19世紀英國卓越的物理學家。原名W.湯姆孫 (Wil-liaM ThoMson)，1824年6月26日生于愛爾蘭的貝爾法斯特，1907年12月17日在蘇格蘭的內瑟霍爾逝世。由于裝設大西洋海底電纜有功，英國政府于1866年封他為爵士，后又于1892年封他為男爵，稱為開爾文男爵，以后他就改名為開爾文。
1846年開爾文被選為格拉斯哥大學自然哲學教授，自然哲學在當時是物理學的別名。開爾文擔任教授53年之久，到1899年才退休。1904年他出任格拉斯哥大學校長，直到逝世為止。
開爾文的科學活動是多方面的。他對物理學的主要貢獻在電磁學和熱力學方面。那時電磁學剛剛開始發展。逐步應用于工業而出現了電機工程，開爾文在工程應用上作出了重要的貢獻。熱力學的情況卻是先有工業，而后才有理論。從18世紀到19世紀初，在工業方面已經有了蒸汽機的廣泛應用，然而到19世紀中葉以后，熱力學才發展起來。開爾文是熱力學的主要奠基者之一。
現在分 6個方面扼要地敘述開爾文在科學上的主要貢獻。
①電磁學。開爾文在靜電和靜磁學的理論方面，在交流電方面，特別是關于萊頓瓶的放電振蕩性。靜電絕對測量和電磁測量方面，大氣電學方面等，都作出了重要的貢獻。電像法是開爾文發明的一種很有效的解決電學問題的方法。
②熱力學。開爾文在1848年提出、在1854年修改的絕對熱力學溫標，是現在科學上的標準溫標。1954年國際會議確定這一標準溫標，恰好在100年之后。開爾文是熱力學第二定律的兩個主要奠基人之一(另一人是R.克勞修斯)。他關于第二定律的說法是：“不可能從單一熱源取熱使之完全變為有用的功而不產生其他影響”(1851)，是公認的熱力學第二定律的標準說法。開爾文從熱力學第二定律斷言，能量耗散是普遍的趨勢。
在熱力學方面還應該提兩件事。一件事是開爾文從理論研究上預言一種新的溫差電效應，后來叫做湯姆孫效應，這是當電流在溫度不均勻的導體上通過時導體吸收熱量的效應。另一件事是開爾文和J.P.焦耳合作的多孔塞實驗，研究氣體通過多孔塞后溫度改變的現象，在理論上是為了研究實際氣體與理想氣體的差別，在實用上后來成為制造液態空氣工業的重要方法(見焦耳－湯姆孫效應)。
③海底電纜。裝設大西洋海底電纜是開爾文最出名的一項工作。當時由于電纜太長，信號減弱很嚴重。1855年開爾文研究電纜中信號傳播的情況，得出了信號傳播速度減慢與電纜長度平方成正比的規律。1851年開始有第一條海底電纜，裝設在英國與法國相隔的海峽中。1856年新成立的大西洋電報公司籌劃裝設橫過大西洋的海底電纜，并委任開爾文負責這項工作。經過兩年的努力，幾經周折，終于安裝成功。除了在工程的設計和制造上花費了很大的力量之外，開爾文的科學研究對此也起了不小的作用。
④電工儀器。開爾文為了成功地裝設海底電纜，用了很大的力量來研究電工儀器。例如他發明的鏡式電流計可提高儀器測量的靈敏度。虹吸記錄器可自動記錄電報信號。開爾文在電工儀器上的主要貢獻是建立電磁量的精確單位標準和設計各種精密測量的儀器，包括絕對靜電計、開爾文電橋、圈轉電流計等。根據他的建議，1861年英國科學協會設立了一個電學標準委員會，為近代電學單位標準奠定了基礎。
在改進電工儀器的工作中，他讓大學生參加，作為一種實驗實習。這樣，他就把教學、科學研究、工業在一定程度上結合起來了。開爾文在教學上很注意培養學生的實際工作能力，他在格拉斯哥大學建立了英國第一個為學生用的物理實驗室。
開爾文還改進了航海用的羅盤和測海底深度的儀器。1870年他買了一艘126噸的快艇，常常用來航行。在航行中他很注意水流的情況和潮汐的性質，這推動了他在這方面的理論研究。他發明了測潮汐的儀器，潮汐分析器和潮汐預報器。他曾經研究過用回轉儀在航海中指向，但由于效果不太好，仍然沿用磁針羅盤，回轉儀在航海中的應用是在很久以后的事。
