William Thomson, Lord Kelvin - en biografi om den berömda fysikern, uppfinnaren och ingenjören

William Thomson föddes i Nordirlands huvudstad - Belfast den 26 juni 1824. Hans skotske far, efter sin frus död 1830, flyttade med sina två söner till Glasgow, där han blev professor i matematik vid ett lokalt universitet . Barnen fick en utmärkt utbildning hemma. Vid 8 års ålder började William gå på sin fars föreläsningar, och vid 10 års ålder blev han inskriven som student vid universitetet.

Eftersom hans far var en rik man reste han mycket med sina söner. Vid 12 års ålder var William flytande i fyra eller fem språk. Förbättringen av matematiska kunskaper fortsatte vid University of Cambridge (1841-1845). Den femtonårige studenten började skriva och publicera sina verk. Hans första publicerade artikel dök upp i Cambridge Mathematical Journal i maj 1841. Det var ett försvar och förtydligande av några grundläggande satser i Fouriers "harmoniska analys".

Genom att visa tidig matematisk förmåga blev Thomson en utmärkt matematiker och blev samtidigt väl förtrogen med fysikens moderna tillstånd.

James, Margaret med Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (vänster till höger)

De uppnådda resultaten är inte förknippade med några restriktioner för personligt liv, integritet etc. Thomson i livet var glad, sällskaplig, reste mycket och försökte att inte begränsa sig till någonting. Framgången följer med honom.

Thomson finslipade sina färdigheter som experimentator i flera månader i laboratoriet hos den berömda franska fysikern, medlem av Paris vetenskapsakademi, Henri Victor Regno (1810-1878), som då var professor vid Collège de France. Thomson uppskattade de färdigheter som förvärvats.

Studierna avslutades och posten som chef för fysikavdelningen vid University of Glasgow ledigades omedelbart, till vilken den 22-årige William Thomson valdes 1846. Vetenskapsmannen avslutade sin professur vid den ärevördiga åldern - 1 oktober 1899, men var engagerad i vetenskapligt arbete till slutet av sitt liv. Universitetet erkände Thomsons förtjänster genom att välja honom till president 1904.

William Thomson, 1869

Thomsons vetenskapliga intressen är mycket olika. Han lägger mycket tid på att lösa ingenjörsproblem. Det räcker med att notera att forskaren var engagerad i matematik, termodynamik, elektroteknik, kommunikation, gas och hydrodynamik, astro- och geofysik. Totalt skrev han mer än 650 avhandlingar, memoarer m.m.

Verk om elektrostatik, elektricitet och magnetism började dyka upp 1845. Från början av sin lärarkarriär var Thomson tvungen att börja sätta upp demonstrationsexperiment, och allt eftersom han fick erfarenhet började han utföra experimentella tester av sin egen teoretiska forskning. Resultaten av teoretiska och experimentella arbeten diskuteras ofta med så framstående vetenskapsmän som M. Faraday och D. Maxwell.

Det händer ofta att ord tillskrivs specifika figurer som aldrig har yttrat dem.William Thomson, mer känd som Lord Kelvin, kan inte frikännas av någon domstol för att han hävdade fysikens död 1900 ... även om han aldrig gjorde det. Enligt den populära versionen, och mot bakgrund av de stora framsteg som fysiken gjorde i slutet av artonhundratalet, vände sig Kelvin år 1900 till British Association for the Advancement of Science med följande ord: "Inget nytt inom fysiken har nu blivit upptäckte. Bara mer och mer exakta mätningar återstår. "Kelvins vetenskapliga bana är inte som banan för en man som är benägen till bedömningsfel av denna storleksordning. Hans privilegierade plats på den vetenskapliga Olympen säkerställs av hans många förtjänster.

— Javier Janes Lord Kelvin och slutet på fysik han aldrig förutsåg

Idag är hans namn särskilt känt som eponymet för International Temperature System, en beteckning som hedrar hans exakta beräkna absolut noll ca -273,15 grader Celsius. Men hans bidrag var betydelsefullt för att forma termodynamiken, utveckla den matematiska formuleringen av elektricitet och bana vägen för att förstå förhållandet mellan materia och energi.

