドイツの物理学者です。
「エネルギー」という現代物理学の基本概念の確立に
大きく貢献し、熱力学第一法則の成立を支えた
研究者のひとりとして世界的に知られています。

画像出典：Wikimedia Commons（Public Domain）

---

マイヤーの生い立ちと学生時代のエピソード

マイヤーは1814年にドイツで生まれ、チュービンゲン大学で医学を学びました。
実験が好きで化学の講義にも積極的に参加していたほか、学生運動的な活動
に関わり、当局と衝突して停学処分を受けたこともあります。
しかし、その期間を無駄にせず、多くの学問的知識を習得した
と言われています。しぶとく、学びに貪欲な性格が伝わるエピソードです。

---

熱帯航海での“赤い静脈血”の発見 ― エネルギー概念への出発点

大学卒業後、マイヤーは見聞を広めるためにオランダ領
東インド諸島へ向かう船の軍医となります。
航海中、マイヤーはある異変に気づきます。瀉血で採取した船員の
静脈血が、寒い地域で見るよりも鮮やかな赤色だったのです。

この観察からマイヤーは次のような仮説を立てました。

• 血液は酸素量が多いほど赤い
• 熱帯では体温維持に多くの酸素が必要ないのではないか
• 酸素消費は体温維持にも、人間の運動にも関係しているのではないか

これらの推論が「熱と運動は何らかの形で関連し、互いに変換可能である」
という発想につながり、後に熱と仕事の等価性を提唱する重要な契機になりました。

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エネルギー保存の法則の成立へ ― マイヤーの独創的な洞察

マイヤーは、ニュートン力学で扱われる力学的な仕事、熱の発生、
電気による作用などの現象を広く捉え、これらが互いに変換し合う
という概念に到達しました。
その結果、「熱と仕事は同じ本質を持つ量である」という考えを提示し、
現代のエネルギー保存則の原型となる理論を打ち立てました。

1842年に『Remarks on the Forces of Inorganic Nature』という論文を発表し、
熱と仕事の関係を明確に示しましたが、当初は学界でほとんど注目されませんでした。
しかし後に、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツやリービッヒらが
その重要性を評価し、彼の研究は再び光を浴びることになります。

その功績が認められて、マイヤーは1871年にイギリス王立協会より
コプリ・メダルを授与されました。自然科学における最高の名誉のひとつです。

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晩年とその後の評価

マイヤーは1878年3月20日、64歳で亡くなりました。
哲学者エルンスト・マッハは、マイヤーを次のように評しています。

「マイヤーは自然の探求において、比類なく重要かつ広汎な見識をもっていた。」

特にエネルギーの概念を導入し、その保存則の成立に貢献した点が大きく評価されています。
今日でも、マイヤーは「エネルギー概念の提唱者」と呼ばれることがあります。

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まとめ：エネルギーの“始まり”に立ち会った人物

ユリウス・ロベルト・フォン・マイヤーは、熱と仕事を結び付けることで、
エネルギーという物理学上の普遍的な概念を切り開いた研究者です。
現代科学のあらゆる分野で使われるエネルギーの基礎は、
彼の洞察と観察によって大きく前進しました。

なにより、エネルギーの概念正確には マイヤー、ヘルムホルツ、ジュール
の3名が独立に提唱していますが、、マイヤーはエネルギー保存則を
最初期に提唱した研究者の一人として位置づけられています。

〆

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If you write down the name,
Julius Robert von Mayer,

A German physicist. He believes that heat and work can be converted to each other, and is well known for the law of conservation of energy and Mayer’s relations for specific heat.

First, Meyer studied medicine at the University of Tubingen. He liked experiments, and Meyer also took chemistry lectures in addition to medicine at university. He also seems to have organized a student union and confronted the authorities at the same time. As a result, Meyer will be suspended.

Mayer and Energy

However, Meyer seemed to have had a good time taking advantage of his suspension period without losing. He is a reluctant man. Later, Meyer became a surgeon in the Dutch colony to spread his knowledge. During his voyage in the East Indies, Meyer notices something. The venous blood of the phlebotomized sailors had a brighter red color than that of cold regions. Meyer’s hypothesis is

① Blood is red when there is a lot of oxygen in the blood

② There is too much oxygen in the tropics
Isn’t it necessary?

③ To maintain body temperature in the tropics
It requires less oxygen.

Therefore, further inference about the relationship between heat and exercise suggests that oxygen consumption is related to “maintenance of body temperature” and “results of human exercise”. That’s why I suspected that heat and exercise had something to do with each other. It’s his unique perspective. After that, we will continue to experiment independently.

