Matematikanë

Time linjë Photos Para Pulla Sketch Kërkimi

William Thomson (Lord Kelvin)

Datlindja:

Vendin e lindjes:

Data e vdekjes:

Vendi i vdekjes:

26 June 1824

Belfast, Ireland

17 Dec 1907

Netherhall (near Largs), Ayrshire, Scotland

Prezantimi
ATTENTION - Automatic translation nga versioni anglisht

William Thomson 's babai, James Thomson, kishte menduar fillimisht për t'u bërë një ministër i Kishës prezbiterian, por nuk kishte vendosur për një karrierë akademike si një matematikan. William nëna vdiq kur ai ishte gjashtë vjeç dhe nga ajo kohë ai u solli deri nga babai i tij. James Thomson ishte profesor i inxhinierisë në Belfast në kohën e lindjes së Uilliam dhe, kur William ishte tetë vjeç, Jakobit, atit të tij u emërua kryetar i matematikës në Universitetin e Glasgow. James Thomson ishte një baba dominues që solli familjen e tij në një mënyrë strikte prezbiterian. William motra e shkroi për këtë fëmijëri:

Ati ynë që të na lexoni rregullisht çdo të dielën në mëngjes disa kapituj në Dhiatën e Vjetër, dhe në disa mbrëmje në Nju.

Megjithatë, pavarësisht nga babai i tij është shumë i rreptë se ai kishte një marrëdhënie shumë të ngushtë me William. Ai ishte nga babai i tij se Uilliam mësojnë matematikë dhe në një moshë shumë të rinj, ai u bë një matematikan kryer me njohuri të zhvillimeve të fundit në subjekt.

William ndjekur Universitetin Glasgow nga mosha 10. Kjo moshë të re nuk është fare e pazakontë, si një si do të mendojnë, sepse në atë kohë universiteteve në Skoci në një farë mase konkuruar me shkolla për nxënësit më të aftë të vogël. Thomson filloi ajo që ne do ta konsideronte të nivelit universitar punojnë në 1838 kur ai ishte 14 vjeç. Në seancën e 1838-39 ai studioi kimi dhe astronomi. Vit pas ai mori kurse filozofia natyrale (sot quhet fizike) e cila përfshiu një studim të ngrohjes, energjisë elektrike dhe magnetizëm. Ese e tij mbi figurën e Tokës fitoi atij një medalje ari nga Universitetin e Glasgout, kur ai ishte 15 vjeç dhe kjo ishte një punë me të vërtetë të shquar që përmban ide të rëndësishme që Thomson u kthye në gjithë jetën e tij.

Në fund të sezonit 1839-40 Thomson lexuar Furierit 's Teoria analitike e të nxehtit të punojnë në zbatimin e matematikës abstrakte për të ngrohur rrjedhin. Ai më vonë ka shkruajtur:

Unë u Furierit nga Biblioteka e Universitetit dhe në një në dy javë kisha zotëruar atë - të drejtë kaluar nëpërmjet saj.

Në fakt ka pasur një interes të fortë midis lektorëve në Glasgou në atë kohë në qasjen frëngjisht matematikore në shkenca fizike. Në veçanti veprat e Lagranzhit, Laplace, Lazhandrian, Fresnel dhe Furierit ishin trajtuar me "nderim" për të përdorur një fjalë që Thomson vetë më vonë do të përdorni për të përshkruar qëndrimin që instruktorët e tij kishte ndaj këtyre Matematikanë frëngjisht. Në fakt Thomson lexoni edhe Laplace 's Celeste Mécanique në seancën e 1839-40 dhe vizitoi Paris, gjatë këtij sesioni. Wilson, në shkrim, e përshkruan vitet universitare Thomson në Glasgow si vijon:

... 1838-1841, William duket se janë bërë tërësisht i njohur me fenomenin e ngrohjes, energjisë elektrike, dhe magnetizëm. Meikleham [profesor i filozofisë natyrore] inkurajuar qartë diçka e një pikëpamje të unifikuar këto degë të filozofisë natyrore. Jo vetëm që profesorët e tij e vuri në kontakt me shumë kërkime eksperimentale moderne dhe matematikore, por ata edhe artikuluar ideale e mathematising teori fizike, edhe pse asnjëri prej tyre ishte vetë një master të kësaj zeje.

