Question

威廉·汤姆森的趣闻轶事

Answer 1

1.“第十一条诫律”
开尔文出身于一个由于宗教压迫而离国逃迁的苏格兰誓约派教徒的家族。10岁时丧母。父亲是格拉斯哥大学的自然哲学教授。他为他的6个子女，提供了一套旨在保护他们的心灵而磨砺他们智力的教育方式。他所设计的这个教育方式，既有广度，又有深度。几乎从婴儿时期起，孩子们的成长就与思想的广阔天地结成友谊。他们被地质学和天文学的原理所吸引，而植物则是他们游玩时的小伙伴。当他们围坐在桌子四周时，他们惊奇地注视着桌上的玩具地球仪；他们梦想着到地球上最遥远的地方去遨游。而后他们的眼睛又转移到另外一个更大的球体上。这是他们的父亲为他们购买的一个天球仪——它讲出了天体的史诗，而地球只不过是这个伟大史诗中一个小小的音节而已。
威廉在弟兄中排行最小，但他的想象力却是最敏捷的。他发现自己完全被这两个球的故事迷住了。尽管年龄还小，他已决心接受挑战，把这个故事的神秘弄清楚。当他还只有16岁时，就在日记中写下了第十一条诫律。正如十诫是宗教对他的良心的召唤一样，这第十一条诫律则是心智对开尔文理性的召唤：
科学领路到哪里，就在哪里攀登不息；
前进吧，去测量大地，衡量空气，记录潮汐；
去指示行星在哪一条轨道上奔跑，去纠正老黄历，叫太阳遵从你的规律。
2.第一所现代实验室在酒窖里诞生
开尔文的智力成熟得很快。他17岁进入剑桥大学，18岁就写出了一篇杰出的热力学方面的论文，还在《剑桥数学学报》上发表了几篇文章。毕业时，他认识了法国和英国一些第一流物理学家，并对他们提出颇有价值的研究建议。22岁时，他被任命为格拉斯哥大学教授。
大学里文质彬彬的苏格兰同事们，对于开尔文的血气方刚的那种进取劲头，颇有点受不了。开尔文刚刚被选拔到很多白发苍苍的对手们求之不得的光荣职位上，就决定在格拉斯哥的物理系来一场革命。他到几个老前辈那里，申请拨给他一间房子，以便进行课堂以外的实验。这种狂妄气焰是他们前所未闻的。多年以来，节约成癖的苏格兰教授们满足于把实验统统挤到教室里去进行。这个刚被提升的小伙子竟然要求自己占一间房子，天下哪有这个道理？
然而，他们的好奇心战胜了他们的反感。“假若你一定要的话，那么你可以把那间地窖拿去，我们把那些酒桶搬走就是了。”
这样，英国的第一所现代实验室，就在一个酒窖里诞生了。
3.用塔顶楼作思考的房屋
年轻的汤姆孙的工作劲头，就象一股龙卷风。他就是他自己提出的动力学理论的化身。他从班级里的90个学生中，挑选了30人。组成了一个志愿队伍，他促使他们飞快地工作。工作成果累积得如此之快，以致他发现他需要更多的空间——“再给我一间作思考的房屋。”
他的同事们又奇怪地看着他了。他们说：“你用那间塔顶楼好了。”
从早到晚，他钻入深处，爬到高处，进行实验活动或抽象的设想。晚上，他散步回家——只有50码之遥—把一个技术专家的身躯和一个哲学家的心灵送进了睡乡—一个身强力壮的人的休憩。
4.把证明“浸透”到学生心里
对于学生来说，这位冷热无常的大教授是很令人兴奋的。没有人知道他下一步会干什么。有一天，他的朋友德国科学家亥姆霍兹来到他的实验室，参观开尔文进行陀螺仪的实验。一个厚的金属圆盘正在快速旋转。大教授打算证明，圆盘在旋转中，应该是垂直不动的，从而可以用类比法来说明，地球就其轴心来说，也是垂直不动的。突然间，他抓起一个钉锤，对着圆盘猛击了一下。金属圆盘失去平衡，马上向离心方向飞去，恰巧击中了衣帽架上悬桂着的亥姆霍兹的帽子，并将帽子砸破了。学生们哄堂大学。亥姆霍兹无可奈何，只得也随着大家笑了。开尔文倒是满天真的，他轻描谈写地说：“出了点毛病，我会赔你一顶新帽子的。”
他的话从不沉闷。他说：“我取消了上课宣读发了霉的论文的办法。”他的课堂和实验室堆满了各种各样的仪器，真是五花八门，样样俱全。小配件堆积在桌上，有的吊在天花板上，有的还挂在墙上。至于大件，有一套三件的螺旋弹簧振荡器；一座30英尺长的摆钟，摆的尾巴上还悬挂着一个12磅重的炮弹；一部怪样子的机器，里面装着许多的弹子球，球不断地向各个方向滚动，藉以揭示星云的动力学运动；此外还有成堆的陀螺仪。他把一个陀螺仪放在另一个陀螺仪上面旋转，藉以研究行星的运动。他把这些陀螺仪用各种方式放到一起，扭来扭去。在课堂的一角，从天花板上吊下一件看上去平凡无奇的装置——一个覆盖着橡皮薄膜的金属圈，是用来揭示露滴的性质的。有一天，他叫人弄了水来，把水浇在金属圈上，使橡皮往下垂胀。加上更多的水。最后橡皮破裂，“象一个负载过重的露滴。”水一直泼到了教室前排学生的头上。教授笑了，“我向来喜欢把我的证明浸透到你们的心里去。”
