William Thomson, Lord Kelvin - kuuluisan fyysikon, keksijän ja insinöörin elämäkerta

William Thomson syntyi Pohjois-Irlannin pääkaupungissa Belfastissa 26. kesäkuuta 1824. Hänen skotlantilainen isänsä muutti vaimonsa kuoleman jälkeen vuonna 1830 kahden poikansa kanssa Glasgowiin, missä hänestä tuli matematiikan professori paikallisessa yliopistossa. . Lapset saivat erinomaisen koulutuksen kotona. 8-vuotiaana William alkoi käydä isänsä luentoja, ja 10-vuotiaana hänet kirjoitettiin opiskelijaksi yliopistoon.

Koska hänen isänsä oli rikas mies, hän matkusti paljon poikiensa kanssa. 12-vuotiaana William puhui sujuvasti neljää tai viittä kieltä. Matemaattisten tietojen parantaminen jatkui Cambridgen yliopistossa (1841-1845). Viisitoistavuotias opiskelija alkoi kirjoittaa ja julkaista teoksiaan. Hänen ensimmäinen julkaistu artikkelinsa ilmestyi Cambridge Mathematical Journalissa toukokuussa 1841. Se oli puolustus ja selvennys eräille Fourierin "harmonisen analyysin" peruslauseille.

Varhaisen matemaattisen kyvyn osoittava Thomsonista tuli erinomainen matemaatikko ja samalla hän tutustui hyvin fysiikan nykytilaan.

James, Margaret ja Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (vasemmalta oikealle)

Saavutettuihin tuloksiin ei liity mitään rajoituksia henkilökohtaiselle elämälle, yksityisyydelle jne. Thomson oli elämässään iloinen, seurallinen, matkusti paljon ja yritti olla rajoittamatta itseään mihinkään. Menestys seuraa häntä.

Thomson hioi taitojaan kokeilijana useiden kuukausien ajan kuuluisan ranskalaisen fyysikon, Pariisin tiedeakatemian jäsenen Henri Victor Regnon (1810-1878), joka oli tuolloin Collège de Francen professori, laboratoriossa. Thomson arvosti hankittuja taitoja.

Opinnot päättyivät, ja Glasgow'n yliopiston fysiikan osaston johtajan virka vapautui välittömästi, johon 22-vuotias William Thomson valittiin vuonna 1846. Tiedemies lopetti professuurinsa kunnianarvoisessa iässä - 1. lokakuuta 1899, mutta harjoitti tieteellistä työtä elämänsä loppuun asti. Yliopisto tunnusti Thomsonin ansiot valitessaan hänet presidentiksi vuonna 1904.

William Thomson, 1869

Thomsonin tieteelliset kiinnostuksen kohteet ovat hyvin erilaisia. Hän viettää paljon aikaa teknisten ongelmien ratkaisemiseen. Riittää, kun huomautetaan, että tiedemies harjoitti matematiikkaa, termodynamiikkaa, sähkötekniikkaa, viestintää, kaasu- ja hydrodynamiikkaa, astro- ja geofysiikkaa. Yhteensä hän kirjoitti yli 650 tutkielmaa, muistelmaa jne.

Sähköstatiikkaa, sähköä ja magnetismia koskevia teoksia alkoi ilmestyä vuonna 1845. Opettajauransa alusta lähtien Thomson joutui aloittamaan demonstraatiokokeilujen rakentamisen, ja kokemuksen saatuaan hän ryhtyi tekemään oman teoreettisen tutkimuksensa kokeellisia testejä. Teoreettisen ja kokeellisen työn tuloksista keskustellaan usein sellaisten arvostettujen tiedemiesten kuin M. Faraday ja D. Maxwell kanssa.

Usein tapahtuu, että sanat liitetään tiettyihin hahmoihin, jotka eivät koskaan lausuneet niitä.William Thomsonia, joka tunnetaan paremmin nimellä Lord Kelvin, ei mikään tuomioistuin voi vapauttaa syytteeseen fysiikan kuolemasta vuonna 1900... vaikka hän ei koskaan tehnyt niin. Suositun version mukaan ja fysiikan 1800-luvun lopulla saavuttaman suuren edistyksen valossa, vuonna 1900 Kelvin puhui British Association for the Advancement of Sciencelle seuraavilla sanoilla: "Fysiikassa ei ole nyt saatu mitään uutta. löydetty. Jäljelle jää vain yhä tarkempia mittauksia. "Kelvinin tieteellinen liikerata ei ole samanlainen kuin miehen, joka on altis tämän suuruisille harkintavirheille. Hänen etuoikeutettu paikkansa tieteellisellä Olympuksella on turvattu hänen monien ansioidensa ansiosta.

