威廉·汤姆森 William Thomson, Lord Kelvin

开尔文1824年贝尔法斯特数学教授之子，10岁格拉斯哥大学，1841剑桥彼得豪斯。184622岁格拉斯哥自然哲学教授53年。1848绝对温标，第二定律不可能从单一热源做功，焦耳-汤姆逊效应。1850-60年代大西洋电报工程大量技术工作，1866封爵士1892男爵。1900年"两朵乌云"演讲。他发表661篇论文，发明镜式检流计等50多项专利。1907年82岁去世，牛顿墓旁威斯敏斯特。

人物生平

1824年6月26日，开尔文生于爱尔兰的贝尔法斯特。他从小聪慧好学。

1834年，10岁的开尔文成为了格拉斯哥大学最年轻的大学生。

1841年，他转学到了剑桥大学。在剑桥哲学学会会刊上发表了3篇关于热和电的数学分析论文。

1845年，毕业于剑桥大学，在大学学习期间曾获兰格勒奖金第二名，史密斯奖金第一名。

1846年，带着二十多篇已发表的高水平论文受聘于格拉斯哥大学，成为物理学教授。任职达53年之久。

1851年，27岁的开尔文当选为英国皇家学会院士和瑞典皇家科学院外籍院士。

1851-1854年间，解释并论证了热力学中的两条重要定律：焦耳（James Joule）的热平衡定律和卡诺-克劳修斯（Carnot-Clausius）的热转换定律。

1855年，研究了电缆中的信号传播，得出了信号传播速度减慢与电缆长度平方成正比的定律。

1856年，大西洋电报公司筹划装设横跨大西洋的海底电缆，被任命为公司董事和工程顾问。

1860年，冬天在冰上行走时不小心滑倒，导致腿部严重骨折，自此一生跛行。

1866年，由于装设第一条大西洋海底电缆有功，英政府于1866年封他为爵士。

1873-1878年，1886-1890年和1895-1907年期间，开尔文三次出任爱丁堡皇家学会会长。

1877年，被选为法国科学院院士。

1890～1895年任伦敦皇家学会会长。

1892年，为表彰他在电缆工程和电报技术方面的卓越成就和科学贡献，维多利亚女王亲自加冕他为第一代开尔文男爵（First Baron Kelvin），即开尔文勋爵（Lord Kelvin）。

1904年，出任格拉斯哥大学校长。在任期间，他建立了英国第一个让学生使用的物理实验室。

1906年，他出任第一届国际电工技术委员会（International Electrotechnical Commission）主席。

1907年11月，得了一场重感冒，随后健康状况急速恶化。

1907年12月17日，他逝世于苏格兰Ayrshire郡的家中，享年83岁。

兴趣爱好

开尔文兴趣广泛。他自幼喜爱古典学，12岁时曾因将古希腊作家琉善的《诸神对话》译成英文而获奖；成年后酷爱航海，经常驾船出海，航海是他工作之余最喜爱的消遣，在航行中的观察也常常给他带来科研上的启发。

后世纪念

开尔文的一生是非常成功的，他可以算作世界上最伟大的科学家中的一位。1907年12月17日他去世时，几乎整个英国和全世界科学家都在向他表示哀悼。最终，他的遗体被安葬在英国伦敦的威斯敏斯特教堂中，牛顿力学的开创人牛顿之墓的旁边。

为了纪念他在科学上的功绩，国际计量大会把热力学温标（即绝对温标）称为开尔文（开氏）温标，热力学温度以开尔文为单位，是使用的国际单位制中七个基本单位之一。

为了纪念开尔文，他的头像被印在苏格兰的克莱兹代尔银行1971年发行的20苏格兰镑钞票上，后来又被印在2015年发行的100苏格兰镑钞票上。2011年，苏格兰工程名人堂成立，他是第一批七名入选者之一。

科学成就

开尔文的科学活动是多方面的。他对物理学的主要贡献在电磁学和热力学方面。那时电磁学刚刚开始发展。逐步应用于工业而出现了电机工程，开尔文在工程应用上作出了重要的贡献。热力学的情况却是先有工业，而后才有理论。从18世纪到19世纪初，在工业方面已经有了蒸汽机的广泛应用，然而到19世纪中叶以后，热力学才发展起来。开尔文是热力学的主要奠基者之一。他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利，在当时的科学界享有极高的名望。