5.“每个困难一定有解决的办法”
开尔文的思想很丰富，数学能力很强，在物理学的各个方面都开辟了许多新的道路。他在当时科学界享有极高的名望，受到英国本国和欧美各国科学家的推崇。他的科学观点可以引用1800年5月他在伦敦皇家研究所关于大气电学的讲演中对现象与本质问题的话来说明：
“常常提出这样的问题，人们是否只管事实和现象，而放弃追究隐藏在现象后面的物质的最终性质呢？这是一个必然由纯正哲学者回答的问题，它不属于自然哲学的范围。但是近许多年来世界上看到从这个屋子的实验结果中所发生的，在实验科学史上未曾有过的一连串的令人惊奇的发现。这些发现必然把人们的知识引导到这样一个阶段，将使无生物世界的规律表现 出每一现象基本上与所有全体现象相连，而无穷无尽的多样化的运用规律所达到的统一性将被认为是创造性智慧的产物。”
这一段话表达了开尔文的理想，他想像一个完善的统一的理论，能把世界的现象包罗无遗。他的意志是坚强的。他在1904年出版的《巴尔的摩讲演集》的序言上关于如何对待困难有这几句话：
“我们都感到，对困难必须正视，不能回避；应当把它放在心里，希望能够解决它。无论如何，每个困难一定有解决的办法，虽然我们可能一生没有能找到。”
开尔文终生不懈地致力于科学事业，他不怕失败，永远保持着乐观的战斗精神。1896年，在纪念他在格拉斯哥大学任教50年的会上，他说过：“我在过去55年里所极力追求的科学进展，可以有‘失败'这个词来标志。我现在不比50年以前当我开始担任教授时知道更多关于电和磁的力，或者关于以太、电与有重物之间的关系，或者关于化学亲合的性质。在失败中必有一些悲伤；但是在科学的追求中，本身包含的必要努力带来很多愉快的斗争，这就使科学家避免了苦闷，而或许还会使他在日常工作中相当快乐。”开尔文的这段话，可以说是对自己的科学生涯的总结。
6.“开尔文勋爵，研究生”
他更老了。他抱怨光阴流逝得太快。“一秒钟是太短促了，我们需要长一些的时间量度。”每天，他口授几个小时，身旁有两名秘书，一左一右。两名秘书各自记录他分别口授的东西，题目各不相同。
而现在，他已经快走到生命之路的尽头了。用毕生时间搞出来的学说和发明，眼看就要被更新的一些学说和发明挤进阴暗的角落里。威廉·伦琴、亨利·贝克勒耳以及玛丽·居里等人，他们为将来开辟了多么丰富的研究园地！在科学的世界观方面，他们又进行了一场什么样的革命！比起他们来，他又显得多么渺小和不足！在他担任格拉斯哥大学教授五十周年纪念日时，他有点自嘲地笑了。
任职五十周年庆祝后又过了三年，他辞去了格拉斯哥大学教授的职务。董事会希望他不要退休，继续工作。但是他摇摇头。“请不必感情用事吧，我已经没有什么用处了。”
他最后一次看到了他的学生们。“我最近相信，当一个人老了的时候，他在家内炉边最欣赏的，就是那些把他带回到大学生活时代的照片……使你们的生活充满光明和纯洁的那些照片……”就这样，他离开了他的教授岗位，可是并没有离开格拉斯哥大学。只要一息尚存，他无法割断他同格拉斯哥的纽带。1899年，当学年开始时，这位76岁的年迈学者，同大学本科生一道，走进注册室，也报了名：“开尔文勋爵，研究生。”他终于懂得，他不能再教了；从现在起，他只是学。
7.预言20世纪初物理学的两朵乌云
1900年4月27日，是特别的一天。 英国的伦敦市，是特别的城市。 阿尔伯马尔街，是一个特别的地方。此时此刻欧洲著名科学家正汇聚一堂。此时这里正举行一场世纪之交的物理学报告会。在雷动的掌声中，白发苍苍、已是76岁高龄的德高望重的开尔文勋爵走上了讲台，发表了开幕祝词----《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》的演讲，他在回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩的只是一些修饰工作．同时，他在展望20世纪物理学前景时讲到：“动力学理论断言，热和光都是运动的形式。但是现在这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽而显得黯然失色，第一朵乌云出现在黑体辐射实验和理论的不一致（光的波动理论争议上），第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦一玻尔兹曼理论上（发现光速不随运动参考系而变）．” ……
物理学后来发展的历史表明，正是19世纪初的这两朵小小的乌云，酿成了一场大风暴。
第一朵乌云导致量子力学的爆发。
第二朵乌云导致相对论的爆发。