William Thomson, Lord Kelvin - ชีวประวัติของนักฟิสิกส์ นักประดิษฐ์ และวิศวกรที่มีชื่อเสียง

วิลเลียม ทอมสันเกิดในเมืองหลวงของไอร์แลนด์เหนือ — เบลฟัสต์ เมื่อวันที่ 26 มิถุนายน พ.ศ. 2367 หลังจากภรรยาเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2373 พ่อชาวสก็อตของเขาได้ย้ายไปอยู่กับลูกชายสองคนที่กลาสโกว์ ซึ่งเขากลายเป็นศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยในท้องถิ่น . เด็ก ๆ ได้รับการศึกษาที่ดีเยี่ยมที่บ้าน เมื่ออายุได้ 8 ขวบ วิลเลียมเริ่มเข้าร่วมการบรรยายของบิดา และเมื่ออายุได้ 10 ขวบ เขาก็ได้ลงทะเบียนเป็นนักศึกษาในมหาวิทยาลัย

พ่อของเขาเดินทางบ่อยมากกับลูกชายของเขา เมื่ออายุได้ 12 ปี วิลเลียมสามารถพูดได้สี่หรือห้าภาษา การปรับปรุงความรู้ทางคณิตศาสตร์ดำเนินต่อไปที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (พ.ศ. 2384-2388) นักเรียนอายุสิบห้าปีเริ่มเขียนและเผยแพร่ผลงานของเขา บทความตีพิมพ์ครั้งแรกของเขาปรากฏใน Cambridge Mathematical Journal ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2384 เป็นการป้องกันและชี้แจงทฤษฎีบทพื้นฐานบางประการของ "การวิเคราะห์ฮาร์มอนิก" ของฟูริเยร์

ทอมสันกลายเป็นนักคณิตศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมและในขณะเดียวกันก็คุ้นเคยกับสถานะของฟิสิกส์สมัยใหม่เป็นอย่างดี

เจมส์, มาร์กาเร็ตกับเจเน็ต, เฮเลน, เพ็กกี้, วิลเลียม จูเนียร์, วิลเลียม ซีเนียร์ (จากซ้ายไปขวา)

ผลลัพธ์ที่ได้ไม่เกี่ยวข้องกับข้อ จำกัด ในชีวิตส่วนตัวความเป็นส่วนตัว ฯลฯ ในชีวิตของทอมสันร่าเริงเข้ากับคนง่ายเดินทางบ่อยและพยายามไม่ จำกัด ตัวเองในสิ่งใด ความสำเร็จมาพร้อมกับเขา

ทอมสันฝึกฝนทักษะของเขาในฐานะนักทดลองเป็นเวลาหลายเดือนในห้องทดลองของนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสผู้มีชื่อเสียง ซึ่งเป็นสมาชิกของ Paris Academy of Sciences, Henri Victor Regno (1810-1878) ซึ่งขณะนั้นเป็นศาสตราจารย์ที่วิทยาลัยแห่งฝรั่งเศส ทอมสันชื่นชมทักษะที่ได้รับ

การศึกษาสิ้นสุดลงและตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ว่างลงทันที ซึ่งวิลเลียม ทอมสัน วัย 22 ปีได้รับเลือกในปี พ.ศ. 2389 นักวิทยาศาสตร์จบตำแหน่งศาสตราจารย์เมื่ออายุน่านับถือ - 1 ตุลาคม พ.ศ. 2442 แต่ทำงานด้านวิทยาศาสตร์จนถึงวาระสุดท้ายของชีวิต มหาวิทยาลัยยอมรับคุณความดีของทอมสันด้วยการเลือกตั้งประธานาธิบดีในปี พ.ศ. 2447

