Поворотным событием в жизни Майера стало его участие в плавании на голландском судне на о.Ява в качестве врача. Во время плавания, пуская кровь заболевшим матросам, он обратил внимание на то, что она не была такого темного цвета, какой в умеренных широтах бывает венозная кровь, а приближалась по яркости к артериальной. Это привело его к мысли, что в тропиках организму для поддержания температуры нужно «сжигать» гораздо меньше вещества, чем в странах с умеренным климатом, т.е. что существует связь между потреблением вещества и выделением тепла.
Вернувшись в начале 1841 в Германию, Майер изложил свои мысли о взаимном превращении разных «сил» в письме к своему другу, математику и физику Бауру, а затем набросал краткий очерк своего открытия в виде статьи, которую направил И.Поггендорфу, редактору журнала «Анналы физики» («Annalen der Physik»). Статья называлась О количественном и качественном определении сил. Поггендорф даже не счел нужным ответить Майеру, который просил вернуть рукопись в случае отказа ее напечатать, и она была найдена в бумагах Поггендорфа лишь 36 лет спустя. В статье впервые встречается выражение Майера «разности», что, как видно из контекста, совпадает с современным понятием потенциальной энергии. Это понятие применяется Майером и к другим формам энергии. Особенно важно его утверждение о том, что «разности» не могут исчезать и что те силы, которые ведут к выравниванию их уровней, должны снова воссоздать наличие «разности».
К концу 1841 Майер дает более законченное изложение своих идей в работе Замечания о силах неживой природы (Bemerkunden über die Kräfte Natur); эта работа появилась в печати в мае 1842 в «Анналах химии и фармации» («Annalen der Chemie und Pharmacie») Ю.Либиха и Ф.Вёлера. В статье содержатся: 1) формулировка о качественном превращении и количественном сохранении сил; 2) новое понимание силы в смысле энергии; 3) эквивалентность сил; 4) количественное определение механического эквивалента теплоты на основе измерения теплоемкости газов. Дальнейшее развитие своих принципов Майер изложил в новой развернутой работе Органическое движение в его связи с обменом веществ (Die organic Bewegung in ihrem Zusammenhange mit dem Stoffwechsel). Имея печальный опыт обращения в «Анналы» Поггендорфа, Майер издал ее отдельной брошюрой на свои средства в 1845. Здесь он полнее и определеннее рассматривает различные «силы» и перечисляет их. Это механическое движение («движение есть сила»), «сила падения», теплота («теплота есть сила»), электричество и, наконец, «химическая разность веществ». Основным источником всех «сил» на Земле Майер считает Солнце; он включает сюда и «силы», действующие в живом организме: «При поглощении кислорода и пищи в организме постоянно происходит химический процесс, результатом которого являются и тепловые, и механические процессы». Таким образом, в этой фундаментальной работе прослеживается круговорот всех известных в то время форм «сил» (энергии) на Земле. В следующей своей работе, Динамика неба, вышедшей в 1848, Майер идет еще дальше и ставит проблему об источнике энергии Солнца и высказывает мысль о связи излучения с потерей массы.
В 1847 в журнале Парижской академии «Доклады» («Comptes rendus») был опубликован отчет Джоуля о превращениях энергии, в котором он совершенно не упоминает Майера. Годом позднее появилась работа Гельмгольца О сохранении силы, тоже без ссылок на Майера. Возник спор о приоритете, который вскоре вышел за рамки чисто научного. Майер нашел в себе силы ответить недругам отдельной брошюрой Замечания о механическом эквиваленте теплоты (Bemerhungen über das mtchanische Aequivalent der Wärme), вышедшей в 1851. По словам Оствальда, «...это сочинение было написано кровью Майера, исчерпав его последние силы». Осенью у Майера обнаружилось воспаление мозга, после чего его поместили сначала в частную лечебницу, а затем в казенную психиатрическую больницу. Научную деятельность он смог возобновить лишь в 1862 в Хейльбронне.
Умер Майер в Хейльбронне 20 марта 1878.
РОБЕРТ МАЙЕР" title="ЮЛИУС Майер Р. Закон сохранения и превращения энергии. Четыре исследования 1841–1851. М. – Л., 1933
Кудрявцев П.С. История физики, т. 1. М., 1956
