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| | 100位科学家——克劳修斯
| | | | 从1900年起，遗传与变异知识作为一门新的独立的遗传学正式诞生了。克劳修斯进入斯
德丁中学继续他的学业，随后于1840年顺利考入柏林大学。在大学里，克劳修斯如鱼得水，学习非常努力，而且兴趣广泛，他一度对历史产生了浓厚的兴趣，准备从事历史研究，但又始终放不下对数理科学的钟爱。克劳修斯的父母和老师积极支持克劳修斯在数理方面发展，认为他有这方面的天赋，克劳修斯自己也觉得真正喜欢的还是数理科学，因此，他最后还是决定选择数理研究作为自己的专攻方向。在柏林大学完成了大学学业以后，克劳修斯又进入哈雷大学，攻读主修数学和物理的哲学博士学位。1847年，克劳修斯获得博士学位，开始在柏林炮兵工程学院任教，担任物理课教师。
1850年，克劳修斯发表了一篇关于热的理论的论文，这是他第一次发表比较有分量的科研文章，但立刻引起了科学界的关注。在文中他提出的观点，后来被认为是热力学的第二定律。柏林炮兵工程学院对这位年轻的小伙子青睐有加，不久破格聘他担任学校的教授职位，如此年轻便担任教授一职，这在学院还是第一次。但是克劳修斯在炮兵工程学院的任职时间并不长。1859年，他来到苏黎世工业大学，担任物理学教授。苏黎世工业大学给克劳修斯的研究提供了良好的环境。在这里，他全身心地投入到物理学的研究之中，克劳修斯研究的视野非常开阔，成就非凡，尤其在热力学方面，经过近lo年的研究，他得出了热力学的“克劳修斯不等式”，随即提出厂“熵”这一热力学上的重要概念。克劳修斯在苏黎世工业大学前后一共工作了12年，这期间他在科学研究上硕果累累，成为世人公认的大科学家。1869年克劳修斯返回德国，担任维尔茨堡大学教授，两年后，他又移居波恩，担任波恩大学教授，继续从事他的物理科学研究，克劳修斯在波恩大学的研究工作不顺利，条件也比较艰苦。
1870—1871年普法战争全面爆发。克劳修斯带领一个学生救护小组．四处救助伤员，不幸却严重损坏了自己的膝盖，从此长期受到伤痛的折磨，不得不将学生的实验课交给其他老师负责。此后不久，克劳修斯又遭到更为沉重的打击，他的妻子在生第6个孩子时去世，这不但在精神上使克劳修斯备感苍凉，而且从此他不得不把一部分精力从科学研究中分出来，独立承担起照顾家庭的重任。尽管如此，克劳修斯还是在研究中取得了许多新的成就。1888年8月24日，克劳修斯工作到最后一刻黯然去世。热力学理论的奠基者
克劳修斯一生研究广泛，但最著名的成就是提出了热力学第二定律，成为热力学理论的奠基人之一。人类科学发展到19世纪，蒸汽机的应用已经十分广泛，如何进一步提高热机的效率问题越来越受到人们的重视，成了理沦物理研究的重点课题。1824年，卡诺在热质说和永动机不可能的基础上证明了后来著名的卡诺定理，这不仅推论出了热机效率的最上限，而且也包含了热力学第二定律的若干内容。此后，经过许多科学家长期的研究，到19世纪中叶，能量转化和守恒定律建立了起来，这个物理学中极其重要的普遍规律，很快就成为研究热和其他各种运动形式相互转化的坚实基础。
克劳修斯从青年时代起，就决定对热力进行理论上的研究，他认为一旦在理论上有了突破，那么提高热机的效率问题就可以迎刃而解。有了明确目标，克劳修斯学习异常勤奋，他知道只有在学生阶段打下坚实的数理基础，才能在今后的研究道路上有所建树。因此，克劳修斯用了近10年时间在学校里埋头苦读。有志者事竟成，1850年，克劳修斯发表了第一篇关于热的理沦的论文——《论热的动力以及由此推出关于热本身的定律》。在论文里，他首先以当时焦耳用实验方法所确立的热功当量为基础，第一次明确提出了热力学第一定律：在一切由热产生功的情况中，必有和所产生的功成正比的热量被消耗掉；反之，消耗同样数量的功，也就会产生同样数量的热。按照这个基本定律，克劳修斯又以理想气体为例，进行进一步的论述，否定了热质理论的基本前提，即宇宙中的热量守恒，物质内部的热量是对气体分子运动论的贡献
作为热力学理沦的奠基人，克劳修斯一生的成就远不止于此，他在许多方面都取得了令人瞩目的研究成果，尤其在气体分子运动沦方面，人们也习惯性地把他和麦克斯韦、玻耳兹曼一起称为分子运动论的奠基人。
