詹姆斯·焦耳

十九世纪四十年代，英国物理学界普遍认为热是一种叫「热质」的无重量流体。反对这个看法、并且用实验把它打掉的人，本职是曼彻斯特一家啤酒厂的老板。

酒厂里的温度计

焦耳家世代酿酒。他体弱，没上过正规学校，少年时和哥哥一起跟化学家道尔顿学了几年——道尔顿教给他的最重要的东西不是原子论，而是对定量测量的执念。

酒厂的生意让他关心一个很实际的问题：能不能用电动机取代蒸汽机？为此他必须搞清楚，一份燃料、一份电流，究竟能换出多少功和多少热。1840 年 12 月，他的《论伏打电流生热》在皇家学会宣读（学会只印了摘要；改写扩充后的全文 1841 年 10 月登上《哲学杂志》）：热量与电流的平方、电阻、时间成正比。圣彼得堡的楞次随后独立得到同一结论，1842 年 12 月起向当地科学院报告，所以这条定律在俄语文献里普遍叫「焦耳-楞次定律」，德语文献中也常见。

把功搅成热

1845 年，焦耳做出了那个后来进教科书的实验。一个装满水的桶，里面装着桨轮；桨轮由绳索连到一个重物上。重物下落，桨轮搅水，水温上升。

下落的重物做了多少功，可以从重量和高度精确算出。水升高了多少温度，则要靠温度计——而这里正是难处：温度升高只有零点几摄氏度。焦耳自制的温度计能读到 1/200 华氏度，这在当时是不可思议的精度，也正是酿酒业训练出来的手艺（发酵温度差一点，一整批酒就毁了）。

他得到了一个数：一定量的功，总是换出同样多的热。热不是流体，是运动的另一种形式。

没人听的报告

1843 年他在科克的英国科学促进会上宣读结果，几乎无人回应。1845 年在剑桥再讲，仍然冷场。当时的主流意见是：一个啤酒商在自家地下室里量出来的零点几度，怎么可能推翻整套热质学说。

转折发生在 1847 年的牛津年会。主持人给了他很短的时间，让他简单说说就好。台下坐着二十二岁的威廉·汤姆孙——就是后来的开尔文。汤姆孙起初也怀疑，但他听懂了这件事的分量，会后追上去讨论。这场对话开启了两人长达数十年的合作，也让焦耳的结果进入了主流。

蜜月旅行与瀑布

有个流传很广的说法：焦耳度蜜月时带着温度计去测瀑布顶端和底部的水温差，想验证下落的水会不会变热。汤姆孙的回忆里确实提到在瑞士遇见带着大温度计的焦耳夫妇。真假姑且不论，这个故事之所以经久不衰，是因为它准确地抓住了这个人——他真的会那么做。

1889 年焦耳去世。国际单位制里能量的单位叫焦耳——食品包装上印的那个「千焦」，用的就是这位酿酒人的名字。