Në 1841 Thomson hyrë Kembrixhit dhe në të njëjtin vit gazeta e tij të parë ishte botuar. Zgjerimet Kjo Furierit letër e funksioneve në seri trigonometrical ishte shkruar për të mbrojtur Furierit 's matematikë kundër kritikave nga profesor i matematikës në universitetin e Edinburgut. Një letër shumë e rëndësishme Në lëvizje uniforme e ngrohjes dhe lidhjen e saj me teorinë matematikore të energjisë elektrike ishte botuar në 1842, ndërsa ishte duke Thomson për provimet tripos matematikore në Kembrixh.

Në Kembrixh Thomson u coached nga William Hopkins, një trajner i njohur Kembrixh i cili luajti një rol më të rëndësishëm se sa ligjëruesit. Megjithë përpjekjet e Babbage, Pallua dhe Herschel për të futur matematika e re frëngjisht në Kembrixh, stilin e Tripos matematike e marra nga Thomson mbetur ende shumë për të dëshiruar. Herschel dhe Babbage kishte kryer disa eksperimente për magnetizmin në 1825, zhvillimin e metodave të paraqitura nga Arago, por asgjë për ngrohje, energji elektrike ose magnetizëm kishin hyrë në planin mësimor të Tripos.

Thomson mori pjesë përfundimtare e provimeve Tripos matematike në 1845. Ai u diplomua me BA dhe ai ishte i dytë grindavec (renditet i dyti në listën e atyre që të marrë një diplomë Klasa e parë). Ekzaminimeve të mëtejshme e panë atë të bëhet e parë prizeman Smith dhe ai u zgjodh anëtar i Peterhouse. Gjithashtu në 1845 Thomson lexuar George Green 's punë e cila do të ketë një ndikim të madh në drejtim të kërkimit të tij. Interesin e tij në qasjen frëngjisht, dhe këshilla nga babai i tij, do të thotë se pas marrjes shkallë e tij Thomson shkoi në Paris. Atje ai ka punuar në laborator fizike të Henri-Viktor Regnault dhe ai u shndërrua shumë shpejt duke marrë pjesë në diskutime të thella me Ligji Biot, Cauchy, Ljuvilit, Dumas, dhe Sturm.

Ndoshta diskutimet më fitimprurëse se Thomson kishte në Paris ishin me Ljuvilit. Ajo ishte në Ljuvilit 's Thomson filloi të kërkojë që të përpiqen së bashku për të sjellë idetë e Faraday, Kulombit dhe Poisson në teorinë elektrike. Ide e 'veprimit në një distancë "apo prona të eter', dhe idetë e një 'lëng elektrike' ishin të vështira për të unifikuar. Ka qenë problemet e nëse ose jo një 'fluide elektrike' ishte një entitet aktuale fizike me pronat e një lëngu. Thomson u çuan në studim metodologji gjithë e shkencës fizike, dalluese 'fizike' pjesë e një teori nga 'matematikore' pjesë.

Në vitin 1846 kryetar i filozofisë natyrore në Glasgow u bë e lirë. Babai Thomson përdori ndikimin e tij në Universitetin për të ndihmuar djalin e tij të bëhet kandidat kryesor për këtë post. Thomson u kthye nga Parisi në Glasgow dhe, në 1846, u zgjodh unanimisht profesor i filozofisë në Universitetin e natyrshme. Në 1847-49 ai bashkëpunoi me Stokes në studime hydrodynamical, i cili Thomson aplikuar në teori elektrike dhe atomike. Ky bashkëpunim me Stokes ishte të zgjasë për më shumë se pesëdhjetë vite me shkronja të shpeshta për çështje shkencore të shkëmbyera. Shumë nga këto letra kanë mbijetuar, për shembull kopjet e 407 letra nga Thomson të Stokes dhe 249 letra nga Stokes të Thomson janë publikuar. Shumë nga këto letra të diskutuar mbi ngjashmëritë matematikore në teorinë e ngrohjes dhe teoria e lëngjeve. Për shembull Stokes shkruan Thomson në 1847 (shih për shembull):

Çfarë ka një lidhje intime mes konsideratat matematikore të cilat janë të aplikueshme për të ngrohur, lëvizje fluide, dhe tërheqëse.