วิลเลียม ทอมสัน 2412

ความสนใจด้านวิทยาศาสตร์ของทอมสันมีความหลากหลายมาก เขาใช้เวลามากมายในการแก้ปัญหาทางวิศวกรรม ก็เพียงพอแล้วที่จะทราบว่านักวิทยาศาสตร์มีส่วนร่วมในวิชาคณิตศาสตร์ อุณหพลศาสตร์ วิศวกรรมไฟฟ้า การสื่อสาร ก๊าซและอุทกพลศาสตร์ โหราศาสตร์และธรณีฟิสิกส์ โดยรวมแล้วเขาเขียนบทความบันทึกความทรงจำและอื่น ๆ มากกว่า 650 เรื่อง

งานเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิต ไฟฟ้า และแม่เหล็กเริ่มปรากฏขึ้นในปี พ.ศ. 2388 ตั้งแต่เริ่มต้นอาชีพครู ทอมสันต้องเริ่มทำการทดลองสาธิต และเมื่อเขาได้รับประสบการณ์ เขาก็เริ่มทำการทดสอบเชิงทดลองของงานวิจัยทางทฤษฎีของเขาเอง ผลของงานทางทฤษฎีและการทดลองมักถูกหารือกับนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเช่น M. Faraday และ D. Maxwell

บ่อยครั้งที่คำต่างๆ มาจากตัวเลขเฉพาะที่ไม่เคยเอ่ยออกมาวิลเลียม ทอมสัน หรือที่รู้จักกันดีในชื่อลอร์ดเคลวิน ไม่สามารถยกโทษให้ศาลใด ๆ ได้จากการอ้างความตายทางฟิสิกส์ในปี 1900 แม้ว่าเขาจะไม่เคยทำเช่นนั้นก็ตาม ตามรุ่นที่ได้รับความนิยมและในแง่ของความก้าวหน้าครั้งใหญ่ของฟิสิกส์ในปลายศตวรรษที่สิบเก้า ในปี 1900 เคลวินกล่าวกับ British Association for the Advancement of Science ด้วยคำพูดต่อไปนี้: "ตอนนี้ไม่มีอะไรใหม่ในฟิสิกส์ ค้นพบ . มีเพียงการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นเท่านั้น "วิถีทางวิทยาศาสตร์ของเคลวินไม่เหมือนกับวิถีของมนุษย์ที่มักจะผิดพลาดในการตัดสินขนาดนี้ ตำแหน่งพิเศษของเขาใน Olympus ทางวิทยาศาสตร์นั้นปลอดภัยด้วยข้อดีมากมายของเขา

— Javier Janes Lord Kelvin และจุดจบของฟิสิกส์ที่เขาไม่เคยมองเห็นล่วงหน้า

ปัจจุบัน ชื่อของเขาเป็นที่รู้จักกันดีในนามของ International Temperature System ซึ่งเป็นชื่อที่ยกย่องความแม่นยำของเขา คำนวณศูนย์สัมบูรณ์ ประมาณ -273.15 องศาเซลเซียส แต่การมีส่วนร่วมของเขามีความสำคัญในการสร้างอุณหพลศาสตร์ พัฒนาสูตรทางคณิตศาสตร์ของไฟฟ้า และปูทางไปสู่ความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงาน

งานของเขาในฐานะนักประดิษฐ์และวิศวกรนำเขาไปสู่เข็มทิศเดินเรือที่สมบูรณ์แบบ และเหนือสิ่งอื่นใด เขาได้รับชื่อเสียงและโชคลาภจากงานโทรเลขและความพยายามในการส่งเสริมโครงการเคเบิลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก

วิลเลียม ทอมสัน (ลอร์ดเคลวิน) กับเข็มทิศ 2445

ในบทความชีวประวัติสั้น ๆ นี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ด้านการสื่อสารโทรคมนาคม

ทอมสันบรรลุผลในทางปฏิบัติที่สำคัญเป็นครั้งแรกในกระบวนการมีส่วนร่วมในการสร้างสายโทรเลขข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก

