Ещё один пример того, как широко известное явление, не привлекающее внимания большинства людей, даёт толчок воображению творческой личности. Майер понял: алый цвет венозной крови вызван тем, что в вены возвращается кровь, богатая кислородом. Значит, в тропиках человек потребляет меньше кислорода, ибо при жаре для поддержания нормальной температуры тела нужно меньшее количество тепла от сгорания поступивших в организм веществ. Эта мысль была как зерно, брошенное в землю.

Вернувшись в 1841 году на родину, он, подобно Ломоносову, пишет о том, что «силы» неуничтожаемы, так же как химические вещества. «Силы — это движение, электричество и теплота».

Майер излагает своё открытие в статье и посылает её Поггендорфу, знаменитому редактору наиболее авторитетного научного журнала того времени «Анналы физики». Поггендорф не счёл нужным напечатать эту статью. Он не вернул её автору, даже не ответил ему. Статья была найдена в архивах журнала и опубликована ровно через 40 лет. Теперь мы знаем, что статья была не закончена (в конце её значилось — «продолжение следует»). Понятие «сила» было определено весьма нечётко, но идея неуничтожаемости этих сил и понятие «разностей» как причины превращения «сил» были сформулированы достаточно чётко.

Через год Майер в другом журнале публикует новую статью, в которой мысль о существовании закона сохранения сил сформулирована ещё более чётко. Не зная о работах Ломоносова и Джоуля, он ссылается на опыты Дэви по плавлению льда за счёт тепла, выделяемого трением,

и на закон сохранения вещества в химических реакциях, как его сформулировал Лавуазье.

Удивительно красочно объяснение Майера:

«Паровые машины служат… для превращения тепла в движение или поднятия груза. Локомотив с его поездом может быть сравнён с перегонным аппаратом: тепло, разведённое под котлом, превращается в движение, а таковое снова осаждается на осях колёс в качестве тепла».

Майер продолжает свои исследования, возвращаясь к процессам обмена веществ в организме, но журнал, напечатавший его первую статью, отвергает вторую. Автору пришлось издать её за свой счёт отдельной брошюрой.

Здесь он анализирует 25 случаев превращения «движений», включая то, что мы теперь называем потенциальной и кинетической энергией, электрической, химической и тепловой энергией. Здесь он отрицает теплород, электрический и другие флюиды. «Не существует нематериальных материй, — пишет он. — Мы прекрасно знаем, что ведём борьбу с укоренившимися гипотезами, канонизированными крупнейшими авторитетами, что мы хотим вместе с невесомыми жидкостями изгнать из учения о природе всё, что осталось от богов Греции, однако мы знаем также, что природа в её простой истине является более великой и прекрасной, чем любое создание человеческих рук, чем все иллюзии сотворённого духа».

Далее он пишет: «Мир растений образует резервуар,

в котором закрепляются и накопляются в целях их использования быстро летящие солнечные лучи — источник экономических благ, с которым неразрывно связано физическое существование человеческого рода…» Он отвергает «жизненную силу» и выявляет роль кислорода при поглощении пищи и выделении мышцами тепла при механической работе. Это было бунтарство, вызов прежним взглядам, и Майер стал объектом бойкота по-старому мыслящих учёных.

Майер остро воспринимает непонимание и невнимание к его работам. Вскоре они перерастают в настоящую травлю, на которую, несомненно, повлияла и острая политическая обстановка периода «Бури и натиска», и сложная семейная ситуация. Приват-доцент Зейффер помещает в газете статью с грубыми издевательскими выпадами против Майера и его работ. Газета отказывается напечатать его ответ. Майер, незадолго до того с достоинством проведший полемику с Джоулем о приоритете в открытии эквивалентности теплоты и живой силы в её численном выражении, пытается покончить самоубийством, выпрыгнув из окна. Он остался жив, но вышел из больницы лишь через несколько месяцев.

Майер нашёл в себе силы ответить врагам в брошюре «Замечания о механическом эквиваленте теплоты», в которой подведён итог всей его деятельности.

