ウィリアム・トムソン、ケルビン卿 - 有名な物理学者、発明家、技術者の伝記
ウィリアム・トムソンは、1824年6月26日に北アイルランドの首都ベルファストで生まれました。スコットランド人の父親は、1830年に妻が亡くなった後、2人の息子とともにグラスゴーに移り、そこで地元の大学の数学教授になりました。 。子どもたちは家庭で優れた教育を受けました。ウィリアムは 8 歳で父親の講義に通い始め、10 歳で大学の学生として登録しました。
彼の父親は裕福だったので、息子たちと一緒によく旅行しました。 12 歳になるまでに、ウィリアムは 4 つか 5 つの言語を流暢に話せるようになりました。数学的知識の向上はケンブリッジ大学 (1841 ～ 1845 年) でも続けられました。 15歳の学生は自分の作品を書き、出版し始めました。彼の最初の論文は、1841 年 5 月に Cambridge Mathematical Journal に掲載されました。それは、フーリエの「調和解析」のいくつかの基本定理の擁護と明確化でした。
トムソンは早くから数学的能力を発揮し、優秀な数学者になると同時に、現代の物理学の現状にも精通しました。
ジェームズ、マーガレットとジャネット、ヘレン、ペギー、ウィリアム ジュニア、ウィリアム シニア (左から右へ)
達成された成果には私生活やプライバシーなどの制限はありません。生前のトムソンは陽気で社交的で、よく旅行し、何事にも自分を制限しないように努めました。彼には成功が伴う。
トムソンは、有名なフランスの物理学者でパリ科学アカデミー会員、当時コレージュ・ド・フランスの教授だったアンリ・ヴィクトル・レニョ（1810-1878）の研究室で数か月間、実験者としての技術を磨きました。トムソンは習得したスキルを高く評価しました。
研究は終了し、グラスゴー大学の物理学部長のポストは直ちに空席となり、1846年に22歳のウィリアム・トムソンがそのポストに選出された。この科学者は 1899 年 10 月 1 日という由緒正しい年齢で教授職を終えましたが、生涯の終わりまで科学的な研究に従事しました。大学はトムソンの功績を認め、1904年に彼を学長に選出した。
ウィリアム・トムソン、1869年
トムソンの科学的関心は非常に多様です。彼はエンジニアリングの問題の解決に多くの時間を費やしています。科学者が数学、熱力学、電気工学、通信、ガスと流体力学、天体物理学、地球物理学に従事していたことに注目するだけで十分です。彼は合計 650 以上の論文、回想録などを執筆しました。
静電気、電気、磁気に関する研究は 1845 年に現れ始めました。トムソンは教師としてのキャリアを始めた当初から、実証実験の準備を開始する必要があり、経験を積むにつれて、彼自身の理論研究の実験的テストを実施し始めました。理論的および実験的研究の結果は、M. ファラデーや D. マクスウェルなどの著名な科学者とよく議論されます。
言葉が、決して発したことのない特定の人物によるものであることがよくあります。ケルビン卿として知られるウィリアム・トムソンは、1900 年に物理学の死を主張したとして、いかなる法廷でも免責されることはありません…たとえ実際にそうしなかったとしてもです。普及版によれば、19 世紀末の物理学の大きな進歩を踏まえて、ケルビンは 1900 年に英国科学進歩協会に次のような言葉で演説しました。発見した 。ますます正確な測定値が残るだけです。 「ケルビンの科学的な軌跡は、これほど大きな判断ミスをしやすい人間の軌跡とは似ていません。科学オリンパスにおける彼の特権的な地位は、彼の多くの功績によって確保されています。
— ハビエル・ジェーンズ ケルビン卿と彼が予見しなかった物理学の終焉
今日、彼の名前は国際温度システムの代名詞として特によく知られており、この呼称は彼の正確な業績を称えるものです。 絶対零度の計算 約-273.15℃。しかし、彼の貢献は、熱力学の形成、電気の数学的定式化の開発、そして物質とエネルギーの関係の理解への道を開く上で重要でした。
発明家および技術者としての彼の仕事は、航海用コンパスを完成させることにつながりました。そして何よりも、彼は電信の仕事と大西洋横断ケーブルプロジェクトの促進への努力を通じて名声と富を獲得しました。
ウィリアム・トムソン（ケルビン卿）とコンパス、1902年。
この短い伝記記事では、電気通信分野における科学者の業績に焦点を当てます。
トムソンは、大西洋横断電信線の建設に参加する過程で、最初の重要な実践的成果を達成しました。
モールスの電信機の発明 (1844 年) から数年間、ヨーロッパと北アメリカの国々は高密度の電信網で覆われていましたが、他の大陸の販売市場や原材料の供給源には通信が届きませんでした。
混乱！アラスカ、ベーリング海峡、シベリアを経由して米国と西ヨーロッパの間に電信線を建設する計画がありました。この事業は最初の段階で崩壊しました。大西洋横断電信線が運用を開始しましたが、この出来事の主な責任は W. トムソンにありました。
1857 年に大西洋横断ケーブルを敷設する最初の試みは、ケーブルが切断されて失敗に終わりました。トムソンはすぐにそのパラメーターの研究を開始し、設計を改善するための推奨事項を提供しました。
以前 (1856 年)、彼はケーブル内の信号の伝播速度がその抵抗と電気容量に反比例することを証明しました。 1858 年、微弱な電信信号を記録するために、科学者はミラー検流計を発明し、9 年後に特許を取得しました。
トムソン自身も、当時（1865 年）最大の船であったグレート・イースタン号にある 2 番目の大西洋横断ケーブルの敷設に参加しました。彼は後にサイフォンレコーダーと呼ばれる電報を自動的に記録する装置を発明しました。