早在18世纪，科学家们就发现气体是由大量激烈运动的粒子组成的，气体的压力来自于粒子对器壁的碰撞。到了19世纪50年代，克劳修斯等建立了热力学理论，并用热的运动学说作为基础来进行分子运动研究，这大大促进了分子运动学说的发展。l857年，克劳修斯发表了一篇具有奠基性质的论文《论我们称之为热的那种运动》，论文内容丰富，阐述了多个有关分子运动的问题。克劳修斯从气体是运动分子集合体的观点出发，认为考察单个分子的运动既不可能也毫无意义，系统的宏观性质不是取决于一个或某些分子的运动，而是取决于大量分子运动的平均值。因此，他提出了统计平均的概念，这是建立分子运动论的前提。根据这个前提，克劳修斯建立了理想气体分子运动的模型，并强调分子的动能不仅是它们的直线运动，而且是分子中原子旋转和振荡的运动，从而正确确定了实际气体和理想气体的区别。在此基础上，克劳修斯计算了碰撞器壁的分子数和相应的分子的动量变化，并通过一系列复杂的演算和论证，最终得出了因分子碰撞而施加给器壁的压强公式，从而揭示了气体定律的微观本质。不仅如此，克劳修斯还把目光投向了气体的固态和液态。他论断说：三种聚集态中的分子都在运动，只是运动的方式有所差异而已。
在1857年的沦文中，克劳修斯第一次计算得到了氧、氮、氢3种气体分子在冰点时的速率。然而这个气体分子运动速度高达每秒数百米的结论，远远超出了人们的意料，因为在现实生活中，气体的扩散(比如烟雾的弥漫)过程是相当的缓慢，因此人们对于克劳修斯的研究成果表示了极大的怀疑。如何才能解释这个根据理论计算得出的分子运动速度，与气体扩散现象所显示的速度二者之间的矛盾呢?克劳修斯陷入了新的困惑之中。他意识到，自己以前把分子看作数学几何点的模型不够确切，必须加以修正。他从分析气体分子间的相互碰撞人手，把分子的作用范围作为他依据的主要概念，引人了在单位时间内所发生的碰撞数和分子运动的自由程两个概念，并得出了第一个子均自由程的公式。通过这些全新的研究方法，克劳修斯认为，尽管单个分子运动的速度非常快，但由于分子间的相互碰撞，分子运动的轨迹十分曲折，就整个分子的集合体而言，其前进的
路程就更加漫长，远远小于分子运动速度绐出的结果，这也就是气体扩散缓慢的原因。克劳修斯开创性地解决了气体扩散速度小于分子运动速度之间的矛盾，终于打消了人们心头的疑虑，使得他们对于分子运动论充满了信心，开辟了研究气体运动现象的道路。
勤奋的天才。克劳修斯从小就具有数理方面的天赋，在小学和中学阶段，他的成绩总是名列班级前茅，老师和同学都对他另眼相看。然而，真正让师生敬重的不是他的天赋，而是他的勤奋刻苦。克劳修斯学习非常努力，凭他在数理方面的能力，考试得高分根本不成问题，但是他上课仍然十分专心，老师布置的作业总是一丝不苟地很快完成。他把大量的课余时间都用在了课本之外的学习上，广泛阅读各类书籍，特别是在兴趣浓厚的数理方面，自学得非常认真。到了大学和研究生阶段，由于家境清寒，克劳修斯开始考虑如何减轻家庭负担，他不得不一边学习一边兼任家庭补习教师，以此来资助弟妹的生活，半工半读的生活虽十分辛苦，但为了不耽误学习和研究，克劳修斯以超乎异常的毅力要求自己，把因打工而花费的时间用勤奋补回来。在整个读书阶段，他几乎没有休息日，除了工作就是学习、实验，始终没有轻松的时刻。克劳修斯认为，每个人的成功都来自勤奋的工作。由于长时间沉浸在枯燥的科学研究之中，克劳修斯的性格显得有些孤僻，但是他为人极其坦减，从不阿谀奉承，也不自高自大。他把全身心都扑在了科学研究上，然而一旦有人要他帮助，他都尽力去
做，绝不推脱。在克劳修斯成名以后，常常会有人向他请教问题，有的书信求教，有的登门拜访，他都认真对待。在学校里，许多学生都愿意随克劳修斯学习，有些学生自以为很了不起，往往和他争论，克劳修斯就会心平气和地指出其不足之处和值得称道的地方，从不以
势压人，反而如朋友一般地进行讨论，直到问题的解决。
克劳修斯生前曾得到过许多的荣誉，也获得过无数的奖赏，还被不少科学团体选为名誉成员。1879年，他荣获了著名的英国皇家学会科普利奖章。克劳修斯的一生成就斐然，他提出了热力学第二定律和熵的概念，成为热力学理论的奠基人；他还计算得出了分子运动速度，并揭示出分子运动速度和气体扩散两者快慢不一的原因，从而成为分子运动论的奠基者之一。此外，他还创立了电解分离理论，开创了统计物理学这一崭新的学科。克劳修斯在人类科学史上功绩卓著，但是，科学家的所有研究并非都是正确的，克劳修斯提出的“热寂说”就被证明是错误的。
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