Hans arbete som uppfinnare och ingenjör ledde honom till perfekta navigationskompasser, och framför allt fick han berömmelse och rikedom genom sitt arbete inom telegrafi och sina ansträngningar att främja det transatlantiska kabelprojektet.

William Thomson (Lord Kelvin) med sin kompass, 1902.

I denna korta biografiska artikel kommer vi att fokusera på vetenskapsmannens verk inom telekommunikationsområdet.

Thomson uppnådde sina första betydande praktiska resultat i processen att delta i byggandet av den transatlantiska telegraflinjen.

Under flera år efter uppfinningen av Morses telegraf (1844) var länderna i Europa och Nordamerika täckta av ett tätt nätverk av telegraflinjer, men försäljningsmarknaderna och råvarukällorna på andra kontinenter var utom räckhåll för kommunikationer.

En röra! Det fanns en plan att bygga en telegraflinje mellan USA och Västeuropa genom Alaska, Beringssundet och Sibirien. Företaget kollapsade redan i början: den transatlantiska telegraflinjen togs i drift, och W. Thomson var till stor del skyldig till denna händelse.

Det första försöket att lägga en transatlantisk kabel 1857 slutade i misslyckande - kabeln kapades. Thomson började omedelbart studera dess parametrar, gav rekommendationer för att förbättra designen.

Tidigare (1856) bevisade han att utbredningshastigheten för en signal i en kabel är omvänt proportionell mot dess motstånd och elektriska kapacitet. År 1858, för att registrera svaga telegrafsignaler, uppfann vetenskapsmannen en spegelgalvanometer, som han fick patent på nio år senare.

Thomson själv deltog i läggningen av den andra transatlantiska kabeln, belägen på Great Eastern - det största fartyget på den tiden (1865). Han uppfann senare en anordning för automatisk inspelning av telegram som kallas en sifoninspelare.

Thomson började först arbeta inom telekommunikation 1856, blev medlem i Atlantic Telegraph Company och fortsatte att arbeta med telegrafi och sedan telefoni under hela sitt liv.

Kabeltelegrafen gav impulser till vetenskapliga elektriska mätningar (bestämning av resistansen hos koppar och isolering, liksom kablarnas kapacitans).

Great Eastern var det största fartyget i världen när det lade den första transatlantiska kabeln 1866. Järnskeppet var 211 meter långt och bar över 1 000 kilometer kabel.

Telegrafkabel till Great Eastern

Lastning av den transatlantiska telegrafkabeln till Great East, 1866.

Telegraph trap recorder tillverkad av Muirhead & Co. Ltd. från Ballingskelligs kabelstation i Irland. Denna station öppnades 1873, bara nio år efter Great Eastern Voyage som lade den första framgångsrika undervattenskabeln över Atlanten. Sifoninspelaren uppfanns av Lord Kelvin 1867 för användning med den nya transatlantiska telegrafkabeln.

William Thomsons motor, 1871.

William Thomsons voltmeter, en tidig potentialskillnadsmätare, cirka mitten av 1880-talet

Naturligtvis är det inte möjligt att lista alla vetenskapsmannens och uppfinnarens prestationer i en liten anteckning, men vi kan inte låta bli att minnas Thomsons formel som erhölls 1853 för att beräkna resonansfrekvensen för den oscillerande kretsen.

Elöverföring och distribution väckte också hans uppmärksamhet. 1879, när han vittnade om elektrisk transmission inför en riksdagsutskott, visade han att det var möjligt att överföra med en ekonomi på 21 000 hk. under tryck på 80 000 volt på ett avstånd av 300 miles. Två år senare presenterade han ett dokument för British Association med titeln "The Economics of Metallic Electric Conductors".

År 1890han utsågs till ordförande för Internationella Niagarakommissionen, som granskar, rapporterar och delar ut planer för generering och överföring av elektrisk kraft från Niagarafallen.