Meyer broadly captures forces in Newtonian mechanics, heat, and forces derived from electricity, and envisions concepts that will be shown later in terms of workload. He interacts between the physical quantities that have been discussed separately, and later establishes the law of conservation of energy.

Hermann von Helmholtz and Liebig also evaluated Meyer’s achievements, and as a result, Meyer became more widely known. He has also been sent a Copley Medal by the Royal Society. He died at the age of 64 on March 20, 1878, seven years after receiving his medal. “Meyer had an unparalleled importance and widespread insight in the quest for nature,” Ernst Mach said. In particular, the evaluation contributed greatly to the establishment of the concept of energy, and some people evaluated it as an advocate of the concept of energy.

〆

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キルケゴールとヘーゲル
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【1777年8月14日生まれ ~ 1851年3月9日没】

デンマーク黄金時代の
リーダー_ エルステッド

Wikimedia Commons（Public Domain）
ガウスと同じ年に生まれています。

（Hans Christian Ørsted, 1777–1851） は、デンマークの物理学者・化学者であり、
電流が磁場を生み出す現象を発見した人物として知られています。彼の名前は、
磁場の強さを示す単位 オーステッド（Oe） や、
デンマーク再生可能エネルギー企業の社名にも残っています。

彼の生涯は、デンマーク黄金時代 と呼ばれる文化・科学の隆盛期と重なり、
その哲学的・社会的な影響力は大きかったと言われています。

ガウスやエルステッドの時代は電磁気学が

未開の時代だったとも言えます。

得られている知識が未だ断片的で、

全体像が見えていない状態で

手探りの把握を一つ一つ、数学的な

定式化を含めて、ぐいぐい進めていたのです。また、

会社名としてもエルステッドは名を残しています。

デンマーク黄金時代と呼ばれる時代があり

その時代のリーダーでした。
思想が哲学として論じられて
哲学的論拠を考察していったのです。
そして、

エルステッドは「思考実験」の概念を
打ち出した人です。物理的現象を説明する際に
「思考実験（Gedankenexperiment）」を用いた
という評価があるのです。たとえば、電流と磁場の関係を説明するために、
実験装置を頭の中でシミュレートしながら自然法則の
本質を探るアプローチを取ったと言われています。正に
パラダイムシフトを起こした人です。
具体的に思考実験の事例をあげて見ましょう。
時代と共に。具体的な実験として実感できます。

ゼノンのパラドックス：
エレアのゼノン（ギリシアの哲学者）は、運動の概念を確立するために、
いくつかのパラドックスを提唱しました。たとえば、
アキレスとカメ・パラドックスは、アキレスがレースでカメに
有利なスタートを与えるならば、彼が常に残りの距離の半分を
カバーしなければならないので、彼がそれに決して追いつくことが
できないことを示唆します。これらのパラドックスは、
無限の性質と限度の数学的な概念について疑問を提起しました。

（以下、それ以前）

プラトンの洞穴寓話：
この思案実験（古代のギリシアの哲学者プラトンによって示される）は、
現実と認識の性質を調査します。寓話において、人々は洞穴内で鎖でつながれて、
現実として壁で影を認めます。それは、我々の認識が世界の本当の性質を正確に
意味するかどうかについて疑問を提起します。

ガリレオの落体：
ガリレオ・ガリレイは、一般運動のアリストテレスの見方に挑む為に
思案実験を行いました。彼は、異なる質量の2つの対象が同じ高さから
同時に落とされるならば、彼らが同時に地面に到着するだろうと提唱しました。
これは、より重い物がより速くなるというアリストテレスの確信を否定しました。
ガリレオの実験は、古典力学の発達への道を開きました。

ニュートンの砲弾：
アイザック・ニュートンは、軌道の運動の概念を調査するために、
この思案実験を使いました。彼は、速さを上げることで山から砲弾を
発射することを想像しました。砲弾が十分な速さで発射されるならば、
それは曲がった軌道に沿って行って、結局地球を軌道に乗って回り続ける
だろうと予測したのです。この思案実験は、重力の理解を展開するのを助けました。

ヤングのダブルスリット実験：
ヤングの実験が光の波動説‐粒子説の二元性としばしば関係しています。
それは波でまず最初に行われました。トーマス・ヤングの実験は、
2つの切れ込みを入れたゲーツを使い、結果として生じる干渉パターンを観察してみました。
この実験は光の波状の性質を示して、光が小片だけとして単にふるまう
という普通の確信に挑戦しました。