เป็นเวลาหลายปีหลังจากการประดิษฐ์โทรเลขของมอร์ส (พ.ศ. 2387) ประเทศในยุโรปและอเมริกาเหนือถูกปกคลุมด้วยเครือข่ายสายโทรเลขที่หนาแน่น แต่ตลาดการขายและแหล่งวัตถุดิบในทวีปอื่น ๆ อยู่นอกเหนือการเข้าถึงของการสื่อสาร

เละเทะ! มีแผนสร้างสายโทรเลขระหว่างสหรัฐอเมริกาและยุโรปตะวันตกผ่านอะแลสกา ช่องแคบแบริ่ง และไซบีเรีย องค์กรพังทลายตั้งแต่เริ่มต้น: สายโทรเลขข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเริ่มดำเนินการและ W. Thomson ต้องโทษเป็นส่วนใหญ่สำหรับเหตุการณ์นี้

ความพยายามครั้งแรกในการวางสายเคเบิลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกในปี พ.ศ. 2400 จบลงด้วยความล้มเหลว สายเคเบิลถูกตัด ทอมสันเริ่มศึกษาพารามิเตอร์ทันที ให้คำแนะนำเพื่อปรับปรุงการออกแบบ

ก่อนหน้านี้ (พ.ศ. 2399) เขาได้พิสูจน์ว่าความเร็วในการแพร่กระจายของสัญญาณในสายเคเบิลนั้นแปรผกผันกับความต้านทานและความจุไฟฟ้า ในปี พ.ศ. 2401 เพื่อลงทะเบียนสัญญาณโทรเลขที่อ่อนแอ นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแบบกระจก ซึ่งเขาได้รับสิทธิบัตรในอีกเก้าปีต่อมา

ทอมสันมีส่วนร่วมในการวางสายเคเบิลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเส้นที่สองซึ่งตั้งอยู่บน Great Eastern ซึ่งเป็นเรือที่ใหญ่ที่สุดในยุคนั้น (พ.ศ. 2408) ต่อมาเขาได้คิดค้นอุปกรณ์สำหรับบันทึกโทรเลขอัตโนมัติที่เรียกว่าเครื่องบันทึกกาลักน้ำ

ทอมสันเริ่มทำงานด้านโทรคมนาคมครั้งแรกในปี พ.ศ. 2399 โดยเป็นสมาชิกของบริษัทโทรเลขแอตแลนติก และยังคงทำงานด้านโทรเลขและโทรศัพท์ต่อไปตลอดชีวิตของเขา

เคเบิลโทรเลขเป็นแรงผลักดันในการวัดทางไฟฟ้าทางวิทยาศาสตร์ (การกำหนดความต้านทานของทองแดงและฉนวน ตลอดจนความจุของสายเคเบิล)

Great Eastern เป็นเรือที่ใหญ่ที่สุดในโลกเมื่อวางสายเคเบิลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกครั้งแรกในปี พ.ศ. 2409 เรือเหล็กมีความยาว 211 เมตรและบรรทุกสายเคเบิลได้มากกว่า 1,000 กิโลเมตร

สายโทรเลขไปยัง Great Eastern

การโหลดสายเคเบิลโทรเลขข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกไปยังเกรตอีสต์ พ.ศ. 2409

เครื่องบันทึกกับดักโทรเลข ผลิตโดย Muirhead & Co. จำกัด จากสถานีเคเบิล Ballingskelligs ในสาธารณรัฐไอร์แลนด์ สถานีนี้เปิดใช้ในปี 1873 เพียงเก้าปีหลังจาก Great Eastern Voyage ซึ่งวางสายเคเบิลใต้น้ำข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกสำเร็จเป็นครั้งแรก เครื่องบันทึกเสียงกาลักน้ำถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยลอร์ดเคลวินในปี พ.ศ. 2410 เพื่อใช้กับสายโทรเลขข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกใหม่

เครื่องยนต์ของวิลเลียม ทอมสัน พ.ศ. 2414

โวลต์มิเตอร์ของวิลเลียม ทอมสัน ซึ่งเป็นเครื่องวัดความต่างศักย์ในยุคแรกๆ ประมาณกลางทศวรรษ 1880

