Кельвин (Уильям Томсон)

Кельвин (Kelvin, лорд; до возведения в пэрское достоинство Уильям Томсон — Thomson), один из величайших физиков XIX века.

Лорд Кельвин (Уильям Томсон) (1824—1907). По фотографии. С разрешения Эллиот и Фрай.

Родился в ирландском городе Бельфасте в 1824 г. Учился в Кембридже и Париже. Уже в 1846 году сделался профессором физики в глэсгоском университете и занимал эту должность в течение 53 лет. Работы его относятся ко всем областям физики, и включая физическую технику, и захватывают  также смежные  с физикой научные области — философию, математику, астрономию и геологию. Из множества вопросов, которые разрабатывал Кельвин, упомянем лишь наиболее главные и общие. А) Вопросы стихийного порядка: 1) Вопрос о сущности и строении вещества глубоко интересовал Кельвина в течение всей его жизни. Он положил много стараний на то, чтобы объяснить свойства материи, исходя из механических представлений. Наиболее гениальной попыткой его в этом направлении является теория атомов-вихрей (см. вихревые движения), которая решает задачу, представляющуюся на первый взгляд парадоксальной: примирить представление о непрерывности вещества с идеей о существовании неделимых частиц. В последние годы жизни Кельвина занимался электронной теорией вещества (к которой, впрочем, относился с некоторым скептицизмом). 2) В такой же степени внимание Кельвина привлекал вопрос о сущности эфира и электричества. Исходя из представлений волновой теории света, Кельвин сделал ряд предположений, различными способами объясняющих: а) упругость эфира, б) возможность для небесных тел двигаться через эфир без заметного сопротивления, в) роль эфира в электромагнитных явлениях. Мысля в высшей степени образно, Кельвин иллюстрировал свои идеи о строении эфира и материи рядом остроумных механических моделей. Б) Вопросы теоретические, касающиеся, во-первых: установления и точного определения фундаментальных научных понятий; во-вторых: изыскания математических формул, служащих для наиболее простого и точного изображения явлений. Эта область представляет наиболее важную и наиболее обширную часть в творчестве Кельвина. Здесь можно упомянуть только весьма немногое из всего сделанного им: 1) установление понятия об абсолютной скале температур и другие работы, относящиеся к «второму принципу» термодинамики; 2) применение принципов термодинамики к различным физическим процессам; 3) гидродинамические исследования, в частности работы о распространении волн на поверхности воды и о приливах; 4) длиннейший ряд чрезвычайно важных работ по электростатике, магнитостатике и электродинамике. В частности отметим знаменитую формулу, выражающую зависимость периода электрических колебаний от емкости и самоиндукции цепи, являющуюся краеугольным камнем в теории электрических колебаний. В) Вопросы космологические. Кельвин посвятил ряд работ вопросам о происхождении солнечной теплоты, о внутреннем состоянии земли и возрасте ее; этот последний вопрос решается им на основании тех данных о постепенном охлаждении земного шара, к которым приводит теория теплопроводности. Г) Вопросы экспериментальные. Здесь надо отметить следующие наиболее важные из открытых Кельвином фактов: в сотрудничестве с Джоулем он показал, что газ, расширяясь без совершения внешней работы, охлаждается (это — явление, на котором основано действие современных машин для сжижения воздуха). Им открыто т. н. «Томсоново явление», состоящее в том, что электрический ток, протекая по проводнику, температура которого неравномерна, производит в нем перенос тепла из одних мест в другие. Д) Вопросы технические. Кельвин был не только гениальным теоретиком и испытателем природы, но и гениальным инженером-практиком. Из множества изобретенных им приборов особенно знамениты и широко распространены электрические и магнитные измерительные инструменты: квадрантный электрометр, электрометр для абсолютных измерений, различные гальванометры и электродинамометры, магнитометры. Заинтересовавшись (в 50-х годах) телеграфированием по трансатлантическому кабелю, Кельвин изобретает чрезвычайно тонкий прибор — «сифонный отметчик», играющий роль приемника при кабельной телеграфии. Познакомившись, во время этих работ, с нуждами морской практики, Кельвин изобретает усовершенствованный компас, в котором на основании теоретических выкладок вполне компенсировано влияние корабельного железа, и удивительный по точности и простоте лот, глубина погружения которого определяется по величине испытанного им давления. Кроме того, Кельвин построил ряд других приборов, от направленных к весьма сложной и абстрактной цели, как «гармонический анализатор» (служащий для разложения периодической функции на ряд синусовых функций по теореме Фурье), до таких приспособлений чисто   практического характера, как водопроводный кран.  Насколько была обширна, разнообразна и богата результатами умственная деятельность Кельвина (число напечатанных статей его достигает 400; особо стоит составленный им вместе с Тэтом курс теоретической механики «Treatise on Natural Philosophy», глубокий по содержанию и увлекательный по изложению), настолько несложна его внешняя биография. Почти всю жизнь он прожил в Глэсго, оставляя этот город только для морских прогулок на своей парусной яхте «Лалла Рук», упоминание о которой нередко встречается в его сочинениях; эти прогулки были его любимым развлечением.   Ученые заслуги Кельвина давно нашли себе всеобщее признание; в 1892 г. он был произведен в пэры, в 1896 г. чрезвычайно торжественно праздновался юбилей его профессорской деятельности; ученые общества всего мира прислали тогда в Глэсго своих представителей. Кельвин умер в 1907 г., 83 лет отроду, и похоронен в месте упокоения героев британской нации — Уэстминстерском аббатстве.

А. Бачинский.