威廉·汤姆森，开尔文勋爵 - 著名物理学家、发明家和工程师的传记

威廉·汤姆森 (William Thomson) 于 1824 年 6 月 26 日出生于北爱尔兰首都贝尔法斯特。他的苏格兰父亲在 1830 年妻子去世后，带着两个儿子搬到格拉斯哥，成为当地一所大学的数学教授.孩子们在家里接受了良好的教育。威廉8岁开始听父亲讲课，10岁考入大学。

作为一个有钱人，他的父亲经常和他的儿子们一起旅行。到 12 岁时，威廉已精通四五种语言。剑桥大学 (1841-1845) 继续改进数学知识。十五岁的学生开始写作和发表他的作品。他的第一篇论文发表于1841年5月的《剑桥数学杂志》，是对傅里叶“调和分析”的一些基本定理的辩护和澄清。

表现出早期的数学能力，汤姆森成为一名优秀的数学家，同时对现代物理学状况非常熟悉。

詹姆斯、玛格丽特与珍妮特、海伦、佩吉、小威廉、老威廉（从左到右）

所取得的成果与任何个人生活、隐私等方面的限制无关。生活中的汤姆森性格开朗、善于交际、经常旅行并尽量不在任何事情上限制自己。成功伴随着他。

汤姆森在法国著名物理学家、巴黎科学院院士亨利·维克多·雷尼奥（1810-1878 年）的实验室里磨练了几个月的实验技能，后者当时是法兰西学院的教授。汤姆森对获得的技能表示赞赏。

研究结束后，格拉斯哥大学物理系主任的职位立即空缺，1846 年 22 岁的威廉汤姆森当选。这位科学家在 1899 年 10 月 1 日这个可敬的年纪结束了他的教授职位，但一直从事科学工作直到他生命的尽头。该大学承认汤姆森的功绩，于 1904 年选举他为校长。

威廉·汤姆森，1869 年

汤姆森的科学兴趣非常广泛。他花了很多时间解决工程问题。值得注意的是，这位科学家从事数学、热力学、电气工程、通信、气体和流体动力学、天体和地球物理学。他总共写了 650 多篇论文、回忆录等。

1845年开始出现关于静电学、电学和磁学的著作。汤姆森从教学生涯开始就不得不开始设置示范实验，随着经验的积累，他开始对自己的理论研究进行实验检验。理论和实验工作的结果经常与 M. Faraday 和 D. Maxwell 等杰出科学家讨论。

经常发生的情况是，单词被归因于从未说过这些单词的特定人物。威廉·汤姆森（William Thomson），更广为人知的名字是开尔文勋爵（Lord Kelvin），任何法庭都不能为他在 1900 年宣称物理学已死而开脱……尽管他从未这样做过。根据流行的版本，并鉴于物理学在 19 世纪末取得的巨大进步，开尔文在 1900 年向英国科学促进会致辞时说：发现 。只剩下越来越准确的测量。 “开尔文的科学轨迹不像一个容易出现这种严重判断错误的人的轨迹。他在科学奥林匹斯山上的特权地位得益于他的许多优点。

— Javier Janes 开尔文勋爵和他从未预见到的物理学的终结

今天，他的名字因国际温度系统的同名而广为人知，这一名称是为了纪念他精确的 计算绝对零 大约-273.15摄氏度。但他在塑造热力学、发展电的数学公式以及为理解物质与能量之间的关系铺平道路方面做出了重大贡献。

他作为发明家和工程师的工作使他完善了航海罗盘，最重要的是，他通过电报工作和推动跨大西洋电缆项目的努力获得了名利。

威廉汤姆森（开尔文勋爵）和他的指南针，1902 年。

在这篇简短的传记文章中，我们将重点介绍这位科学家在电信领域的工作。

汤姆逊在参与跨大西洋电报线建设的过程中取得了他的第一个重大实际成果。

莫尔斯电报（1844年）发明后的数年里，欧洲和北美国家布满了密集的电报线网络，但其他大陆的销售市场和原材料来源却无法通讯。

一团糟！有计划在美国和西欧之间修建一条穿越阿拉斯加、白令海峡和西伯利亚的电报线。企业一开始就倒闭了：跨大西洋电报线投入运营，而 W. Thomson 对此事件负有主要责任。

1857 年首次铺设跨大西洋电缆的尝试以失败告终——电缆被切断了。汤姆森立即开始研究其参数，提出改进设计的建议。

早些时候（1856 年）他证明了信号在电缆中的传播速度与其电阻和电容量成反比。 1858 年，为了记录微弱的电报信号，这位科学家发明了镜面检流计，九年后他获得了专利。

