熱的故事──速寫熱力群英

西元1824年，巴黎巴士底獄的煙硝仍未散盡，聖赫倫那島上拿破崙身骨也猶未寒，動盪年代的法國卻是歐洲物理研究的中心，拉普拉斯、安培、菲涅爾（Augustin Fresnel）……他們大都來自巴黎理工綜合大學（École Polytechnique），一位沒沒無聞的年輕校友，即將點燃物理史的革命之火。拉瓦錫（Antoine Lavoisier）的熱質說（calorictheory），宛如他不滅的魂魄，依然主宰著熱的理論已近半個世紀：卡路里是由相互排斥的無質量粒子所組成的流體，其與組成物質的粒子間會相互吸引，像大氣般圍繞著物質四周。它使得物質粒子間在短距離下互相排斥，而與粒子間的重力達到平衡，當物質吸熱時，此平衡點往外擴，用以說明物體受熱膨脹的現象。倫福德（Count Rumford）由加農砲管摩擦生熱的實驗中，挑戰當權的熱質說，認為熱是物體內微小粒子的不規則運動。無機化學之父Humphry Davy由兩塊冰摩擦融化的實驗中，得到與倫福德類似的論點。傅立葉（Joseph Fourier）1822年的〈Analytical Theory of Heat〉，提出熱傳導的數學分析模型但不對熱的本質妄下定論。