Studimet thermodynamical e Thomson udhëhequr atë të propozojë një shkallë absolut i temperaturës në 1848. Shkallë absolute që ai i propozuar është i bazuar në studimet e tij të teorisë së ngrohjes, në veçanti teori e propozuar nga Sadi Carnot dhe më vonë zhvilluar nga Clapeyron. Shkallë Kelvin Temperatura absolute, ashtu siç është i njohur tani, ishte përcaktuar saktësisht më vonë pas ruajtjes së energjisë ishte bërë kuptuar më mirë. Kjo derivon emrin e vet nga titulli, Baron Kelvin e Largs, që Thomson e marra nga qeveria britanike në 1892, dhe e quajti pas Thomson për shkak të propozimit të tij në këtë letër 1848.

Punës Thomson për ngrohje, dhe të metat e saj, është përshkruar plotësisht në. Autori përmbledh konkluzionet e tij:

... Thomson botuar në mes 1849 dhe 1852 tre gazeta me ndikim në teorinë e ngrohjes. Megjithatë, historianët e shkencës e kanë quajtur tashmë vëmendjen për vështirësitë Thomson në pajtuar një parim i formuluar nga James Prescott Joule me një tjetër parim i formuluar nga Nicolas Carnot Leonard, Sadi, dhe Thomson bërë gabime në llogaritjet e tij. Në ndërkohë, Rudolf Julius Emmanuel Clausius pajtuar dy parime, dhe në 1854 ai rrjedh një shprehje për parim Carnot së. ... ishte themelor për të Clausius 's arsyetimin se ai e mori për pasojë të saj përfundimtar kuptimin e parimit të Carnot si rimëkëmbjes' kusht një '. Thomson disi le kuptimin e "shërimit" shpëtojnë atë. Prej tij erdhi problemet e tij. Ai duket të ketë qenë fiksuar kështu nga vështirësitë e tij fillestare që ai vë theksin në të pakthyeshme dhe mbi konservimin e energjisë, të humbur gjithë pjesën tjetër '.

Në 1852 Thomson vërejtur atë që tani quhet efekt xhaul-Thomson, konkretisht uljen e temperaturës e gazit kur ajo zgjeron në një vakuum. Ide xhaul për ngrohje do të ndryshojnë pikëpamjet Thomson gjatë viteve. Thomson erdhi të besojnë në një teori dinamike të ngrohjes dhe, në vitin 1872, ai shkroi rreth asaj se si mendimet e tij ishin udhëhequr drejt se qasje (shih për shembull):

... [Përpara 1847] Unë nuk u ... e di se mocioni është thelbin e asaj që ka qenë deri tani të quajtur çështje. Në takimin e 1847 të Shoqatës Britanike në Oxford, kam mësuar nga teoria xhaul dinamike e ngrohjes, dhe u detyrua të braktisë menjëherë shumë, dhe gradualisht nga viti në vit të gjitha të tjera, preconceptions statical përfundimtar në lidhje me shkaqet e fenomeneve me sa duket statical.

Teoria dinamike të ngrohjes e udhëhequr nga Thomson po ashtu të mendojnë për një teori dinamike për energji elektrike dhe magnetizëm. Në 1856 ai dërgoi një letër në këtë subjekt për të Shoqërisë Mbretërore të Londrës me titull ilustrimet dinamike e efekteve magnetike dhe helicoidal rrotullues të organeve transparente në dritën e polarizuar. Ai shpjegoi idenë e tij të energjisë elektrike në këto fjalë pak vite më vonë (shih):

... ne mund të përfytyroj që vetë të energjisë elektrike do të kuptohet jo si një aksident, por një esencë e materies. Çfarëdo që të energjisë elektrike, ajo duket mjaft e sigurt se të energjisë elektrike në lëvizje është i ngrohjes, dhe se një përafrimit të caktuara të akseve të revolucionit në këtë lëvizje është magnetizëm ...

