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1、滑翔在抽象世界裡的藍天裡－吉布斯與「吉布斯自由能」前言 在科學史上，他被稱為「物理化學之父」，他的名字成為近代物理學與化學上的重要參數(shù)—「吉布斯自由能」（Gibb'sFreeEnergy）。許多課本都會提到他所命名的「化學潛能」（chemicalpotential）與「統(tǒng)計機械學」（statisticalmechanics）。但是在他的時代裡，很少人讀得懂他所發(fā)表的理論，孤獨是他另一個名字。不過，他的研究為物理與化學兩大學術領域，建立了一道互通的橋樑。理想家的血統(tǒng) 一八三九年二月十一日，吉布斯（
2、WillardGibbs）生於美國康乃狄克州的紐哈芬（NewHaven），這裡是「耶魯大學」所在地。吉布斯的父親約書亞?吉布斯（JosiahGibbs）是個牧師，並在耶魯大學教授聖經文學，吉布斯是家中惟一的男孩子，他有三個姊姊、一個妹妹?！ 〖s書亞?吉布斯除了在大學任教之外，也研究非洲土著語，他認為這些語言是文化史的老化石。為此，他在年輕時，就常在黑奴之中學習語言。他為非洲語編文字，尋找他們語言的文法，逐漸地，他不僅成為非洲土著語的專家，而且成為黑奴的朋友，他曾寫道：「語言是人類心靈的投射。」 當
3、時販賣黑奴是獲取暴利的途徑，有許多黑奴被賣到美國。一八三六年，一艘西班牙籍運送黑奴的船隻在航程中，船上的黑奴不僅掌控船隻，並殺了船長與幾個船員，這艘船在海上漂流了五十幾天，船上的人都已瀕危之際，才被一艘美國漁船發(fā)現(xiàn)，並將這艘「阿米他德」（Amietad－16－）號拖回紐約港。這件事立刻成為國際上的大事件，黑奴竟然殺人逃亡，美國政府不想得罪西班牙與國內蓄奴團體，就將這些上岸的黑奴關起來。死亡的陰影 這時進到這群黑奴當中，為他們上訴法院的就是約書亞?吉布斯。當時眾人稱這樁法律案件絕無勝算，他卻四處奔波
4、，並將上訴案件引到紐哈芬法庭，敗訴之後，又上訴到最高法院，並請曾任美國第六任總統(tǒng)的亞當斯（JohnQuincyAdams,1767-1848）擔任辯護律師。一八四０年3月，在亞當斯一場精彩的法庭辯論後，最高法院宣判這些黑奴無罪，並讓他們獲得自由人的身份?！ 楹谂椒雌陂g，約書亞?吉布斯很少去關照剛出生的男嬰。法案勝利，他回到家中，才發(fā)現(xiàn)嬰孩染上猩紅熱，命在旦夕。一年後，嬰孩的性命是保住了，但是從此這個孩子終生多病。外號「怪人」 一八四九年，吉布斯進入中學就讀。在學期間，與他感情最好的二姊病故，苦
5、難使人沈默。他在學校幾乎不與人來往，獨來獨往，他的同學給他取個外號「怪人」（bugbear），這個怪人的數(shù)學成績一直是全班最好的?！ 〖妓棺詈玫呐笥咽撬募胰?，課餘時間，他幾乎都與家人一起活動，他的母親瑪莉?凡克利弗（MaryAnnavanCleve）出身普林斯頓大學教授的家庭，擅長數(shù)學與自然科學。吉布斯一家經常一起看書、討論。無法回答的考題－16－ 一八五四年，吉布斯進入耶魯大學，母親在這一年病逝，這對吉布斯又是一個沈重的打擊，吉布斯無法瞭解，父親那麼盡心的幫助受壓者，但是死亡的腳步卻似乎一直
6、光臨這一家，父親的回應是：「死亡的好處是不再死亡?！沟悄贻p的吉布斯怎麼會懂呢？母親去世一個月後，吉布斯參加大一學生數(shù)學競賽，題目有十題，他祗寫六題就寫不下去了，他在未寫的四題上寫道：「題目太簡單了?！闺y過的心使他放棄競賽，不過他在大三、大四兩年都獲得全校數(shù)學競賽首獎，同時獲得學校的拉丁文文學獎。一八五八年，他自大學畢業(yè)，繼續(xù)唸研究所。齒輪的論文 一八六0年，美國的鐵路運輸工業(yè)興起，他的指導教授希望他以火車的運動構造為論文題目。一八六一年，父親病逝。吉布斯難過的幾乎想休學，那年南北戰(zhàn)爭爆發(fā)，吉布斯
7、申請加入聯(lián)邦志願軍，參軍時染上肺炎，休息一陣後又回校就讀。一八六三年，他以論文「火車傳動齒輪的構成」（OntheFormoftheTeethofWheelsinSpurGearing）取得博士學位?！ ⊥?，美國國科會成立，他向國科會申請一筆研究獎助金，留校擔任自籌經費的講師，教授自然哲學與天文學。一八六四年，他的妹妹病逝。吉布斯寫道：「我的眼睛逐漸看不清許多東西了?！顾麤Q定遠離這傷心地，遂於一八六五年前往歐洲。整合性的思考 美國內戰(zhàn)結束後，工業(yè)更急速起飛，大學教育的目的，逐漸被要求必需配合工業(yè)發(fā)
8、展，講求實用。政府也認為培養(yǎng)實用的學生是高等教育最廉價的投資，又最能迅速的看到投資成果。吉布斯卻寫道：「科學研究的目的在精確地表達知識，準確地敘述事實?！褂謱懙溃骸赶矏塾靡环N抽象的理論，去準確描述一個系統(tǒng)內發(fā)生的變化。」－16－ 這個系統(tǒng)是什麼呢？一八六六年，吉布斯寫道：「物質狀態(tài)的改變，如水變成冰，或變成蒸汽，既不受物質質量影響，也不受萬有引力影響，也非物質慣性所使然，因此一定有一個未知的因子在影響物質狀態(tài)的改變，甚至連物質的化學變化也受其影響?！刮镔|狀態(tài)的改變，
