Книга Лорд Кельвин. Классическая термодинамика - Антонио М. Лальена Рохо

Возможно, ответом станет деятельность ученого до того, как ему исполнилось приблизительно 40 лет, — и когда он проявлял научную смелость, неожиданную для автора приведеиных выше изречений. Примерно в середине XIX века были сформулированы теории о свете, теплоте, электричестве и магнетизме — классических дисциплинах физики, — и участие в этом Томсона было основополагающим. Не будет большим преувеличением сказать, что в течение двух последних третей XIX века ни одна дискуссия в физике не проходила без его участия. Авторитет Томсона среди его европейских коллег был исключительно высок, и многие считали его самым блестящим ученым последних десятилетий.

Также следует вспомнить и бесчисленные достижения Томсона. Он ввел абсолютную температурную шкалу. В механике жидкостей известна теорема Кельвина о циркуляции. Он открыл так называемый эффект Томсона - термоэлектрическое свойство материалов, а вместе с Джоулем - термодинамический процесс, известный как эффект Джоуля - Томсона. В астрофизике используется временная шкала Кельвина - Гельмгольца - оценка времени, в течение которого звезда может светить, благодаря действию силы тяготения, сдавливающей ее массу с выделением тепла. Именами тех же людей названа неустойчивость в динамике жидкостей, которая объясняет, например, образование в атмосфере определенных типов облаков. Волны, которые формирует нос плывущего корабля, соответствуют так называемой модели Кельвина. Томсон открыл магнетосопротивление, и теорема Стокса о векторном исчислении появилась в первый раз в письме Томсона Стоксу, который позже использовал ее для формулировки одной из задач на экзамене 1854 года на премию Смита. Согласно Сильванусу Филиппу Томпсону, одному из биографов ученого, лорд Кельвин получил более 50 патентов в таких областях, как телеграф, компасы, навигационные приборы, динамо-машины и электрические лампы, электроизмерительные инструменты, электролитическое производство щелочей, клапаны для жидкостей и так далее. Наконец, Томсон активно участвовал в прокладке первого телеграфного кабеля через Атлантический океан.

Мы упоминали самые известные фразы лорда Кельвина - скептика, но нельзя оставить в стороне и другие изречения, в которых проявился его научный гений. В 1871 году в Эдинбурге, в связи с собранием Британской ассоциации развития науки, Томсон, который председательствовал на мероприятии, обратился к присутствующим с любопытными словами: «Наука стремится накапливать знания, следуя закону о сложных процентах. Каждое прибавление к знанию о свойствах материи предоставляет [физику] новые инструментальные средства для описания и толкования явлений природы, которые, в свою очередь, дают основания для новых обобщений, увеличивая постоянную стоимость в этом большом накоплении [натуральной] философии».

В лекции, прочитанной в Институте гражданских инженеров 3 мая 1883 года, ученый довольно точно выразил свою научную позицию: «Если ты можешь измерить то, о чем говоришь, и выразить это в числах, ты знаешь что-то об этом, но если не можешь выразить в числах, твое знание имеет скудный и неудовлетворительный характер».

Лорд Кельвин умер 17 декабря 1907 года в своем доме в Нетерхолле, в пригороде Ларгса (Шотландия). Похороны состоялись 23 декабря в Лондоне, на них присутствовали представители университетов и институтов всего мира. Ученый был похоронен в Вестминстерском аббатстве. На его могильной плите начертано: «В память барона Кельвина из Ларгса, инженера, натурфилософа, 1824-1907».

1824 26 июня в Белфасте родился Уильям Томсон. Его мать умерла в 1830 году.

1832 Семья переехала в Глазго, где отец Уильяма преподавал математику в университете. Там же учился и Томсон.

1841 Опубликовал первую научную статью, в которой защищал работу француза Фурье. Начал обучение в Кембриджском университете.

1845 Проводил исследования в лаборатории Реньо в Париже.

1846 Назначен преподавателем натуральной философии в Университете Глазго.

1851 Избран на роль фелло Лондонского королевского общества. Открыл явление, известное сегодня как эффект Томсона.

1852 Женился на Маргарет Крам (она скончается в 1870 году).

1864 Опубликовал расчеты, касающиеся возраста Земли. В следующем году участвовал в проекте прокладки подводного трансатлантического кабеля.

1866 Посвящен в рыцари. В следующем году совместно с Питером Тэтом опубликовал «Трактат о натуральной фпшософии».

1874 Заключил брак с Фрэнсис Анной Блэнди. Назначен президентом Общества телеграфных инженеров.

1881 Французское правительство предоставило Томсону титул командора ордена Почетного легиона. В 1889 году получил титул Великого Офицера.

1883 Награжден медалью Копли.

1884 Прочитал лекции в Балтиморе о молекулярной динамике и волновой теории света.

1890 Избран президентом Королевского общества, эту должность он занимал до 1894 года.

1892 Получил дворянский титул барона Кельвина из Ларгса.

1893 Возглавил международную комиссию по разработке плана гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде.

1896 Получил Большой Крест Королевского Викторианского ордена.

1898 Избран президентом Лондонского математического общества (на этом посту оставался до 1900 года).

1899 Ушел в отставку в качестве преподавателя Университета Глазго.

1906 Основана Международная электротехническая комиссия, первым президентом которой он стал.

1907 Умер 17 декабря в своем поместье в Нетерхолле. Похоронен в Вестминстерcком аббатстве.

ГЛАВА 1

Выдающийся студент

Математик-вундеркинд Уильям Томсон с самого раннего возраста проявлял исключительные способности к науке - во многом благодаря своему отцу, который внимательно относился к образованию сына. Будущий лорд Кельвин всегда интересовался исследовательскими вопросами, и когда ему едва исполнилось 20, уже внес важный вклад в изучение явлений переноса тепла и электромагнетизма на основе достижений Фурье.

В Университете Глазго 15, 16 и 17 июня 1896 года отмечалось важное событие: 50 лет назад лорд Кельвин получил кафедру натурфилософии. В празднествах приняли участие несколько сотен людей - представителей мира науки, политики и образования из разных стран. После ужина 16 числа сэр Джеймс Белл, мэр Глазго, обратился к присутствующим со словами:

«Королева приказывает мне попросить вас всех любезно выразить лорду Кельвину самые искренние поздравления от Ее Величества в связи с его юбилеем на кафедре в Университете Глазго. Ее Величество надеется, что многие гады здоровья и благополучия ждут его и госпожу Кельвин. Королева особо благодарит стольких присутствующих здесь выдающихся деятелей из всех стран мира, которые приехали воздать честь ее избранному гостю».

Лордом Кельвином, в адрес которого звучало столько комплиментов в связи с его юбилеем на кафедре, был не кто иной, как Уильям Томсон. Уже 70-летний тогда профессор родился 26 июня 1824 года в Белфасте (Северная Ирландия). Его отец, Джеймс Томсон, родился в 1786 году в Баллинахинче (графство Даун, Северная Ирландия) и учился в Университете Глазго с 1810 по 1814 год, а в 1815 году был назначен преподавателем математики в Королевском академическом институте Белфаста. Спустя два года, летом 1817-го, он заключил брак с Маргарет Гардинер, которая родила своему мужу семь детей: Элизабет, Анну, Джеймса, Джона, Маргарет, Роберта и Уильяма. Когда Уильяму было всего пять лет, мать скончалась.