汤姆森本人参与了第二条跨大西洋电缆的铺设，该电缆位于大东方 - 当时最大的船只（1865 年）。后来他发明了一种自动记录电报的装置，称为虹吸式记录器。

汤姆森于 1856 年开始从事电信工作，成为大西洋电报公司的一员，并在他的一生中继续从事电报和电话工作。

有线电报推动了科学电气测量（确定铜和绝缘材料的电阻，以及电缆的电容）。

大东方号于 1866 年铺设了第一条跨大西洋电缆，当时是世界上最大的船舶。这艘铁船长 211 米，承载了 1000 多公里的电缆。

电报电缆到大东方

1866 年将跨大西洋电报电缆装载到大东方。

Muirhead & Co. 制造的电报陷阱记录器。有限公司来自爱尔兰共和国的 Ballingskelligs 有线电视台。该站于 1873 年启用，距大东方航行成功铺设第一条横跨大西洋的海底电缆仅九年。虹吸式记录器由开尔文勋爵于 1867 年发明，用于新的跨大西洋电报电缆。

威廉汤姆森的引擎，1871 年。

William Thomson 的电压表，一种早期的电位差计，大约在 1880 年代中期

当然，科学家和发明家的所有成就不可能在一篇小记中一一列举，但我们不禁想起汤姆逊于1853年得出的计算振荡电路谐振频率的公式。

输配电也引起了他的注意。 1879 年，在议会委员会作证关于电力传输时，他表明可以以 21,000 马力的经济性进行传输。在 300 英里的距离处承受 80,000 伏特的压力。两年后，他向英国协会提交了一篇题为“金属电导体的经济学”的论文。

1890年他被任命为国际尼亚加拉委员会主席，负责审查、报告和授予尼亚加拉大瀑布发电和输电计划。

威廉·汤姆森 (William Thomson) 与一家性质相同的小型企业有联系，该企业位于离他家不远的地方，在 Foyer Falls 发电，英国铝业公司将其用于制造铝。

可以说，没有人比他发明了更多种类的用于标准、实验室或商业用途的电测量仪器。

William Thomson 的电气测量仪器

汤姆森的作品总是很快得到认可，获奖也不迟。 1846 年，他当选为爱丁堡会员，五年后当选为伦敦皇家学会会员。唯一令人悲伤的事件：他的父亲在霍乱流行期间去世（1849 年），他的妻子也去世了（1870 年）。

70项专利的开发，在多家公司（包括马可尼公司）担任顾问，使他可以不以手段为耻。 1870 年，汤姆森购买了排水量为 126 吨的豪华游艇“Lalla Rukh”。不久之后（1874 年），他在克莱德河（苏格兰）河口附近购买的庄园 Nisergall 上建造了一座城堡。相当多的时间花在了出国旅行上。其中一位科学家访问了敖德萨和塞瓦斯托波尔。

开尔文勋爵在 1899 年的游艇“Lala Rukh”上。

1858 年，汤姆森因铺设电缆的成功而被封为爵士。 1892年，维多利亚女王授予他英国科学成就奖。汤姆森爵士因此成为开尔文勋爵。姓氏被选为格拉斯哥大学所在河岸的河流名称。

新领主自 1892 年起自动成为上议院议员，负责处理高等教育、技术和在该国引入公制的事务。他是世界上许多科学协会的成员和主席，包括圣彼得堡科学院的名誉会员，并被授予许多荣誉奖章。

1884 年，海德堡大学为纪念其建校 300 周年，希望授予他荣誉学位，并发现他唯一可获得的医学学位是他尚未获得的，于是授予他这一文凭。

法国授予他荣誉军团勋章。他四次担任爱丁堡皇家学会（苏格兰国家科学与文学院）主席，两次担任电气工程师学会主席。

一个世纪末，世界历史上前所未有的文明与科学进步，回首追溯旧科学的成长，新科学的起源与发展，理论与实践的紧密结合，证明这对人类有益，我们在任何地方和每个阶段都能看到一位普遍天才的杰出工作——威廉汤姆森，后来是威廉汤姆森爵士，现在是开尔文勋爵。

— JD 科马克。摘自卡西尔杂志 1899 年的一篇文章

威廉汤姆森，开尔文勋爵于 1899 年 10 月 1 日在格拉斯哥大学发表他最后一次演讲。

格拉斯哥大学，1899 年。

约 1900 年，开尔文勋爵夫妇与著名的通用电气工程师。照片中还有 T. Commerford Martin、Edwin W. Rice, Jr.、Charles P. Steinmetz 和 Eliu Thomson。

开尔文勋爵的工作得到了全世界的认可。2,500 名宾客前来庆祝他担任教授 50 周年。庆祝活动持续了三天。

在他生命的尽头，开尔文当选为伦敦皇家学会主席（1900-1905），这个职位曾经由牛顿担任。他在 Nethergaol 度过了最后两年与疾病作斗争，并于 1907 年 12 月 17 日在那里去世。他被安葬在牛顿坟墓附近的威斯敏斯特教堂。

1924 年，人们广泛庆祝这位科学家诞辰 100 周年。 Electricity 杂志的第六期完全致力于开尔文，封面上有一个红色的题词：“开尔文勋爵的编号”。