在浩瀚的科学海洋中，有一门具有独特的魔力的学科，揭示着自然的终极规律，吸引着无数天才前赴后继；但同时，它犹如一个危险的黑洞，令无数人陷入精神的漩涡，它就是热力学。
热力学是一门研究热、功、能量转化及物质状态变化规律的科学，核心围绕能量守恒（第一定律）、熵增（第二定律）等基本定律揭示宏观系统的能量的耗散与平衡。另外，热力学与化学、工程学（热能和电力等）、信息、社会和经济学科等形成各类交叉学科。
今天，我们就来聊聊这个 “最伤人的学科” 背后的那些人的故事。
加州理工学院物理学教授大卫·古德斯坦（David Goodstein，1939-2024）在他的热力学著作《物质的态》的开篇首行中写道：“玻尔兹曼研究统计力学一生，于1906年自尽；继承者埃伦费斯特在1933年同样离去。现在轮到我们学习统计力学了——或许该怀着敬畏之心。”
Ludwig Boltzmann, who spent much of his life studying statistical mechanics, died in 1906, by his own hand. Paul Ehrenfest, carrying on the work, died similarly in 1933. Now it is our turn to study statistical mechanics. Perhaps it will be wise to approach the subject cautiously.
David Goodstein, States of Matter[M]，1975
古德斯坦提到的路德维希·玻尔兹曼（ Ludwig Boltzmann，1844-1906）和保罗·埃伦费斯特（Paul Ehrenfest，1880-1933）师徒二人，是20世纪初世界著名物理学家，他们选择自杀离去，在当时国际物理学界引起了巨大的震动，人们为天才物理学家的离去而扼腕叹息。
然而，这绝非孤例，当翻开热力学史册，一大串人名让人惊愕。
从遥远的古代到现代，无数与热力学相关的研究者被笼罩在自杀的阴影之下，他们的故事串联成一条令人痛心的时间轴。
两千年前，作为热力学的近亲——原子论，它的先驱德谟克利特（Democritus，前460—前370）和卢克莱修（Lucretius，前99—前55）相信死亡源于原子溶解，据说二人都选择了自杀。
1832年8月，被后世称为热力学之父的法国物理学萨迪·卡诺(sadi Carnot，1796-1832)在猩红热、狂躁症和霍乱的多重折磨下离开了人世。
Sadi Carnot（1796-1832）
1850年5月，热力学奠基人之一、热力学第一定律的发现者尤利乌斯·冯·迈耶（Julius von Mayer，1814-1878），为逃离学术界的嘲笑与丧子之痛，两度试图自杀，最终被送进精神病院。
Julius von Mayer（1814-1878）
1906年9月，患有严重抑郁症的玻尔兹曼在意大利的一家旅馆自缢时，口袋中装着证明原子存在的论文——而三年后，他的现代原子论就被佩兰的实验证实。
Ludwig Boltzmann（1844-1906）
1933年9月，由于不堪抑郁症的长期折磨，埃伦费斯特选择了自杀，他对统计力学及其与量子力学的关系做出了重大贡献，包括相变理论和埃伦费斯特定理。
Paul Ehrenfest（1880-1933）
1946年3月，化学家、热力学家、化学键理论的开创者吉尔伯特·刘易斯（Gilbert Lewis, 1875-1946）被发现在加州大学柏克莱分校的实验室中服用氰化物自杀。
Gilbert Lewis（1875-1946）
1961年8月，统计物理学先驱珀西·布里奇曼（Percy Williams Bridgman，1882-1961）在不堪癌症的折磨后举枪自杀。
Percy Williams Bridgman（1882-1961）
物理学分支众多，门徒万千，为什么他们都偏偏来自热力学领域？
首先，热力学自成为一门学科开始，就充满曲折和起伏，经历了无数质疑、斗争、反叛和分合。涉及原子论、燃素说、热质说、热动说等学说的演变。
历史上无数科学家都参与这场长达数百年的论战，他们在这个历史演变中被考量、怀疑和攻击，有人豁然开朗，有人固步自封，还有人百思不得其解。
任何学科在观点交锋和演变的阶段，研究者的个人身份和学说思想都会受到各种质疑甚至排斥，而热力学作为影响广泛、论战最为旷日持久的学科，必然会导致研究者背负巨大的精神压力。
作为统计热力学的开创者，玻尔兹曼认为微小粒子（原子和分子）的运动决定了物质的性质，他还提出，原子的位置是随机的，只能用概率描述，基于此他提出了衡量无序性的概念——熵。
但他的观点受到主流学界的严重质疑，奥地利物理学家、实证主义者恩斯特·马赫（Ernst Mach，1838-1916）曾经直问他：“原子，你见过吗？”