— Javier Janes Lord Kelvin ja fysiikan loppu, jota hän ei koskaan nähnyt

Nykyään hänen nimensä tunnetaan erityisen hyvin nimellä International Temperature System, nimitys, joka kunnioittaa hänen tarkkaa absoluuttisen nollan laskeminen noin -273,15 celsiusastetta. Mutta hänen panoksensa oli merkittävä termodynamiikan muotoilussa, sähkön matemaattisen muotoilun kehittämisessä ja tietä aineen ja energian välisen suhteen ymmärtämiselle.

Hänen työnsä keksijänä ja insinöörinä johti hänet täydellisiin navigointikompasseihin, ja ennen kaikkea hän saavutti mainetta ja omaisuutta lennätystyöstään ja ponnisteluistaan ​​edistää transatlanttista kaapeliprojektia.

William Thomson (Lord Kelvin) kompassineen, 1902.

Tässä lyhyessä elämäkertaartikkelissa keskitymme tietoliikennealan tiedemiehen töihin.

Thomson saavutti ensimmäiset merkittävät käytännön tulokset osallistuessaan transatlanttisen lennätinlinjan rakentamiseen.

Useiden vuosien ajan Morsen lennättimen keksimisen (1844) jälkeen Euroopan ja Pohjois-Amerikan maat peittivät tiheän lennätinverkoston, mutta myyntimarkkinat ja raaka-ainelähteet muilla mantereilla olivat viestinnän ulottumattomissa.

Sotku! Suunnitelmissa oli rakentaa lennätinlinja Yhdysvaltojen ja Länsi-Euroopan välille Alaskan, Beringin salmen ja Siperian kautta. Yritys romahti heti alussa: Atlantin ylittävä lennätinlinja otettiin käyttöön, ja W. Thomson oli suurelta osin syypää tähän tapahtumaan.

Ensimmäinen yritys vetää transatlanttista kaapelia vuonna 1857 päättyi epäonnistumiseen - kaapeli katkesi. Thomson alkoi heti tutkia sen parametreja, antoi suosituksia suunnittelun parantamiseksi.

Aikaisemmin (1856) hän osoitti, että signaalin etenemisnopeus kaapelissa on kääntäen verrannollinen sen vastukseen ja sähkökapasiteettiin. Vuonna 1858 tiedemies keksi heikkojen lennätinsignaalien rekisteröimiseksi peiligalvanometrin, jolle hän sai patentin yhdeksän vuotta myöhemmin.

Thomson itse osallistui toisen transatlanttisen kaapelin asennukseen, joka sijaitsee Great Easternissä - tuon ajan suurimmassa laivassa (1865). Myöhemmin hän keksi sifoninauhuriksi kutsutun laitteen sähkeiden automaattiseen tallentamiseen.

Thomson aloitti työskentelyn televiestinnän parissa vuonna 1856, liittymällä Atlantic Telegraph Companyn jäseneksi, ja jatkoi työskentelyä lennätyksen ja sitten puhelintoiminnan parissa koko elämänsä ajan.

Kaapelilennätin antoi sysäyksen tieteellisille sähkömittauksille (kuparin ja eristyksen resistanssin sekä kaapeleiden kapasitanssin määrittäminen).

Great Eastern oli maailman suurin alus, kun se laski ensimmäisen transatlanttisen kaapelin vuonna 1866. Rauta-alus oli 211 metriä pitkä ja kuljetti yli 1000 kilometriä kaapelia.

Lennätinkaapeli Great Easterniin

Transatlanttisen lennätinkaapelin lastaus Isoon itään, 1866.

Muirhead & Co:n valmistama lennätinanuhuri. Oy Ballingskelligsin kaapeliasemalta Irlannin tasavallasta. Tämä asema avattiin vuonna 1873, vain yhdeksän vuotta Great Eastern Voyage -matkan jälkeen, joka laski ensimmäisen onnistuneen merenalaisen kaapelin Atlantin valtameren yli. Lord Kelvin keksi sifoninauhurin vuonna 1867 käytettäväksi uuden transatlanttisen lennätinkaapelin kanssa.

William Thomsonin moottori, 1871.

William Thomsonin volttimittari, varhainen potentiaalieromittari, noin 1880-luvun puolivälissä

Tietenkään ei ole mahdollista luetella kaikkia tiedemiehen ja keksijän saavutuksia pienessä muistiinpanossa, mutta emme voi olla muistamatta Thomsonin vuonna 1853 saatua kaavaa värähtelypiirin resonanssitaajuuden laskemiseksi.

Myös sähkön siirto ja jakelu herättivät hänen huomionsa. Vuonna 1879, kun hän todisti sähköisestä voimansiirrosta parlamentin valiokunnalle, hän osoitti, että siirto oli mahdollista 21 000 hv:n taloudella. 80 000 voltin paineessa 300 mailin etäisyydellä. Kaksi vuotta myöhemmin hän esitti Britannian yhdistykselle artikkelin "The Economics of Metallic Electric Conductors".

Vuonna 1890hänet nimitettiin kansainvälisen Niagara-komission puheenjohtajaksi, joka tutkii, raportoi ja palkitsee suunnitelmia sähkön tuottamiseksi ja siirtämiseksi Niagaran putouksista.

