Antonio Rojo - Физике становится тепло. Лорд Кельвин. Классическая термодинамика

Значительная часть материалов о лорде Кельвине, которые публикуются сегодня, посвящена исключительно ошибкам, которые он совершал, как уже упомянутое мнение об уменьшении количества кислорода на планете. Вновь и вновь историки науки вспоминают его слова — действительные его слова: «Летательные аппараты, которые тяжелее воздуха, невозможны», «У радио нет будущего», «Рентгеновские лучи — это выдумка», «У меня нет ни малейшей веры в воздушную навигацию, отличную от воздушных шаров, и надежды на хорошие результаты в каком-либо из испытаний, о котором мы слышали», «Нет ничего нового, что может быть открыто в физике сейчас; все, что осталось,— это проводить все более и более точные эксперименты» ... Кажется, сложно найти другого человека, настолько далекого от реальности, но почему же тогда королева Виктория решила пожаловать Томсону дворянский титул?

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».

182426 июня в Белфасте родился Уильям Томсон. Его мать умерла в 1830 году.

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

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

1845Проводил исследования в лаборатории Реньо в Париже.

1846Назначен преподавателем натуральной философии в Университете Глазго.

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

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

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

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

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

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

1883Награжден медалью Копли.

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

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

1892Получил дворянский титул барона Кельвина из Ларгса.

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

1896Получил Большой Крест Королевского Викторианского ордена.

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

1899Ушел в отставку в качестве преподавателя Университета Глазго.

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

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

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.