当他在1895年的科学会议上为原子存在辩护时，权威学者奥斯特瓦尔德宣称：“不可逆现象证明原子论是谬误！”尽管得到主流化学界的支持，但主流物理界仍将他视为异端。
由于学术观点的不同，他与在维也纳的同事——包括恩斯特·马赫等人的关系不好。另外，玻尔兹曼还长期受到当时德国重要的物理学杂志的编辑的不友好对待，论文得不到发表。这些都导致玻尔兹曼长期抑郁。
1895 年，玻尔兹曼在他的著作《气体理论讲座》中，讨论了特定人群中自杀的概率，并将其与不太可能发生的事件的不可能性进行了比较，例如，一摩尔气体发现自己处于容器的一半中。
在这么长的时间内，根据概率定律，会有许多年里，一个大国的每个居民都在同一天纯粹是意外地自杀，或者每栋建筑都在同一时间被烧毁——然而，保险公司却通过忽略此类事件的可能性而相处得很好。
Ludwig Boltzmann，Lectures on Gas Theory
1906年，他被院长认为患有“极其严重的神经衰弱”——以现在的标准看是严重的抑郁症。
1906年9月5日，当他的妻子和女儿正在亚得里亚海游泳时，他在旅馆窗框系上了绳结。而三年后，法国化学家让·佩兰（Jean Baptiste Perrin，1870—1942）的实验终于证明了原子的存在，可惜玻尔兹曼没有等到那一天。
同样的阴霾也笼罩着热力学与化学家吉尔伯特·刘易斯。他开创的化学键理论被朗缪尔发展并斩获诺奖，自己被35次提名但却屡屡落空。
1946年3月23日，刘易斯与来访的朗缪尔共进午餐，一个小时后，他被发现在加州大学柏克莱分校的实验室中倒地身亡，身旁是破碎的氰化氢空瓶——官方称心脏病，但几年后的一位亲密同事在回忆录中写下：“那天他在玩桥牌时眼里没有往日的光。”
1933年9月25日，奥地利理论物理学家保罗·埃伦费斯特在安排好其他孩子，并枪杀患有唐氏综合症的小儿子瓦西克后，他选择了自杀。他对统计力学及其与量子力学的关系做出了重大贡献，包括相变理论和埃伦费斯特定理。
1961年8月20日，高压热力学公式提出者、物理学家布里奇曼在癌症晚期完成七卷著作的索引，寄给出版社后平静地举枪自尽。遗书如手术刀般锋利：“让一个人亲自动手做这件事，对社会来说很不公平。或许，今天是我能够亲手做这件事的最后一天了”
It isn't decent for society to make a man do this thing himself. Probably this is the last day I will be able to do it myself.
Percy Williams Bridgman, Bulletin of the Atomic Scientists. 18 (2): 22–23.
由于他的巨大影响力，他的死亡成为安乐死运动的启蒙火炬。
现代计算机科学之父艾伦·图灵（Alan Turing, 1912-1954）也涉足热力学。他是形态发生学热力学的奠基者，他的选择同样充满隐喻。1954年6月7日，因同性恋身份被迫接受化学阉割的他，咬下一口浸满氰化物的苹果。友人叹息：“他仿佛在问：知识树上的禁果，我们还要拒绝多久？”
Alan Turing（1912-1954）
气体反应热力学先驱弗里茨・哈伯（Fritz Haber，1868-1934）家族更是悲剧连连，妻子克拉拉抗议其化学战研究开枪自杀，儿子赫尔曼与孙女也相继自杀，战争与伦理的冲突彻底摧毁了这个家庭。
Fritz Haber（1868-1934）
另一方面，热力学学科的独特的哲学思想——特别是熵增定律的隐喻，热力学第二定律揭示自然界的不可逆性等，如同悬在人类头顶的达摩克利斯之剑。它宣告着宇宙终将走向“热寂”——能量不断耗散，星辰熄灭，万物归于死寂。
面对热力学的这种“令人绝望的结局”，很多研究者难免会陷入怀疑和悲观的精神境地，长时间的压抑，往往会导致精神问题。
就像历史学家亨利·亚当斯（Henry Brooks Adams，1838 -1918）在《致美国历史教师书》中说的，历史是 “能量退化过程”，这一观点直接冲击了人们对人类潜能的美好期待。想象一下，如果你知道无论怎么努力，一切最终都会归于虚无，那种绝望感可能会让人窒息。
Henry Brooks Adams（1838 -1918）
1906年，美国心理学之父威廉·詹姆斯（William James，1842-1910）因提出精神和身体活动储备能量理论而闻名。该理论认为，储备能量潜伏在人类体内，只等待被开发利用。而他的朋友，历史学家亨利·亚当斯由于受到熵增定律的影响，将人类文明比作“持续衰变的能量系统”。两人之间多次就此问题展开论战。
William James（1842-1910）
詹姆斯在成年早期曾患有抑郁症，期间他连续数月考虑自杀。詹姆斯给亚当斯发了一封信反驳亚当斯的理论，随后又寄出了多张明信片，在寄出最后一张明信片之后的两个月，詹姆斯去世。
