יוליוס רוברט פון מאייר

יוליוס רוברט פון מאייר (בגרמנית: Julius Robert Mayer;‏ 25 בנובמבר 1814 – 20 במרץ 1878) היה רופא גרמני, כימאי ופיזיקאי, ואחד ממייסדי תחום התרמודינמיקה. הוא ידוע בעיקר בשל הניסוחים הראשונים בשנת 1841 של חוק שימור האנרגיה, מה שידוע כיום כאחת הגרסאות הראשונות של החוק הראשון של התרמודינמיקה, לפיו "אנרגיה לא יכולה להיווצר ולא להיהרס". בשנת 1842 תיאר מאייר את התהליך הכימי החיוני הקרוי "חמצון" כמקור האנרגיה העיקרי לכל יצור חי. בנוסף, העלה את הרעיון כי צמחים מצליחים להמיר אור לאנרגיה כימית. שנים רבות התעלמו החוגים המדעיים מהחדשנות וזכות הראשונים של מאייר בגילוי חוק שימור האנרגיה. עדיפות ניתנה לגילוי השקיל המכני של חום, שיוחס לג'יימס ג'ול ב-1843. יוליוס רוברט מאייר נולד ב-25 בנובמבר 1814 בהיילברון, וירטמברג (באדן-וירטמברג, גרמניה), היה הצעיר מבין שלושת בניו של הרוקח כריסטיאן מאייר שניהל בביתו בית מרקחת שהתפרסם בשם "רוזנאפותקה". הוא היה צאצא למשפחה מכובדת של העיר, המיוחסת לפיליפ מלנכתון וליוהנס רויכלין. החל משנת 1832 הוא למד רפואה באוניברסיטת אברהרד-קרל בטיבינגן, במסגרת הכשרתו כרופא בצבא גרמניה. בשנת 1838 השלים את לימודי הדוקטורט ברפואה. לאחר שהייה בפריז בשנים 1839-1840, הוא הפליג כרופא ספינת מפרש הולנדית למסע לאי ג'אווה, בכוונה לעסוק שם במחקרים במדעי הטבע. אף על פי שלפני מסע זה לא התעניין כלל בתופעות פיזיקליות, הוא גילה, תוך התבוננות בגלי הים, כי המים של ים סוער חמים יותר מאשר המים בים שקט. ההתבוננות בתופעה זו עודדה אותו לחשוב על חוקים פיזיקליים. בייחוד משכה את תשומת ליבו התופעה של חום הגוף. השאלה שעליה ניסה להשיב: האם החום מתפתח ישירות בדומה לחום הבעירה, או שכמויות החום שהגוף צורך נוצרו בדרכים ישירות ועקיפות, וסכומן משתווה לחום השריפה? לאחר שובו לגרמניה בחודש פברואר 1841, הקדיש מאייר את מאמציו כדי לפתור בעיה זו. באותה שנה התיישב בהיילברון והתחתן. עוד כילד צעיר בלטו יכולתו היצירתית וחריפות שכלו. מאייר גילה עניין רב במנגנונים מכניים שונים, ובנעוריו ביצע ניסויים שונים במגוון נושאים בפיזיקה וכימיה. למעשה, אחד התחביבים האהובים עליו היה יצירת סוגים שונים של מכשירים חשמליים ומשאבות אוויר. ב-1837 נעצר עם כמה מחבריו בשל הצטרפותם לארגון האסור על פי חוק. הוא שהה זמן קצר במעצר והושעה לשנה אחת מהאוניברסיטה. בפסק זמן זה נסע מאייר לשווייץ, צרפת ולאיי הודו המזרחית ההולנדית. התחיל להתעניין במתמטיקה ובהנדסה אותן למד באמצעות שיעורים פרטיים אצל חברו קרל באור. מאייר הבחין במהלך מסעו למזרח הרחוק, שצבע דמם של המטופלים שלו הוא אדום כהה משום שהם צורכים פחות חמצן, ולכן הם צורכים גם פחות אנרגיה. הסיבה לתופעה זו היא, שלצורך שמירה על טמפרטורת גופם באקלים החמים נדרשת פחות אנרגיה. לעומתם מטופלים בגרמניה הקרה הם בעלי צבע דם אדום בהיר, המעיד שהם צורכים חמצן רב יותר, ונדרשת להם יותר אנרגיה כדי לשמור על חום גופם. הוא