约西亚·威拉德·吉布斯

十九世纪最后二十五年，热力学最深刻的一批工作发表在《康涅狄格科学院汇刊》上。这是一份连欧洲一流图书馆都未必订阅的地方性刊物，作者是耶鲁一位不领薪水的教授。

九年不拿工资

吉布斯生在纽黑文，父亲是耶鲁的教授。他 1863 年拿到耶鲁的博士学位——论文题目是齿轮齿形的设计，这是美国历史上第一个工程学博士学位。

1866 年他去欧洲待了三年，在巴黎、柏林、海德堡听课，把当时最前沿的热力学吸收了个遍。回国后，1871 年耶鲁请他做数学物理学教授。

没有薪水。耶鲁当时并不清楚这个职位值不值得付钱，而吉布斯有家产，就答应了。这样过了九年，直到约翰·霍普金斯大学来挖人，耶鲁才慌忙给他开了工资——数目还低于对方的报价，他也就留下了。

三百页，几乎没人读

1876 到 1878 年，他分期发表了《论非均相物质的平衡》，全文三百余页。这篇论文做的事，是把热力学从「热机能有多高效率」扩展到「任何一个由多种物质、多个相组成的体系，平衡时是什么状态」。

他引进了化学势：一个组分在体系里的「逃逸倾向」。物质从化学势高处流向低处，就像热从高温流向低温。有了它，化学反应能不能自发进行、进行到什么程度，第一次可以计算而不是靠经验。他还给出了相律——成分数、相数与自由度之间那个简洁得出奇的关系。

问题是没人读得到。他把抽印本寄给了欧洲各地的同行，多数石沉大海。麦克斯韦是少数读懂的人之一，他读完后亲手用石膏做了一个水的热力学曲面模型寄给吉布斯——那是这篇论文在当时得到的最高礼遇。

真正的转折要等到 1892 年前后，奥斯特瓦尔德译成德文、勒夏特列译成法文，欧洲的物理化学界才开始明白手上拿到的是什么。此后二十年，物理化学基本上就是在把吉布斯的框架填满。

系综

1902 年，去世前一年，吉布斯出版了《统计力学基本原理》。这本书定下了这门学科的名字，也定下了它的基本工具。

玻尔兹曼追踪的是一大群分子随时间怎么演化；吉布斯换了一个角度：设想大量彼此独立、宏观条件相同而微观状态各异的体系副本，这一大堆副本叫作系综。要算某个宏观量，就在系综上求平均。

这个换法在当时看只是技巧，后来却成了统计力学的标准语言。正则系综、巨正则系综、配分函数——今天每一本教科书都从这里讲起。爱因斯坦 1902 到 1904 年间独立做出了大体相同的工作，后来读到吉布斯的书才知道自己晚了一步，并称赞那是他见过的这门学科最好的表述。

沉默的教授

吉布斯一生未婚，住在他出生的那栋房子里，和姐妹同住。他每天步行去耶鲁上课，学生不多，讲课平淡。同事们对他最深的印象是安静。

有一个流传下来的场景：耶鲁教授会争论课程该多教数学还是多教语言，双方吵了很久。一向不发言的吉布斯站起来说了一句「数学是一种语言」，然后坐下。那是他在那次会议上说的全部。

今天他的名字在化学系比在物理系出现得更频繁——吉布斯自由能、吉布斯相律、吉布斯-亥姆霍兹方程、吉布斯熵。一个把最重要的成果发在地方期刊上、还不肯多说一句话的人，最终成了物理化学的地基。