William Thomson oli yhteydessä pienempään samantyyppiseen yritykseen, joka sijaitsi lähellä hänen kotiaan ja joka tuotti sähköä Foyer Fallsissa ja käytti sitä British Aluminium Companyn alumiinin valmistukseen.

Voidaan sanoa, että kukaan ei ole keksinyt enempää erilaisia ​​sähköisiä mittauslaitteita standardi-, laboratorio- tai kaupalliseen käyttöön kuin hän.

William Thomsonin sähköiset mittauslaitteet

Thomsonin teokset saavat aina nopean tunnustuksen, palkinnot eivät olleet myöhässä. Vuonna 1846 hänet valittiin Edinburghin ja viisi vuotta myöhemmin Lontoon Royal Societyn jäseneksi. Ainoat surulliset tapahtumat: hänen isänsä kuolema (1849) koleraepidemian aikana ja hänen vaimonsa kuolema (1870).

70 patentin hyödyntäminen, konsulttityö monissa yrityksissä (mukaan lukien Marconi-yhtiö) mahdollisti keinoja olla häpeämättä. Vuonna 1870 Thomson osti luksusjahdin "Lalla Rukh", jonka uppouma oli 126 tonnia. Hieman myöhemmin (1874) hän rakensi linnan ostetulle Nisergall-tilalle Clyde-joen suulle (Skotlanti). Ulkomailla matkustamiseen kului paljon aikaa. Yhden niistä aikana tiedemies vieraili Odessassa ja Sevastopolissa.

Lordi Kelvin jahdilla "Lala Rukh" 1899.

Vuonna 1858 Thomson valittiin ritariksi hänen menestyksestään kaapelin laskemisessa. Vuonna 1892 kuningatar Victoria myönsi hänelle englantilaisen palkinnon suurista tieteellisistä saavutuksista. Näin Sir Thomsonista tuli Lordi Kelvin.Sukunimi valittiin joen nimeksi, jonka rannalla Glasgow'n yliopisto sijaitsee.

Vuodesta 1892 uudesta lordista tuli automaattisesti House of Lordsin jäsen, jossa hän käsitteli korkeakoulutusta, teknologiaa ja metrijärjestelmän käyttöönottoa maassa. Hän oli monien tieteellisten yhdistysten jäsen ja puheenjohtaja ympäri maailmaa, mukaan lukien Pietarin tiedeakatemian kunniajäsen, ja hänelle myönnettiin monia kunniamitaleita.

Vuonna 1884 Heidelbergin yliopisto 300-vuotisjuhlansa kunniaksi halusi antaa hänelle kunniakirjan ja totesi, että hänellä oli ainoa saatavilla oleva lääketieteellinen tutkinto, jota hänellä ei vielä ollut, myönsi hänelle tämän tutkinnon.

Ranska teki hänestä kunnialegioonan suurupseerin. Hän oli neljä kertaa Edinburghin kuninkaallisen seuran (Skotlannin National Academy of Science and Letters) puheenjohtaja ja kahdesti sähköinsinöörien instituutin puheenjohtaja.

Vuosisadan lopulla, ennennäkemätöntä maailmanhistoriassa sivilisaation ja tieteen kehityksessä, katsoen taaksepäin ja jäljittämällä vanhan kasvua, uusien tieteiden alkua ja kehitystä sekä teorian ja käytännön läheistä liittoa, joka todistaa tämän hyödylliseksi ihmiskunnalle, näemme kaikkialla ja joka vaiheessa universaalin neron – William Thomsonin, myöhemmin Sir William Thomsonin ja nyt Lord Kelvinin – merkittävää työtä.

— JD Cormack. Artikkelista Cassier's Magazinessa 1899

William Thomson, Lord Kelvin pitämässä viimeisen luennon Glasgow'n yliopistossa 1. lokakuuta 1899.

Glasgow'n yliopisto, 1899.

Lord ja Lady Kelvin tunnettujen General Electricin insinöörien kanssa, noin 1900. Kuvassa myös T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz ja Eliu Thomson.

Lord Kelvinin työ sai maailmanlaajuista tunnustusta.2500 vierasta saapui juhlimaan hänen professuurinsa 50-vuotispäivää. Juhla kesti kolme päivää.

Elämänsä lopussa Kelvin valittiin Lontoon kuninkaallisen seuran (1900-1905) presidentiksi. Tehtävä oli aikoinaan Newtonilla. Hän vietti viimeiset kaksi vuotta taistelemassa sairautta vastaan ​​Nethergaolissa, missä hän kuoli 17. joulukuuta 1907. Hänet haudattiin Westminster Abbeyyn lähellä Newtonin hautaa.

Vuonna 1924 tiedemiehen syntymän 100-vuotispäivää juhlittiin laajasti. Electricity-lehden kuudes numero, joka oli omistettu kokonaan Kelvinille, ilmestyi punaisella merkinnällä kannessa: "Lord Kelvin's Number".