แน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุความสำเร็จทั้งหมดของนักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์ในบันทึกเล็ก ๆ แต่เราไม่สามารถช่วยได้ แต่จำสูตรของทอมสันที่ได้รับในปี พ.ศ. 2396 สำหรับการคำนวณความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรสั่น

การส่งและการจ่ายไฟฟ้าก็ดึงดูดความสนใจของเขาเช่นกัน ในปี พ.ศ. 2422 เมื่อให้การเป็นพยานเกี่ยวกับการส่งกำลังด้วยไฟฟ้าต่อหน้าคณะกรรมการรัฐสภา เขาแสดงให้เห็นว่าสามารถถ่ายโอนด้วยกำลัง 21,000 แรงม้าได้ ภายใต้แรงดัน 80,000 โวลต์ ที่ระยะทาง 300 ไมล์ สองปีต่อมา เขาได้นำเสนอบทความต่อสมาคมอังกฤษเรื่อง "The Economics of Metallic Electric Conductors"

ในปี 1890เขาได้รับแต่งตั้งเป็นประธานของ International Niagara Commission ซึ่งทำหน้าที่ตรวจสอบ รายงาน และมอบรางวัลให้กับแผนการผลิตและการส่งพลังงานไฟฟ้าจากน้ำตก Niagara Falls

วิลเลียม ทอมสันเชื่อมโยงกับธุรกิจขนาดเล็กในลักษณะเดียวกัน ซึ่งตั้งอยู่ไม่ไกลจากบ้านของเขา ผลิตกระแสไฟฟ้าที่ Foyer Falls และใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมโดย British Aluminium Company

อาจกล่าวได้ว่าไม่มีใครประดิษฐ์เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าที่หลากหลายสำหรับการใช้งานมาตรฐาน ห้องทดลอง หรือเชิงพาณิชย์มากไปกว่าเขา

เครื่องมือวัดทางไฟฟ้า โดย William Thomson

ผลงานของทอมสันได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วเสมอ รางวัลก็ไม่สาย ในปี พ.ศ. 2389 เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกของเอดินเบอระ และอีกห้าปีต่อมา - จากราชสมาคมแห่งลอนดอน เหตุการณ์ที่น่าเศร้าเพียงอย่างเดียว: การตายของพ่อของเขา (พ.ศ. 2392) ระหว่างการแพร่ระบาดของอหิวาตกโรคและการตายของภรรยาของเขา (พ.ศ. 2413)

การใช้ประโยชน์จากสิทธิบัตร 70 ฉบับทำงานเป็นที่ปรึกษาในหลาย ๆ บริษัท (รวมถึง บริษัท Marconi) ทำให้ไม่ต้องละอายใจกับวิธีการ ในปี พ.ศ. 2413 ทอมสันได้ซื้อเรือยอทช์สุดหรู "Lalla Rukh" โดยมีระวางขับน้ำ 126 ตัน ต่อมาไม่นาน (พ.ศ. 2417) เขาได้สร้างปราสาทบนที่ดิน Nisergall ที่ซื้อมาใกล้กับปากแม่น้ำไคลด์ (สกอตแลนด์) ใช้เวลาในการเดินทางไปต่างประเทศเป็นจำนวนมาก ในช่วงหนึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ไปเยี่ยมโอเดสซาและเซวาสโทพอล

ลอร์ดเคลวินบนเรือยอทช์ "Lala Rukh" 2442

ในปี 1858 ทอมสันได้รับตำแหน่งอัศวินจากความสำเร็จในการวางสายเคเบิล ในปี พ.ศ. 2435 สมเด็จพระราชินีนาถวิกตอเรียทรงมอบรางวัลให้กับชาวอังกฤษสำหรับความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์อันยิ่งใหญ่ ดังนั้นเซอร์ทอมสันจึงกลายเป็นลอร์ดเคลวินนามสกุลได้รับเลือกให้เป็นชื่อของแม่น้ำบนฝั่งที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ตั้งอยู่