Kjo punë nga Thomson në 1856 për të energjisë elektrike dhe magnetizëm është e rëndësishme për të ishte e këtyre ideve që çoi Maksuellit për të zhvilluar teorinë e tij të shquar të ri të Elektromagnetizmi. Një mund të mendojnë se do të mbështetur Thomson padurim Maxwell 's teori që punën e tij kishte ndihmuar për të krijuar, por kjo nuk u bë. Thomson kishte idetë e tij të cilat ai shpresonte se do të çojë në një teori unifikuese, dhe idetë e tij e mori atë më tej dhe më tej nga pranimi ato të Maksuellit. Për mocionin vorbull që Thomson botuar në 1867, i vendosur nga idetë e tij. Letër fillon:

Punës matematikore të gazetës pranishëm ka qenë kryer për të ilustruar hipoteza se hapësira është zënë vazhdimisht nga një lëng i pangjeshshëm frictionless nuk ka vepruar më me forcë, dhe se fenomenet materiale të çdo lloji të varet vetëm mbi mocionet e krijuar në lëngun.

Megjithatë, shpresa fillestar Thomson se teoria e tij mund të shpjegojë Elektromagnetizmi, dritës, gravitetit, dhe proceset kimike shuar ngadalë. Në autori argumenton për rëndësinë e punës elektromagnetike Thomson's pavarësisht dështimit të saj përfundimtar:

Ne dëshirojmë të theksoj Thomson shpesh nën-vlerësuar meritat në teorinë e fushës elektromagnetike. W Thomson ishte i parë që u përpoqën për të trajtuar matematikisht Faraday-s konceptimin e linjave të forcës, dhe ai paraqiti JC Maxwell për problemet e fushës elektromagnetike, jo vetëm nga veprat e tij, por edhe me iniciativën e tij personale.

Autori i biografinë e Thomson, e vë përpara pikëpamje, ndërsa që gjatë gjysmës së parë të karrierës së Thomson, ai dukej i paaftë për të qenë të gabuar gjatë gjysmës së dytë të karrierës së tij ai dukej i paaftë për të drejtën duke u. Kjo duket shumë ekstrem një pamje, por refuzimi për të pranuar Thomson atomet, kundërshtimin e tij të teorive të Darvinit, spekullimet e tij jo korrekte si në moshën e Tokës dhe Dielli, si dhe kundërshtimin e tij ndaj ideve Rutherford për radioaktivitet, sigurisht vënë atë në anën e humbur të argumente shumë më vonë në karrierën e tij.

Duke studiuar disa nga kontributet e Thomson e kerkimit shkencor, le të na komentoni mbi risitë ai futi në mësim në Universitetin e Glasgow. Ai paraqiti punën në laborator kurse shkallë, duke mbajtur këtë pjesë të punës të dallueshme nga ana matematikore. Ai inkurajoi studentët më të mirë me çmime të ofruar. Janë dhënë disa shpërblime të studentëve më të mirë, një votim të organizuar midis studentëve për të përcaktuar marrësit. Ka pasur edhe shpërblime të cilat Thomson dha studentëve që ai i konsideronte më e meritojnë.

Jo vetëm që Thomson marrë një pikëpamje të unifikuar të botës fizike në hulumtimin e tij, por ai e kreu këtë në mësimin e tij. Një nga studentët e tij, i cili mori pjesë Thomson's 1.859-60 leksione, shkroi (shih):

Impuls i tij ishte që të lidhen fenomeneve dhe të arrijë në parimin themelor tyre, dhe kjo i dha atij një padurim të caktuara me degët e shkencës të cilat nuk janë ende në fazën e vëzhgimor, dhe ardhur ende sipas ligjeve mekanike. Për këtë arsye pjesa më e shkëlqyer dhe me influencë të kursin e tij ishte në fund, kur ai përmblodhi mësimin e tij dhe të energjisë përgjithësuar, dhe korrelacioni i forcave fizike ...

Një tjetër i njohur Thomson pjesë e punës ishte i përbashkët me projektin e tij për të prodhuar Tait njohur traktat mbi filozofinë e tyre tekst natyrore që ata filluan të punojnë në në fillim të viteve 1860. Ata punuan nga një fletore pune prapa dhe përpara me njëri-tjetrin në këtë projekt të madh që Thomson parashikuar si mbulon të gjitha teoritë fizike. Volumet Shumë kishin për synim, por vetëm dy të parët ishin shkruar ndonjëherë që mbulojnë Kinematika dhe dinamika. Këto ishin vëllime të shquar e cila u bë teksteve standarde për shumë gjenerata të shkencëtarëve.

