La scoperta della conservazione dell'energia di Julius Robert Mayer

Julius Robert Mayer (1814 - 1878) rappresenta l'inizio dell'emergere della

scienza in Germania, paese che in breve tempo diventerà una vera potenza scientifica.

Egli si muove in un ambiente inizialmente povero di cultura scientifica; Mayer è

appassionato di scienza, ma poco preparato in matematica. Queste lacune ne

ostacoleranno la diffusione dei lavori e l’assegnazione la priorità sulla scoperta della conservazione dell'energia.

Il viaggio e le osservazioni di Mayer

Mayer, ottenuta la laurea in medicina, nel 1840 si imbarcò su un mercantile diretto nelle Indie olandesi, seguendo la pratica dei viaggi verso lontane terre che all'epoca vari studiosi facevano (il primo viaggio di Darwin sul Beagle fu realizzato tra il 1831 ed il 1836).

Durante il lungo viaggio (più di tre mesi) si dedicò a leggere alcuni libri di fisica che però non lo convincevano riguardo ad alcune questioni che sembravano non rispettare la connessione causa - effetto.

Ebbe anche modo di fare molte osservazioni su svariati fenomeni che andavano dalla temperatura più elevata dell'acqua del mare dopo una tempesta rispetto a quando era calmo, alla differente colorazione, più chiara, che assumeva il sangue dei passeggeri della nave appena giunti in quelle regioni tropicali. Riuscì ad interpretare quest'ultimo fenomeno con la teoria avanzata da Lavoisier sul calore animale che sarebbe originato da processi di combustione.

La teoria del calore e del lavoro

Mayer ragionò nel modo seguente: per mantenere costante la temperatura corporea

con una temperatura ambientale elevata, devono rallentare i processi di combustione che, tra l'altro, determinano la colorazione del sangue poiché in esso vi sarà maggiore quantità di ossigeno non bruciato.

Voleva verificare la cosa e per farlo dovette porsi il problema se fare la misura con persone immobili (produzione propria di calore) o farla su persone sotto sforzo. Qui si pose un ulteriore problema perché il sotto sforzo vuol dire camminare, sollevare pesi, ... Si tratta quindi di un calore meccanico che si aggiunge al calore proprio. Il corpo umano è quindi in grado, alimentandosi, di produrre sia calore che lavoro e, sempre nel corpo, l'uno si trasforma nell'altro, a seconda delle azioni che si fanno. Ciò lo portò a concludere, in un modo coraggioso tipico dei neofiti e degli outsider, che due entità così diverse come il lavoro meccanico ed il calore erano due aspetti della stessa realtà fisica, trasformabili l'uno nell'altro. Le sue riflessioni sulle mancanze di cause ed effetti, su cui si era soffermato quando veleggiava verso Giacarta, sembrarono chiarirsi. Ma c'è molto di più perché questa idea divenne per Mayer una sorta di religione alla quale dedicò l'intera vita, lavorando solo su di essa.