エルステッドは

コペンハーゲン中心に活躍していました。

其処は後に量子力学が出来ていく上で

重要な議論が交わされる場になります。

また、エルステッドは

童話作家のアンデルセンとは親友です。

また、エルステッドの兄弟はデンマーク

首相を務めています。

こうった「こぼれ話」が豪華な人です。

　エルステッドの業績

物理学者としての業績として大きいのは

電流が磁場を作っていることの発見です。

それは1820年4月の出来事でした。電流近傍の

方位磁針は北でない方向を向いたのです。

そこから数年の内にビオ・サバールの法則、

アンペールの法則に繋がります。

 

エルステッドが物理学と深く関わる

きっかけとなったのはドイツのリッター

という物理学者との出会いでした。

エルステッド独自のカント哲学に

育まれた思想は後の物理学にはっきりした

方向性を与えたと思えます。

エルステッドは多才な人物で、

博士論文ではカント哲学を扱っています。

他に美学と物理学でも学生時代に

賞を受けています。電流と磁場の関係も

カント哲学での思想、自然の単一性

が発想の根底にあったと言われています。

晩年は詩集を出版しています。

気球から始まった文章でした。

〆


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　About Oersted

Hans Christian Ørsted

That person is the one who has left its name as a unit of Magnetic field. He was born in the same year as Gauss.

It can be said that the era of Gauss and Oersted was an era when electromagnetics was undeveloped. The knowledge gained was still fragmented, and I was groping for each and every one of them, including mathematical formulation, without seeing the whole picture. In addition, the name remains as the company name. There was an era called the Danish Golden Age, and Oersted was the leader of that era.

Oersted is said to have come up with the concept of a “thought experiment.” He is exactly the person who caused the paradigm shift. He was active in Copenhagen.

It will be a place where important discussions will be held later in the development of quantum mechanics.

Oersted is also a close friend of the fairy tale writer Andersen. In addition, Oersted’s brother is the Prime Minister of Denmark. Such a “spill story” is a gorgeous person.

 Job of Oersted

A major achievement of his work as a physicist is his discovery that electric current creates a magnetic field. It was an event in April 1820. The compass near the current pointed in a direction other than north. Within a few years, it will lead to Biot-Savart’s law and Ampere’s law.

It was the encounter with a physicist named Ritter in Germany that inspired Oersted to become deeply involved in physics.
I think that the ideas nurtured by Oersted’s original Kant philosophy gave a clear direction to later physics.

Oersted is a versatile person, and his dissertation deals with Kant’s philosophy. He has also received awards in his school days in aesthetics and physics. It is said that the relationship between electric current and magnetic field was based on the idea of ​​Kant’s philosophy and the unity of nature.

Oersted published a collection of poems in his later years. He was a sentence that started with a balloon.

　

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【 1773年6月13日生まれ ~ 1829年5月10没】
【Thomas Young（1773–1829）、
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〆最後に〆

 

〆

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Young and historical background

Thomas Young of England earned a medical degree in Göttingen and began his work as a practitioner in London. In his late twenties, he became a scholar of natural sciences and as a doctor he pursued research on astigmatism and color perception. It was an era when Newton was systematized and applied research was progressing in physics. It was in a transitional period of multidisciplinary development at the beginning of the 20th century. I would like to incorporate exchanges between such fields as the revision progresses.

Young’s achievements

The major achievement of Young is research including the concept of the three primary colors of light. The fact that light is a wave and how the human body feels that wave and can express it with high reproducibility, in other words, when various people feel a specific light, what parameters are selected to express without belonging life It is a study of whether it can be done. As a doctor, I have a lot of questions and answers about vision, and as I accumulate knowledge about common problems of many people and morbid problems (such as astigmatism), it comes to everyone’s eyes. I was thinking about the phenomenon of “light.”

In such research, I proceeded with research on optics and explained phenomena such as interference using the “wave theory of light”.

Rethinking the wave theory of light

Here, I will explain it persistently in case the understanding of beginners is confused. From a quantum mechanical point of view, light has two sides, and there is also a “particle-like side”. The photoelectric effect proposed by Einstein is one example. Also, when considering nuclear reactions, there are many phenomena that can be very explained if we proceed with the discussion after considering the existence of “photons”. Imagine that there was no such understanding in Young’s time, and there was even a debate about whether “light” was a “particle” or a “wave”. Perhaps it’s easier to discuss if you start with that assumption. In the understanding system after quantum mechanics, the smaller the object to be observed, the more two-sided the substance becomes. It can be said that it is a problem for observation, and it can be said that it is a “view” of the current understanding system.

Young expressed the beginning of such a debate from a medical point of view in words that can be understood in the world of science. In addition, Young advanced his understanding by devising a tuning method with the least dissonance in his research on sound, and by making full use of an expression called Young’s modulus in his research on elastic bodies. 〆

（以下原稿）