トムソンは 1856 年に初めて電気通信の分野で働き始め、アトランティック電信会社の一員となり、生涯を通じて電信、その後電話の分野で働き続けました。
ケーブル電信は、科学的な電気測定 (銅と絶縁体の抵抗、およびケーブルの静電容量の測定) に弾みを与えました。
グレート イースタン号は、1866 年に初めて大西洋横断ケーブルを敷設した当時、世界最大の船でした。鉄の船は長さ 211 メートル、ケーブルを 1,000 キロメートル以上運んでいました。
グレート・イースタンへの電信ケーブル
大西洋横断電信ケーブルをグレートイーストに積み込む様子、1866 年。
ミュアヘッド社製の電信トラップレコーダー。株式会社アイルランド共和国のバリングスケリッグスケーブル駅から。この局は、大西洋横断の海底ケーブルの敷設に初めて成功した東方大航海からわずか 9 年後の 1873 年に開設されました。サイフォンレコーダーは、新しい大西洋横断電信ケーブルで使用するために 1867 年にケルビン卿によって発明されました。
ウィリアム・トムソンのエンジン、1871年。
ウィリアム・トムソンの電圧計、初期の電位差計、1880 年代半ば頃
もちろん、科学者と発明者の業績をすべて小さなメモに列挙することはできませんが、発振回路の共振周波数を計算するために 1853 年に得られたトムソンの公式を思い出さずにはいられません。
送電と配電も彼の注目を集めた。 1879年、議会の委員会で送電について証言した際、彼は21,000馬力の経済性で送電が可能であることを示した。 300マイルの距離で80,000ボルトの圧力がかかる。 2年後、彼は「金属電気導体の経済学」と題した論文を英国協会に提出した。
1890年彼は、ナイアガラの滝からの発電と送電の計画を調査、報告、授与する国際ナイアガラ委員会の委員長に任命されました。
ウィリアム・トムソンは、自宅からそれほど遠くないところにある、ホワイエ・フォールズで発電し、ブリティッシュ・アルミニウム・カンパニーによるアルミニウムの製造にその電力を使用していた、同じ性質の中小企業とつながりがありました。
彼ほど、標準用、実験室用、商業用のさまざまな電気測定器を発明した人はいないと言えるでしょう。
電気測定器 by William Thomson
トムソンの作品は常にすぐに評価され、受賞も遅くありませんでした。 1846 年に彼はエディンバラのフェローに選出され、5 年後にはロンドン王立協会のフェローに選出されました。唯一の悲しい出来事は、コレラの流行による父親の死（1849年）と妻の死（1870年）である。
70 件の特許を活用し、多くの企業 (マルコーニ社を含む) でコンサルタントとして働いたことにより、手段を恥じないようにすることができました。 1870 年にトムソンは排水量 126 トンの豪華ヨット「ララ・ルク」を購入し、少し後 (1874 年) にクライド川 (スコットランド) の河口近くにあるニザーガルの購入地に城を建てました。かなりの時間を海外旅行に費やしました。そのうちの1つで、科学者はオデッサとセヴァストポリを訪問しました。
ヨット「ララ・ルク号」に乗るケルビン卿、1899年。
1858 年、トムソンはケーブル敷設の成功によりナイトの称号を授与されました。 1892 年、ヴィクトリア女王は彼に偉大な科学的功績を称えて英国人として表彰しました。こうしてトムソン卿はケルビン卿となった。この姓は、グラスゴー大学がある川岸の川の名前に選ばれました。
新しい領主は 1892 年から自動的に貴族院議員となり、国内の高等教育、技術、メートル法導入の問題を担当しました。彼は、サンクトペテルブルク科学アカデミーの名誉会員を含む世界中の多くの科学協会の会員および会長を務め、多くの名誉メダルを授与されました。
1884年、ハイデルベルク大学は創立300周年を記念して、彼に名誉学位を授与したいと考え、彼が取得できる唯一の医学学位がまだ持っていなかったことが判明し、彼にこの学位を授与した。
フランスは彼をレジオンドヌール勲章の大将校に任命した。彼はエディンバラ王立協会 (スコットランド国立科学文学アカデミー) の会長を 4 回、電気学会の会長を 2 回務めました。
文明と科学の進歩は世界史上前例のない世紀の終わりに、古い科学の成長、新しい科学の始まりと発展、そして理論と実践の密接な結合を振り返り、たどります。これが人類にとって有益であることが証明されており、私たちはどこでも、あらゆる段階で、普遍的な天才、ウィリアム・トムソン、その後ウィリアム・トムソン卿、そして現在はケルビン卿の注目に値する仕事を目にします。
— JDコーマック。 Cassier's Magazine 1899 の記事より
1899年10月1日、グラスゴー大学で最後の講義を行うウィリアム・トムソン、ケルビン卿。
グラスゴー大学、1899年。
ケルビン卿夫妻とゼネラル・エレクトリックの著名なエンジニア、1900年頃。写真にはT・コマーフォード・マーティン、エドウィン・W・ライス・ジュニア、チャールズ・P・スタインメッツ、エリュー・トムソンも写っている。
ケルビン卿の作品は世界的に認められました。彼の教授就任50周年を祝うために2,500人のゲストが集まりました。祝賀会は3日間続きました。
ケルビンは生涯の終わりに、かつてニュートンが務めていたロンドン王立協会会長に選出された（1900年～1905年）。彼は過去 2 年間をネザー刑務所で闘病し、1907 年 12 月 17 日に亡くなりました。ウェストミンスター寺院のニュートンの墓の近くに埋葬されました。
1924 年、科学者の生誕 100 周年が広く祝われました。完全にケルビンを特集したエレクトリック誌の第 6 号は、表紙に「ケルビン卿の番号」という赤い文字で発行されました。