ลอร์ดคนใหม่กลายเป็นสมาชิกสภาขุนนางโดยอัตโนมัติตั้งแต่ปี 2435 ซึ่งเขาจัดการเรื่องการศึกษาระดับสูง เทคโนโลยี และการแนะนำระบบเมตริกในประเทศ เขาเป็นสมาชิกและประธานสมาคมวิทยาศาสตร์หลายแห่งทั่วโลก รวมทั้งเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก และได้รับเหรียญรางวัลกิตติมศักดิ์มากมาย

ในปี พ.ศ. 2427 มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์ก เพื่อเป็นเกียรติแก่การครบรอบ 300 ปีของมหาวิทยาลัย ปรารถนาที่จะมอบปริญญากิตติมศักดิ์ให้กับเขา และพบว่าปริญญาทางการแพทย์เพียงใบเดียวที่เขายังไม่มีได้มอบประกาศนียบัตรนี้ให้กับเขา

ฝรั่งเศสแต่งตั้งให้เขาเป็น Grand Officer of the Legion of Honor เขาเป็นประธานสี่ครั้งของ Royal Society of Edinburgh (the Scottish National Academy of Science and Letters) และเป็นประธานสองครั้งของ Institution of Electrical Engineers

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ไม่มีใครเทียบได้ในประวัติศาสตร์ของโลกในด้านความก้าวหน้าของอารยธรรมและวิทยาศาสตร์ การมองย้อนกลับไปและติดตามการเจริญเติบโตของยุคเก่า การเริ่มต้นและการพัฒนาของวิทยาศาสตร์ใหม่ และการรวมตัวกันอย่างใกล้ชิดของทฤษฎีและการปฏิบัติซึ่ง พิสูจน์ได้ว่าสิ่งนี้เป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ เราเห็นทุกที่และทุกช่วงของผลงานอันน่าทึ่งของอัจฉริยะสากล—วิลเลียม ทอมสัน หลังจากนั้นเซอร์วิลเลียม ทอมสัน และปัจจุบันคือลอร์ดเคลวิน

— เจ.ดี. คอร์แม็ก. จากบทความในนิตยสาร Cassier ปี 1899

วิลเลียม ทอมสัน ลอร์ดเคลวินบรรยายครั้งสุดท้ายที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2442

มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ พ.ศ. 2442

ลอร์ดและเลดี้เคลวินกับวิศวกรที่มีชื่อเสียงของ General Electric ประมาณปี 1900 ภาพถ่ายยังแสดงให้เห็น T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz และ Eliu Thomson

ผลงานของลอร์ดเคลวินได้รับการยอมรับไปทั่วโลกแขก 2,500 คนมาร่วมฉลองครบรอบ 50 ปีของการเป็นศาสตราจารย์ของเขา การเฉลิมฉลองกินเวลาสามวัน

ในช่วงสุดท้ายของชีวิต เคลวินได้รับเลือกเป็นประธานของราชสมาคมแห่งลอนดอน (พ.ศ. 2443-2448) ซึ่งเป็นตำแหน่งที่นิวตันเคยดำรงตำแหน่ง เขาใช้เวลาสองปีที่ผ่านมาต่อสู้กับความเจ็บป่วยที่ Nethergaol ซึ่งเขาเสียชีวิตเมื่อวันที่ 17 ธันวาคม พ.ศ. 2450 เขาถูกฝังใน Westminster Abbey ใกล้หลุมฝังศพของ Newton

ในปี 1924 มีการเฉลิมฉลองครบรอบ 100 ปีวันเกิดของนักวิทยาศาสตร์อย่างกว้างขวาง นิตยสารไฟฟ้าฉบับที่หกซึ่งอุทิศให้กับเคลวินทั้งหมดออกมาพร้อมกับจารึกสีแดงบนหน้าปก: "หมายเลขของลอร์ดเคลวิน"