Thomson arritur famën e tij më të madh me një ngjarje që kemi ende për të diskutuar. Ai ishte gjithmonë shumë i interesuar në përmirësimin e instrumentesh fizike, dhe Thomson dizajnuar dhe implementuar pajisjet shumë të reja, duke përfshirë edhe pasqyrën-galvanometër që është përdorur në transmetimet e suksesshme e parë telegrafike të qëndrueshme në nëndetëse kabllor transatlantik. Thomson kishte bashkuar një grup të industrialistëve në mes Vitet 1850 në një projekt për vendosjen e një kabllo nëndetëse mes Irlandës dhe Newfoundland. Ai ka luajtur disa role në këtë projekt, duke qenë në bordin e drejtorëve dhe gjithashtu të një këshilltar për çështjet teorike elektrike.

Elektrik i cili ishte i ngarkuar me anën praktike të operacionit ishte EOW Bardhë, i cili këmbënguli në përdorimin e sistemit të tij kundër këshilla Thomson's. Kabllo u hodh me sukses në vitin 1858, një përpjekje që ka dështuar një vit më parë kur kabllor broke. Pas vështirësive fillestare me transmetimin e një sinjal, ka pasur një përmirësim të papritur shënoi dhe suksesin e Bardhë deklaroi për sistemin e tij. Megjithatë ai shpejt u zbulua se ai kishte zevendesohet Thomson pasqyrën e-galvanometër për instrumentet e tij dhe atje ishte një rresht inatosur mes Bardhë, Thomson dhe drejtorëve të tjerë. Instrumente Thomson ishin përdorur plotësisht për përpjekjen e tretë në hedhjen e një kabllo në 1865 dhe kjo vërtetuar shumë i suksesshëm me transmetimin e sinjaleve të shpejtë të mundshme.

Për punën e tij në kabllor transatlantike Thomson u krijua Baron Kelvin e Largs në 1866. Kelvin është lumi i cili kalon nëpër ambjentet e Glasgow University dhe Largs është qytet në bregdetin skocez ku Thomson ndërtuar shtëpinë e tij. Si edhe famën, pjesëmarrja e tij në projektin kabllor telegrafi çoi në një pasuri të madhe personale e sjella nga patentat e tij kabllor dhe konsultime. Ai ishte në gjendje për të blerë një jaht 126-ton (Rookh Lalla), si dhe një shtëpi gjobë me pasuri përreth. Glasgow Herald krenari pohoi suksesin e kabllor:

A është Profesor Thomson, elektricist shquar, pa gjeniale e të cilit ka frymëzuar këtë biznes i madh nuk ka qenë aq lehtë arritur, jo një njeri Glasgow? Dhe ishin instrumentet kryesore elektrike të punësuar në testimin dhe duke punuar kabllor nuk prodhuar nga Z. Bardh, syve të këtij qyteti, ndonëse nën udhëzimet Profesor Thomson's?

Thomson botuar më shumë se 600 letra. Ai u zgjodh për të Shoqërisë Mbretërore në 1851, ka marrë Medaljen Royal saj në 1856, ka marrë Medaljen Copley e saj në 1883 dhe shërbeu si president i saj 1890-1895. Përveç për aktivitetet e tij me e Shoqërisë Mbretërore, si një të tillë do të presim një profesor i shquar skocez, ai shërbeu Shoqëria Mbretërore e Edinburgut për shumë vite. Ai shërbeu tre terma si president i kësaj shoqërie, e para 1873-1878, për herë të dytë 1886-1890, dhe për herë të tretë nga 1895 deri në vdekjen e tij në 1907. Thomson shërbeu si president i shoqërisë ende një të tretën, kur ai u zgjodh si president i Shoqatës britanike për Avancimin e Shkencës në 1871.

Aftësinë Thomson si një lektor ishte më pak mbresëlënëse:

Si lektor ai ishte më tepër të prirur për të mos kandiduar tij subjekt larguar me të. Kur kjo ndodhi, kufijtë e kohës u bë për llogari të vogla, dhe audienca e tij, të kuptuarit, por pak nga ajo që ai thoshte, u këmbëtare irlandeze për përmbajtjen e tyre me gjallëri admiring shqetësuar e mënyrë të tij (i cili u theksua më tepër se sa ndryshe nga çalim të lehtë nga që ai pati) dhe gjallëri mprehtë me të cilën ai revelled në intricacies e çështje në dorë.


Source:School of Mathematics and Statistics University of St Andrews, Scotland