另外，由于微观粒子运动的概率性，热力学的现象是以统计规律呈现的，这与经典物理学的决定论无法达成一致。这就像是一个矛盾的漩涡，使研究者们陷入了自由意志与宿命论的挣扎之中。因此，当热力学原理被用于诠释精神、人性和社会时，例如在开展热力学的交叉研究时，会引发各种混乱的理解。
17 世纪，英国作家、《忧郁的解剖》作者罗伯特・伯顿（Robert Burton，1577-1640），尝试用电磁热理论解释人类情感，最终却在牛津自缢。他或许未曾想到，用冰冷的科学去剖析复杂的人类情感，本身就可能引发精神的崩塌。
Robert Burton（1577-1640）
德国诗人和作家约翰·沃尔夫冈·歌德（Johann Wolfgang Goethe，1749-1832 ）同时也是一位科学家，他曾专注于植物形态，有关气压的热力学和色彩的理论等。
Johann Wolfgang Goethe（1749-1832）
在经历一位密友自杀去世后，24岁的歌德在六周内完成了伟大的著作《少年维特的烦恼》——讲述了一个不稳定的三角恋——根据这个故事，主人公维特意识到他必须死才能解决这个局面，他别无选择，只能自杀。
歌德在另一本著作《亲和力》中提出，爱情可通过热力学、化学与心理学结合。他将爱情描述为“化学亲和力反应”，并宣称，人类情感可以像反应热一样测量。
而这本“最危险的书”开启了潘多拉魔盒——24岁的哲学家奥托·魏宁格（ Otto Weininger，1880-1903 ）那时刚完成他的著作《性与性格》，魏宁格将人类关系类比为 “离子不可控的结合”，在这种视角下，人类的情感和选择似乎都失去了意义。他阅读了歌德的全部著作，随即骄傲地宣称他完全认同歌德关于爱情的思想，四个月后，他也像维特那样开枪自杀了。
Otto Weininger，1880-1903
19 世纪，人类 “化学亲和力” 理论先驱珀西・雪莱（Percy Bysshe Shelley，1792-1822 ），疑似服用氰化物后溺亡，部分学者认为这是自杀。他的离世像是对当时社会观念的一种激烈反抗，也反映出在科学探索初期，研究者面临的巨大压力。
Percy Bysshe Shelley（1792-1822）
在学习了歌德的《亲和力》之后，上面提到的那位笃信“热寂说”的历史学家亨利·亚当斯则将理论转换为婚姻悲剧。他与别的女子通信的事被妻子发现，导致妻子自杀。二十年后，亚当斯在吉布斯的热力学方程前恍惚自语：“原来我只是宇宙中的一个相变”。
“情感热力学” 创始人海伦・邓巴（Helen Flanders Dunbar, 1902-1959），因理论争议、法律纠纷和酗酒问题溺亡于泳池，科学研究与现实生活的双重压力将她击垮。
Helen Flanders Dunbar（1902-1959）
心理热力学和心理动力学（熵心理学）奠基人西格蒙德・弗洛伊德（Sigmund Freud，1856-1939），因口腔癌末期要求医生注射过量吗啡离世，这是一位探索人类心灵深处的大师，在生命最后对痛苦的无奈妥协。
Sigmund Freud（1856-1939）
热力学的故事，是人类智识与存在困境的史诗。玻尔兹曼墓碑上刻着他最伟大的方程：S=klnΩ——熵衡量着可能性的广度。
当我们凝视宇宙终将冷却的预言时，或许该记住布里奇曼的箴言：“在无可避免的终点前，尊严是最后的抵抗。”
热力学研究者，他们能计算天体的温度，却测不准自己内心的寒热。
这些燃烧自己照亮宇宙规律的灵魂提醒我们：在探索物质世界冷酷法则的同时，更要守护心灵中那团永不熄灭的火焰——因为对抗熵增的唯一力量，正是人类对个体价值永恒的追求。
最后，回到现实学习中来，热力学与统计物理学，作为理论物理学四大课程中的一门，很多人表示它最令人头疼，认为它比量子力学还难对付。甚至有人工作多年后，还能切实感受到它带来的不可忽略的心理阴影面积，打击了自己继续从事物理研究的信心。
现在明白了，那些拥有超级大脑的前辈大师们，在学习和研究热力学时的体验，比咱们也好不到哪里去，既然这样，咱大可放下焦虑，且学且珍惜，足矣！
参考文献
https://support.imaps.aber.ac.uk/ruw/teach/215/thdn.php
https://en.wikipedia.org/wiki/Percy_Williams_Bridgman
https://en.wikipedia.org/wiki/Johann_Wolfgang_von_Goethe
https://ia803206.us.archive.org/24/items/lectures-on-gas-theory-ludwig-boltzmann/Lectures%20on%20Gas%20Theory%20-%20Ludwig%20Boltzmann.pdf
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