⑤波動和渦流、以太學說。開爾文在波動和渦流方面作出了許多理論貢獻。有許多是他在自己的快艇上的觀察中受到啟發的。他進行這方面的研究，包括對彈性固體的研究，目的之一是為了航海事業的發展，另一個目的是發展他對世界萬物的機械觀。企圖通過這方面的研究把電磁現象和光現象的完整理論在牛頓經典力學的骨架上建造起來。因此他很熱心于以太理論，把假想的以太當作一種實際存在的物質加以研究，以求能充分地解釋電磁現象和光現象作為以太的某種運動形式。這種機械觀的失敗使他說出“19世紀烏云”那樣的話。這是他在1900年一篇名為《遮蓋在熱和光的動力理論上的19世紀烏云》的演說中講的。他說的“烏云”有兩片，一片是以太理論的困難，一片是能量均分定理的困難。這兩個困難到20世紀都得到了解決，以太理論的困難是由狹義相對論消除的，能量均分定理的困難是量子論解決的。
他也意識到，以太不過是人的主觀想象。他在1890年說：“我想現在我們必須感覺到，以太、電、有重物三者聯合在一起，不過是我們缺乏知識和能力，不能超越目前物理學的限度去思考的一種結果，而不是自然界的真實。”
⑥地球的年齡。開爾文從地面散熱的快慢估計出，假如沒有其他熱的來源的話，地球從液態到達現在狀況的時間不能比一億年長。這個時間比地質學家和生物學家的估計短得多。開爾文與地質學家和生物學家為了地球年齡問題有過長期的爭論，地質學家從巖石形成的年代，生物學家從生命發展的歷史，都認為開爾文估計的年限太短，但是又無法駁倒他的理論。后來，到1896年發現了放射性物質，出現了熱的新來源，開爾文的估計不成立了，這問題才解決。
從以上簡單的介紹，可以看到，開爾文科學工作的一個重要特點是理論應用于工程。開爾文的思想很豐富，數學能力很強，在物理學的各個方面都開辟了許多新的道路。他在當時科學界享有極高的名望，受到英國本國和歐美各國科學家的推崇。他的科學觀點可以引用1860年 5月他在倫敦皇家研究所關于大氣電學的講演中對現象與本質問題的話來說明：
“常常提出這樣的問題，人們是否只管事實和現象，而放棄追究隱藏在現象后面的物質的最終性質呢?這是一個必然由純正哲學者回答的問題，它不屬于自然哲學的范圍。但是近許多年來世界上看到從這個屋子的實驗結果中所發生的，在實驗科學史上未曾有過的一連串的令人驚奇的發現。這些發現必然把人們的知識引導到這樣一個階段，將使無生物世界的規律表現出每一現象基本上與所有全體現象相連，而無窮盡的多樣化的運用規律所達到的統一性將被認為是創造性智慧的產物。”
這一段話表達了開爾文的理想，他想像一個完善的統一的理論，能把世界的現象包羅無遺。他的意志是堅強的。他在1904年出版的《巴爾的摩講演集》的序言上關于如何對待困難有這幾句話：
“我們都感到，對困難必須正視，不能回避；應當把它放在心里，希望能夠解決它。無論如何，每個困難一定有解決的辦法，雖然我們可能一生沒有能找到。”
開爾文終生不懈地致力于科學事業，他不怕失敗，永遠保持著樂觀的戰斗精神。1896年，在紀念他在格拉斯哥大學任教50年的會上，他說過:“我在過去55年里所極力追求的科學進展，可以用‘失敗’這個詞來標志。我現在不比50年以前當我開始擔任教授時知道更多關于電和磁的力，或者關于以太、電與有重物之間的關系，或者關于化學親合的性質。在失敗中必有一些悲傷；但是在科學的追求中，本身包含的必要努力帶來很多愉快的斗爭，這就使科學家避免了苦悶，而或許還會使他在日常工作中相當快樂。”開爾文的這段話，可以說是對自己的科學生涯的總結。
參考書目 J. G. Crowther， British Scientists of the Ninteenth Century， Trubner & Co.，London，1935. A.Russell，Lord Kelvin，His Life and Work，Dodge Publ.Co.，New York， 1972.
《中國大百科全書 物理學Ⅱ》 第691頁 作者 ：王竹溪
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