Виллиам Тхомсон, Лорд Келвин - биографија познатог физичара, проналазача и инжењера
Вилијам Томсон је рођен у главном граду Северне Ирске — Белфасту 26. јуна 1824. Његов отац Шкот, после смрти супруге 1830, преселио се са своја два сина у Глазгов, где је постао професор математике на локалном универзитету. . Деца су добила одлично образовање код куће. Са 8 година, Вилијам је почео да похађа предавања свог оца, а са 10 је уписан као студент на универзитет.
Пошто је био богат човек, његов отац је много путовао са синовима. Са 12 година, Вилијам је течно говорио четири или пет језика. Унапређење математичког знања настављено је на Универзитету у Кембриџу (1841-1845). Петнаестогодишњи ученик почео је да пише и објављује своја дела. Његов први објављени рад појавио се у Цамбридге Матхематицал Јоурналу у мају 1841. Био је то одбрана и појашњење неких фундаменталних теорема Фуријеове „хармоничке анализе“.
Показујући ране математичке способности, Томсон је постао одличан математичар и истовремено је добро упознао савремено стање физике.
Џејмс, Маргарет са Џенет, Хелен, Пеги, Вилијам млађи, Вилијам старији (с лева на десно)
Остварени резултати нису повезани са било каквим ограничењима у личном животу, приватности итд. Томсон је у животу био весео, друштвен, много је путовао и трудио се да се ни у чему не ограничава. Успех га прати.
Томсон је своје вештине експериментатора брусио неколико месеци у лабораторији чувеног француског физичара, члана Париске академије наука, Анрија Виктора Рења (1810-1878), који је тада био професор на Колеж де Франс. Томсон је ценио стечене вештине.
Студије су завршене, а одмах је упражњено место шефа одсека за физику на Универзитету у Глазгову, на које је 1846. изабран 22-годишњи Вилијам Томсон. Научник је завршио своју професорску дужност у достојанственом добу — 1. октобра 1899. године, али се научним радом бавио до краја живота. Универзитет је признао Томсонове заслуге тако што га је изабрао за председника 1904.
Вилијам Томсон, 1869
Томсонова научна интересовања су веома разнолика. Много времена проводи решавајући инжењерске проблеме. Довољно је напоменути да се научник бавио математиком, термодинамиком, електротехником, комуникацијама, гасом и хидродинамиком, астро- и геофизиком. Укупно је написао више од 650 расправа, мемоара итд.
Радови о електростатици, електрицитету и магнетизму почели су да се појављују 1845. Од почетка своје наставничке каријере, Томсон је морао да почне да поставља демонстрационе експерименте, а како је стекао искуство, почео је да спроводи експериментална испитивања сопствених теоријских истраживања. О резултатима теоријског и експерименталног рада често се разговара са истакнутим научницима као што су М. Фарадаи и Д. Маквелл.
Често се дешава да се речи приписују одређеним личностима које их никада нису изговориле.Вилијама Томсона, познатијег као Лорд Келвин, ниједан суд не може ослободити кривице због тврдње о смрти физике 1900. године... иако то никада није учинио. Према популарној верзији, а у светлу великог напретка физике крајем деветнаестог века, Келвин се 1900. године обратио Британској асоцијацији за унапређење науке следећим речима: „Ништа ново у физици сада није било откривено . Остају само све тачнија мерења. „Келвинова научна путања није попут путање човека склоног грешкама у процени ове величине. Његово привилеговано место на научном Олимпу обезбеђено је његовим многобројним заслугама.
— Хавијер Џејнс Лорд Келвин и крај физике који он никада није предвидео
Данас је његово име посебно познато као епоним Међународног температурног система, ознака која одаје почаст његовом прецизном израчунавање апсолутне нуле око -273,15 степени Целзијуса. Али његов допринос је био значајан у обликовању термодинамике, развоју математичке формулације електрицитета и отварању пута за разумевање односа између материје и енергије.
Његов рад као проналазача и инжењера довео га је до савршених навигационих компаса, а пре свега славу и богатство стекао је радом у телеграфији и напорима да промовише пројекат трансатлантског кабла.
Вилијам Томсон (лорд Келвин) са компасом, 1902.
У овом кратком биографском чланку фокусираћемо се на радове научника у области телекомуникација.
Своје прве значајне практичне резултате Томсон је постигао у процесу учешћа у изградњи трансатлантске телеграфске линије.
Неколико година након проналаска Морзеовог телеграфа (1844), земље Европе и Северне Америке биле су покривене густом мрежом телеграфских линија, али су продајна тржишта и извори сировина на другим континентима били ван домашаја комуникација.
Неред! Постојао је план да се изгради телеграфска линија између САД и Западне Европе преко Аљаске, Беринговог мореуза и Сибира. Предузеће је пропало на самом почетку: трансатлантска телеграфска линија је почела да ради, а за овај догађај је у великој мери крив В. Томсон.
Први покушај полагања трансатлантског кабла 1857. завршио се неуспехом — кабл је пресечен. Тхомсон је одмах почео да проучава његове параметре, дао препоруке за побољшање дизајна.
Раније (1856) је доказао да је брзина простирања сигнала у каблу обрнуто пропорционална његовом отпору и електричном капацитету. Године 1858, да би регистровао слабе телеграфске сигнале, научник је изумео огледало галванометар, за који је девет година касније добио патент.
Сам Томсон је учествовао у полагању другог трансатлантског кабла, који се налазио на Греат Еастерну - највећем броду тог времена (1865). Касније је изумео уређај за аутоматско снимање телеграма под називом сифонски снимач.