开尔文在科学上的贡献主要有以下几个方面：

装设大西洋海底电缆是开尔文最出名的一项工作。当时由于电缆太长，信号减弱很严重。1855年开尔文研究电缆中信号传播的情况，得出了信号传播速度减慢与电缆长度平方成正比的规律。1851年开始有第一条海底电缆，装设在英国与法国相隔的海峡中。1856年新成立的大西洋电报公司筹划装设横过大西洋的海底电缆，并委任开尔文负责这项工作。经过两年的努力，几经周折，终于安装成功。除了在工程的设计和制造上花费了很大的力量之外，开尔文的科学研究对此也起了不小的作用。

开尔文为了成功地装设海底电缆，用了很大的力量来研究电工仪器。例如他发明的镜式电流计可提高仪器测量的灵敏度。虹吸记录器可自动记录电报信号。开尔文在电工仪器上的主要贡献是建立电磁量的精确单位标准和设计各种精密测量的仪器，包括绝对静电计、开尔文电桥、圈转电流计等。根据他的建议，1861年英国科学协会设立了一个电学标准委员会，为近代电学单位标准奠定了基础。

开尔文在波动和涡流方面作出了许多理论贡献。有许多是他在自己的快艇上的观察中受到启发的。他进行这方面的研究，包括对弹性固体的研究，目的之一是为了航海事业的发展，另一个目的是发展他对世界万物的机械观。企图通过这方面的研究把电磁现象和光现象的完整理论在牛顿经典力学的骨架上建造起来。因此他很热心于以太理论，把假想的以太当作一种实际存在的物质加以研究，以求能充分地解释电磁现象和光现象作为以太的某种运动形式。这种机械观的失败使他说出“19世纪乌云”那样的话。这是他在1900年一篇名为《遮盖在热和光的动力理论上的19世纪乌云》的演说中讲的。他说的“乌云”有两片，一片是以太理论的困难，一片是能量均分定理的困难。这两个困难到20世纪都得到了解决，以太理论的困难是由狭义相对论消除的，能量均分定理的困难是量子论解决的。

他也意识到，以太不过是人的主观想象。他在1890年说：“我想现在我们必须感觉到，以太、电、有重物三者联合在一起，不过是我们缺乏知识和能力，不能超越目前物理学的限度去思考的一种结果，而不是自然界的真实。”

开尔文从地面散热的快慢估计出，假如没有其他热的来源的话，地球从液态到达现在状况的时间不能比一亿年长。这个时间比地质学家和生物学家的估计短得多。开尔文与地质学家和生物学家为了地球年龄问题有过长期的争论，地质学家从岩石形成的年代，生物学家从生命发展的历史，都认为开尔文估计的年限太短，但是又无法驳倒他的理论。后来，到1896年发现了放射性物质，出现了热的新来源，开尔文的估计不成立了，这问题才解决。

科学贡献

开尔文是热力学的主要奠基人之一，在热力学的发展中作出了一系列的重大贡献。

1848年，根据盖-吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论创立了热力学温标，1854年又对其作了修改。指出：“这个温标的特点是它完全不依赖于任何特殊物质的物理性质。”这是现代科学上的标准温标，1954年国际会议正式确定了这一温标。

1851年他提出热力学第二定律：“不可能从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其他影响。”这是公认的热力学第二定律的标准说法。他是热力学第二定律的两个主要奠基人之一。（另一个是克劳修斯）他还从热力学第二定律断言，能量耗散是普遍的趋势。

并且指出，如果此定律不成立，就必须承认可以有一种永动机，它借助于使海水或土壤冷却而无限制地得到机械功，即所谓的第二种永动机。

1852年，他与焦耳合作进一步研究气体的内能，对焦耳气体自由膨胀实验作了改进，进行气体膨胀的多孔塞实验，发现了焦耳－汤姆森效应，即气体经多孔塞绝热膨胀后所引起的温度的变化现象。这一发现成为获得低温的主要方法之一，广泛地应用到低温技术中。