William Thomson var kopplad till ett mindre företag av samma karaktär, beläget inte långt från hans hem, som genererade elektricitet vid Foyer Falls och använde den för tillverkning av aluminium av British Aluminium Company.

Det kan sägas att ingen har uppfunnit mer av en mängd olika elektriska mätinstrument för standard-, laboratorie- eller kommersiell användning än han.

Elektriska mätinstrument av William Thomson

Thomsons verk får alltid ett snabbt erkännande, utmärkelserna var inte sena. 1846 valdes han till stipendiat i Edinburgh och fem år senare - till Royal Society of London. De enda sorgliga händelserna: hans fars död (1849) under en koleraepidemi och hans hustrus död (1870).

Utnyttjandet av 70 patent, arbete som konsult i många företag (inklusive Marconi-företaget) gjorde det möjligt att inte skämmas för medel. År 1870 köpte Thomson en lyxyacht "Lalla Rukh" med ett deplacement på 126 ton. Lite senare (1874) byggde han ett slott på den köpta egendomen Nisergall nära Clydeflodens mynning (Skottland). En avsevärd tid ägnades åt att resa utomlands. Under en av dem besökte forskaren Odessa och Sevastopol.

Lord Kelvin på yachten "Lala Rukh" 1899.

År 1858 adlades Thomson för sin framgång med att lägga kabeln. 1892 tilldelade drottning Victoria honom engelsmannen för stora vetenskapliga landvinningar. Sålunda blev Sir Thomson Lord Kelvin.Efternamnet valdes för namnet på floden på vars stränder University of Glasgow ligger.

Den nya herren blev automatiskt medlem av House of Lords från 1892, där han behandlade frågor om högre utbildning, teknik och införandet av det metriska systemet i landet. Han var medlem och president i många vetenskapliga sällskap runt om i världen, inklusive hedersmedlem i St. Petersburgs vetenskapsakademi, och belönades med många hedersmedaljer.

År 1884, för att hedra sitt 300-årsjubileum, önskade universitetet i Heidelberg att tilldela honom en hedersexamen och fann att den enda medicinska examen som var tillgänglig för honom och som han ännu inte hade, gav honom detta diplom.

Frankrike gjorde honom till storofficer av hederslegionen. Han var fyra gånger president för Royal Society of Edinburgh (den skotska nationella vetenskapsakademin) och två gånger president för Institution of Electrical Engineers.

I slutet av ett sekel, utan motstycke i världens historia i civilisationens och vetenskapens framsteg, ser man tillbaka och spårar tillväxten av de gamla, början och utvecklingen av de nya vetenskaperna, och den nära föreningen av teori och praktik som bevisar att detta är fördelaktigt för mänskligheten, vi ser överallt och i varje skede det anmärkningsvärda arbetet av ett universellt geni - William Thomson, därefter Sir William Thomson och nu Lord Kelvin.

— JD Cormack. Från en artikel i Cassiers Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin håller sin sista föreläsning vid University of Glasgow, 1 oktober 1899.

University of Glasgow, 1899.

Lord och Lady Kelvin med framstående General Electric-ingenjörer, cirka 1900. Fotot visar också T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz och Eliu Thomson.

Lord Kelvins verk fick världsomspännande erkännande.2 500 gäster kom för att fira 50-årsjubileet av hans professur. Firandet varade i tre dagar.

I slutet av sitt liv valdes Kelvin till president för Royal Society of London (1900-1905), en post som en gång innehas av Newton. Han tillbringade de senaste två åren med att kämpa mot sjukdomen i Nethergaol, där han dog den 17 december 1907. Han begravdes i Westminster Abbey nära Newtons grav.

1924 firades 100-årsdagen av vetenskapsmannens födelse allmänt. Det sjätte numret av tidskriften Electricity, helt ägnat åt Kelvin, kom ut med en röd inskription på omslaget: "Lord Kelvins nummer".