Томсон је први пут почео да ради у телекомуникацијама 1856. године, поставши члан компаније Атлантиц Телеграпх Цомпани, и наставио да ради у телеграфији, а затим и телефонији током свог живота.
Кабловски телеграф је дао подстицај научним електричним мерењима (одређивање отпора бакра и изолације, као и капацитивности каблова).
Греат Еастерн је био највећи брод на свету када је положио први трансатлантски кабл 1866. Гвоздени брод је био дугачак 211 метара и носио је преко 1.000 километара кабла.
Телеграфски кабл за Греат Еастерн
Утовар трансатлантског телеграфског кабла на Велики Исток, 1866.
Телеграфски снимач замки компаније Муирхеад & Цо. доо са кабловске станице Баллингскеллигс у Републици Ирској. Ова станица је отворена 1873. године, само девет година након Великог источног путовања којим је положен први успешан подморски кабл преко Атлантског океана. Сифонски снимач је изумео Лорд Келвин 1867. за употребу са новим трансатлантским телеграфским каблом.
Мотор Вилијама Томсона, 1871.
Волтметар Вилијама Томсона, рани мерач разлике потенцијала, отприлике средином 1880-их
Наравно, није могуће у малој напомени навести сва достигнућа научника и проналазача, али не можемо а да се не подсетимо Томсонове формуле добијене 1853. године за израчунавање резонантне фреквенције осцилационог кола.
Његову пажњу привукли су и пренос и дистрибуција електричне енергије. 1879. године, сведочећи о електричном преносу пред скупштинским одбором, показао је да је могуће пренети са економијом од 21.000 КС. под притиском од 80.000 волти на удаљености од 300 миља. Две године касније представио је рад Британској асоцијацији под насловом "Економија металних електричних проводника".
Године 1890именован је за председника Међународне комисије за Нијагару, која испитује, извештава и додељује планове за производњу и пренос електричне енергије са Нијагариних водопада.
Вилијам Томсон је био повезан са мањим бизнисом исте природе, који се налазио недалеко од његове куће, који је производио струју у Фојер Фолсу и користио је за производњу алуминијума од стране Британске алуминијумске компаније.
Може се рећи да нико није измислио више различитих електричних мерних инструмената за стандардну, лабораторијску или комерцијалну употребу од њега.
Електрични мерни инструменти Вилијама Томсона
Томсонови радови увек брзо нађу признање, награде нису касниле. Године 1846. изабран је за члана Единбурга, а пет година касније — Краљевског друштва у Лондону. Једини тужни догађаји: смрт његовог оца (1849) током епидемије колере и смрт његове жене (1870).
Експлоатација 70 патената, рад као консултант у многим компанијама (укључујући и компанију Маркони) омогућили су да се не стидимо средстава. Године 1870. Томсон је купио луксузну јахту „Лалла Рукх” депласмана од 126 тона. Нешто касније (1874) саградио је замак на купљеном имању Нисергал близу ушћа реке Клајд (Шкотска). Знатан део времена провео је путујући у иностранство. Током једног од њих, научник је посетио Одесу и Севастопољ.
Лорд Келвин на јахти "Лала Рукх" 1899.
Године 1858. Томсон је проглашен витезом због свог успеха у полагању кабла. Краљица Викторија га је 1892. наградила Енглезом за велика научна достигнућа. Тако је сер Томсон постао лорд Келвин.Презиме је изабрано за име реке на чијој обали се налази Универзитет у Глазгову.
Нови лорд је аутоматски постао члан Дома лордова од 1892. године, где се бавио питањима високог образовања, технологије и увођења метричког система у земљи. Био је члан и председник многих научних друштава широм света, укључујући и почасног члана Санктпетербуршке академије наука, а одликован је многим почасним медаљама.
Године 1884. Универзитет у Хајделбергу, у част своје 300. годишњице, желећи да му додели почасну диплому и утврдивши да му је то једина медицинска диплома која му је доступна, а коју још није поседовао, доделио му је ову диплому.
Француска га је прогласила великим официром Легије части. Био је четири пута председник Краљевског друштва у Единбургу (Шкотске националне академије наука и књижевности) и два пута председник Институције електроинжењера.
На крају једног века, без премца у историји света у напретку цивилизације и науке, осврћући се и пратећи раст старих, почетак и развој нових наука и тесну заједницу теорије и праксе која доказује да је ово корисно за човечанство, свуда и у свакој фази видимо изванредно дело универзалног генија — Вилијама Томсона, потом Сер Вилијама Томсона, а сада лорда Келвина.
— ЈД Цормацк. Из чланка у Цассиер'с Магазину 1899
Вилијам Томсон, Лорд Келвин држи своје последње предавање на Универзитету у Глазгову, 1. октобра 1899.
Универзитет у Глазгову, 1899.
Лорд и леди Келвин са истакнутим инжењерима Генерал Елецтрица, око 1900. На фотографији су и Т. Комерфорд Мартин, Едвин В. Рајс млађи, Чарлс П. Стајнметз и Елиу Томсон.
Рад лорда Келвина добио је светско признање.На прославу 50 година његовог професорског стажа дошло је 2.500 гостију. Прослава је трајала три дана.
На крају свог живота, Келвин је изабран за председника Лондонског краљевског друштва (1900-1905), функцију коју је некада имао Њутн. Последње две године провео је борећи се са болешћу у Нетергаолу, где је и умро 17. децембра 1907. Сахрањен је у Вестминстерској опатији близу Њутновог гроба.
Године 1924. нашироко је прослављена 100. годишњица рођења научника. Шести број часописа Елецтрицити, у потпуности посвећен Келвину, изашао је са црвеним натписом на насловној страни: „Број лорда Келвина“.