גילה שחום ועבודה מכנית הן שתי צורות של אנרגיה. ב־1841 חזר מאייר להיילברון כדי להתמחות ברפואה, אך הפיזיקה הלהיבה אותו יותר. ביוני 1841 הוא השלים את מאמרו המדעי הראשון שנשא את השם "על קביעת כמותית ואיכותית של הכוחות". מאמר זה שפורסם בכתב עת מדעי שבניהולו של הכימאי הידוע יוסטוס פון ליביג, זכה להתעלמות מצד הפיזיקאים, בשל העדר השכלה פורמלית של מאייר בתחום זה ואולי בגלל קשיים לשקף את תגליתו במשוואה מתמטית. מאייר התעניין בתופעת החום ובתנועתו. הוא הציג את התופעות שחקר באמצעות ערכים כמותיים ומספריים תוך ציון המקבילה המכנית לחום. מאייר היה הראשון שתיאר את התהליך הכימי החיוני הידוע כיום בשמו "חמצון" המשמש כמקור ראשוני לאנרגיה עבור כל יצור חי. בשנת 1845, לאחר ששיפר את הידע שלו בפיזיקה, הוא פרסם מונוגרפיה שתארה את היחסים הכמותיים בין חום ולעבודה המכנית. בשנת 1848 הוא חישב כי בהיעדר מקור אנרגיה פנימי, השמש תתקרר תוך 5,000 שנים. לדעתו, השפעת המגעים עם מטאוריטים גורמת לשמש להמשיך לספק חום. מאחר שלא התייחסו אליו ברצינות, הישגיו זכו להתעלמות והכבוד על גילוי השקילות שבין עבודה לאנרגיה ניתן לג'יימס ג'ול. מאייר כמעט התאבד אחרי שגילה זאת. הוא שהה זמן מה במוסדות לבריאות הנפש כדי להתאושש ממותם של כמה מילדיו. רק לאחר תלאות פורסמו מספר מאמרים שלו, בשל אופיים המתקדם ובשל רמת הפיזיקה והכימיה שנידונה בהם. בסופו של דבר בשנת 1859 זכה מאייר לתואר דוקטורט כבוד של הפקולטה לפילוסופיה של אוניברסיטת טובינגן שבה למד. עבודתו זכתה לעיון מחודש ב־1862 על ידי עמיתו הבריטי, הפיזיקאי ג'ון טינדאל, בהרצאה שנשא במוסד המלכותי בלונדון. ביולי 1867 פרסם מאייר מאמר העוסק במכניקה של החום והתנועה. ב־5 בנובמבר 1867 זכה גם בתואר אצולה שהוענק לו על ידי ממלכת וירטמברג ומאז נקרא "פון מאייר". ב-1848 נפטרו שניים מילדיו ממחלות, בזה אחר זה. בריאותו הנפשית הדרדרה, וב-18 במאי 1850 ניסה להתאבד. בעקבות זאת אושפז במוסד פסיכיאטרי. לאחר שחרורו מהמוסד היה עדיין שבור מבחינה נפשית, אולם עד שנת 1860 השתקם וחזר בהדרגה לחיים הציבוריים. בינתיים הוכרו זכויותיו המדעיות והוא זכה להוקרה מאוחרת על הישגיו. את שארית חייו בילה בעבודה מאומצת כרופא. יוליוס רוברט פון מאייר נפטר משחפת ב-20 במרץ 1878 בעיר הולדתו, היילברון. גימנסיה ומצפה בעיר היילברון קיבלו לזכרו את השם "רוברט מאייר". מדיה וקבצים בנושא יוליוס רוברט פון מאייר בוויקישיתוף Mayer, Robert (1841). Paper: 'Remarks on the Forces of Nature"; as quoted in: Lehninger, A. (1971). Biogenergetics – the Molecular Basis of Biological Energy Transformations, 2nd. Ed. London: The Benjamin/Cummings Publishing Company. First Law "30+ Variations of the 1st Law of Thermodynamics". IoHT Publications. Hellemans, Alexander; Bryan Bunch (1988). The Timetables of Science. New York, New York: Simon and Schuster. pp. 316. ISBN 978-0-671-62130-8.