卡諾（Nicolas　Leonard　Sadi Carnot，1796～1823）

法國(guó)物理學(xué)家、軍事工程師。1796年6月1日生于巴黎。其父L.卡諾是法國(guó)有名的數(shù)學(xué)家、將軍和政治活動(dòng)家，學(xué)術(shù)上很有造詣；1807年退出政界、軍界后，把自己己的全部精力都傾注在兒子的學(xué)業(yè)上，對(duì)卡諾的影響很大。卡諾182019年考入巴黎工藝學(xué)院，從師于泊松、蓋·呂薩克、安培等人。182019年以優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)，同年入梅斯工兵學(xué)校深造，182019年成為一名軍事工程師，并任少尉軍官。1820年離開部隊(duì)回到巴黎，繼續(xù)從事他所酷愛的自然科學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。先后在巴黎大學(xué)、法蘭西學(xué)院、礦業(yè)學(xué)院和巴黎國(guó)立工藝博物館攻讀物理學(xué)、數(shù)學(xué)和政治經(jīng)濟(jì)學(xué)，打下了雄厚的理論基礎(chǔ)。

卡諾正處在蒸汽機(jī)迅速發(fā)展、廣泛應(yīng)用的時(shí)代。他看到從國(guó)外進(jìn)口的尤其是英國(guó)制造的蒸汽機(jī)，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)自己國(guó)家生產(chǎn)的，便決心從事熱機(jī)效率問(wèn)題的研究。他不像許多人那樣著眼于局部的、機(jī)械的細(xì)節(jié)的改良，而是獨(dú)辟蹊徑，從理論的高度上對(duì)熱機(jī)的工作原理進(jìn)行研究，以期得到普遍性的規(guī)律；1824年他發(fā)表了名著《談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這種動(dòng)力的機(jī)器》，書中寫道：“為了以最普遍的形式來(lái)考慮熱產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原理，就必須撇開任何的機(jī)構(gòu)或任何特殊的工作介質(zhì)來(lái)進(jìn)行考慮，就必須不僅建立蒸汽機(jī)原理，而且建立所有假想的熱機(jī)的原理，不論在這種熱機(jī)里用的是什么工作介質(zhì)，也不論以什么方法來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)它們。”恩格斯對(duì)卡諾的這種研究方法給予了高度評(píng)價(jià)，在《自然辯證法》中稱贊卡諾“撇開了這些對(duì)主要過(guò)程無(wú)關(guān)重要的次要情況而設(shè)計(jì)了一部理想的蒸汽機(jī)（或煤油機(jī)）。的確，這樣一部機(jī)器就像幾何學(xué)上的線或面一樣是決不可能制造出來(lái)的，但是它按照自己的方式起了像這些數(shù)學(xué)抽象所起的同樣的作用：它表現(xiàn)純粹的、獨(dú)立的、真正的過(guò)程。”卡諾出色地運(yùn)用了理想模型的研究方法，以他富于創(chuàng)造性的想象力，精心構(gòu)思了理想化的熱機(jī)──后稱卡諾可逆熱機(jī)（卡諾熱機(jī)），提出了作為熱力學(xué)重要理論基礎(chǔ)的卡諾循環(huán)和卡諾定理，從理論上解決了提高熱機(jī)效率的根本途徑。

在這篇論文中卡諾指出了熱機(jī)工作過(guò)程中最本質(zhì)的東西：熱機(jī)必須工作于兩個(gè)熱源之間，才能將高溫?zé)嵩吹臒崃坎粩嗟剞D(zhuǎn)化為有用的機(jī)械功；明確了“熱的動(dòng)力與用來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的介質(zhì)無(wú)關(guān)，動(dòng)力的量?jī)H由最終影響熱素傳遞的物體之間的溫度來(lái)確定”，指明了循環(huán)工作熱機(jī)的效率有一極限值，而按可逆卡諾循環(huán)工作的熱機(jī)所產(chǎn)生的效率最高。順便指出，這些結(jié)論卡諾是根據(jù)熱質(zhì)守恒的思想和永動(dòng)機(jī)不可能原理得出的，顯然熱質(zhì)守恒思想是錯(cuò)誤的。實(shí)際上卡諾的理論已經(jīng)深含了熱力學(xué)第二定律的基本思想，但由于受到熱質(zhì)說(shuō)的束縛，使他當(dāng)時(shí)未能完全探究到問(wèn)題的底蘊(yùn)。可惜卡諾英年早逝，他的理論是由后人克拉珀龍賦予易懂的數(shù)學(xué)形式后才獲得盛名的，是經(jīng)過(guò)克勞修斯、開爾文等人的研究才得到發(fā)展，并具有重要的實(shí)踐意義。

1832年8月24日卡諾因染霍亂癥在巴黎逝世，年僅36歲。按當(dāng)時(shí)處理霍亂死者的辦法，死者所有的資料及個(gè)人物品必須全部埋葬掉。這無(wú)疑給科學(xué)事業(yè)帶來(lái)了不可彌補(bǔ)損失。根據(jù)1878年他弟弟公布的卡諾去世時(shí)幸免被毀的一束筆記殘頁(yè)中發(fā)現(xiàn)，卡諾經(jīng)意識(shí)到熱質(zhì)說(shuō)的錯(cuò)誤而轉(zhuǎn)向熱的動(dòng)力學(xué)理論，并且發(fā)現(xiàn)了能的轉(zhuǎn)化與守恒定律。1830年卡諾在筆記中指出：“熱不是別的什么東西，而是動(dòng)力（能量）或者可以說(shuō)，它是改變了形式的運(yùn)動(dòng)。它是（物體中粒子的）一種運(yùn)動(dòng)（的形式）。如果物體的粒子的動(dòng)力被摧毀了，必定同時(shí)有力產(chǎn)生，其量正好準(zhǔn)確地同摧毀的動(dòng)力的量成正比。反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果熱損失了，必定有動(dòng)力產(chǎn)生”。“動(dòng)力（能量）是自然界的一個(gè)不變量，準(zhǔn)確地說(shuō)，它既不能產(chǎn)生，也不能消滅。實(shí)際上它只改變它的形式。這是說(shuō)，它有時(shí)引起一種運(yùn)動(dòng)，有時(shí)引起另一運(yùn)動(dòng)，但它決不消失。”這就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的明確的最早表述，可惜1878年文稿公布時(shí)該定律已經(jīng)確立，卡諾的這些思想在歷史上沒能起到應(yīng)有的作用。