В биографии Майера, написанной известным физиком Оствальдом, сказано: «Нужно думать, что это защитительное сочинение было написано кровью Майера, окончательно исчерпав его силы». Действительно, вскоре после появления брошюры он попадает в частную психиатрическую клинику, а затем в казенную психиатрическую больницу с ужасным режимом. Имеются сведения о том, что родственники поместили его туда насильно. Обстановка была такой, что через два года, когда он вышел из больницы, уже ходили слухи о его смерти в сумасшедшем доме.

Майер вновь вернулся к научной работе, но не прибавил новых существенных результатов к прежним достижениям. Впрочем, обстановка ему по-прежнему не благоприятствовала. Небезызвестный Е. Дюринг, давший повод к написанию труда Ф. Энгельса «Анти-Дюринг», сделал всё для того, чтобы противопоставить Майера Джоулю и Гельмгольцу, что ещё более осложнило положение Майера в научном мире.

Закончим краткий очерк работ скромного и великого Майера словами Ф. Энгельса: «Уже в 1842 году Майер утверждал «неуничтожимость силы», а в 1845 году он, исходя из своей новой точки зрения, сумел сообщить гораздо более гениальные вещи «об отношениях между различными процессами природы», чем Гельмгольц в 1847-м».

Судьба Майера не остановила молодых. Многие, вслед за Майером, занялись проблемой сил и энергии. Коллективные усилия привели к пониманию того, что прежние представления о механической работе, количестве теплоты и неопределённые высказывания о «химической силе», «электрической силе», «живой силе» и даже пресловутой «жизненной силе» следует заменить единым понятием «энергия».

Нам гораздо удобнее применять современный термин «энергия» при обсуждении опытов Джоуля, Майера и других учёных, доказавших с большой точностью, что механическая работа всегда превращается в тепло с одним и тем же переходным коэффициентом, что столь же постоянные коэффициенты связывают взаимные превращения других «сил», других форм энергии.

В результате подобных опытов в единую схему были объединены чрезвычайно непохожие между собой и внешне далёкие явления. Теперь о них знает каждый школьник: качание маятника сопровождается переходом кинетической энергии его движения, зависящей от скорости, в потенциальную энергию силы тяжести, зависящую от положения маятника. Колебание струны сопровождается переходом кинетической энергии её движения в потенциальную энергию упругости струны, зависящую от её деформации. В обоих случаях движение прекращается по мере того, как механическая энергия постепенно переходит в тепловую из-за трения в подвесе маятника или внутреннего трения в материале струны. Теперь точно измерены коэффициенты превращения электриче-ской энергии в тепловую при нагревании проводников из-за их сопротивления электрическому току и многие другие характеристики.

Объединение всех наблюдений и точных измерений такого рода привело к окончательному установлению и к точной формулировке закона сохранения энергии в качестве одного из основных законов природы, который называют также Первым началом термодинамики, или Первым законом термодинамики.

… События, которые составили эту главу, разумеется, не кончились на этом этапе. Ещё не была создана непротиворечивая теория теплоты, ещё не была окончательно понята связь между рядом открытий в области электричества, магнетизма, света, теплоты, которым был так богат этот этап развития науки.

Мы сделали лишь то, что делают телевизионные комментаторы, желая обратить внимание зрителей на детали какого-то важного события спортивных состязаний, — повторяют эпизод в замедленном темпе. Мы коснулись лишь событий, последовавших за статьёй о теплороде Марата, — переломного момента в истории борьбы с невесомыми материями. Отстаивая теорию теплорода, Марат привлёк к нему внимание столь мощных и разнообразных умов, что ускорил гибель теплорода, оказав тем самым науке огромную услугу. Мы замедлили в своей «съёмке» самый острый, начальный момент свержения с трона теплорода, за которым, конечно же, последовало много замечательных событий. И среди них те, которые не назовёшь иначе как авантюрные. Они подвели к великому рубежу познания — пониманию Второго начала термодинамики. Речь об этом — в следующей главе.