Tidlig liv

William Thomson var det fjerde barnet i en familie på syv. Hans mor døde da han var seks år gammel. Hans far, James Thomson, som var en lærebok forfatter, lærte matematikk, først I Belfast og senere som professor Ved University Of Glasgow; han lærte sine sønner den nyeste matematikk, mye som ennå ikke hadde blitt en del Av British university pensum. Et uvanlig nært forhold mellom en dominerende far og en underdanig sønn tjente til å utvikle Williams ekstraordinære sinn.William, 10 år, og hans bror James, 11 år, immatrikulert Ved Universitetet I Glasgow i 1834. Der William ble introdusert til avansert og kontroversiell tenkning Av Jean-Baptiste-Joseph Fourier når En Av Thomson professorer lånt Ham Fourier banebrytende bok The Analytical Theory Of Heat, som brukes abstrakte matematiske teknikker til studiet av varmestrøm gjennom et fast objekt. Thomsons to første publiserte artikler, som dukket opp da han var 16 og 17 år gammel, var et forsvar For Fourier arbeid, som da ble angrepet Av Britiske forskere. Thomson var den første til å fremme ideen Om At Fourier matematikk, selv brukes utelukkende til flyten av varme, kan brukes i studiet av andre former for energi – enten væsker i bevegelse eller elektrisitet som strømmer gjennom en ledning.Thomson vant mange universitetspriser I Glasgow, og i en alder av 15 år vant Han en gullmedalje for «An Essay on The Figure Of The Earth», der han viste eksepsjonell matematisk evne. Det essayet, svært originalt i sin analyse, tjente Som en kilde til vitenskapelige ideer for Thomson gjennom hele sitt liv. Han konsulterte sist essayet bare noen få måneder før han døde i en alder av 83 år.Thomson gikk Inn I Cambridge i 1841 og tok En Ba-grad fire år senere med høy æresbevisning. I 1845 ble Han gitt en kopi Av George Greens Et Essay Om Anvendelsen Av Matematisk Analyse Til Teorier Om Elektrisitet og Magnetisme. Det arbeidet Og Fourier bok var komponentene Som Thomson formet hans verdensbilde og som hjalp ham å skape sin banebrytende syntese av matematiske forholdet mellom elektrisitet og varme. Etter å ha fullført Ved Cambridge, Dro Thomson Til Paris, hvor Han jobbet i laboratoriet til fysikeren Og kjemikeren Henri-Victor Regnault for å få praktisk eksperimentell kompetanse for å supplere sin teoretiske utdanning.stolen for naturfilosofi (senere kalt fysikk) ved Universitetet I Glasgow ble ledig i 1846. Thomsons far satte deretter i gang en nøye planlagt og energisk kampanje for å få sin sønn navngitt til stillingen, og i en alder av 22 Ble William enstemmig valgt til den. Til tross for blandishments fra Cambridge, Thomson forble I Glasgow for resten av sin karriere. Han dro sin universitetsstol i 1899, i en alder av 75 år, etter 53 år med en fruktbar og glad tilknytning til institusjonen. Han gjorde plass, han sa, for yngre menn.Thomsons vitenskapelige arbeid ble styrt av overbevisningen om at de ulike teoriene som handlet om materie og energi, konvergerte mot en stor, enhetlig teori. Han forfulgte målet om en enhetlig teori, selv om han tvilte på at det var oppnåelig i sin levetid eller noensinne. Grunnlaget For Thomsons overbevisning var det kumulative inntrykket oppnådd fra eksperimenter som viser sammenhengen mellom energiformer. Ved midten av det 19.århundre hadde det blitt vist at magnetisme og elektrisitet, elektromagnetisme og lys var relatert, Og Thomson hadde vist ved matematisk analogi at det var et forhold mellom hydrodynamiske fenomener og en elektrisk strøm som strømmer gjennom ledninger. James Prescott joule hevdet også at det var et forhold mellom mekanisk bevegelse og varme, og hans ide ble grunnlaget for vitenskapen om termodynamikk.I 1847, på et møte I British Association for The Advancement Of Science, Hørte Thomson Først joule teori om interconvertibility av varme og bevegelse. Joule teori gikk i strid med den aksepterte kunnskapen om tiden, som var at varmen var en ugjennomtrengelig substans (kalori) og ikke kunne være, Som Joule hevdet, en form for bevegelse. Thomson var fordomsfri nok til å diskutere med Joule implikasjonene av den nye teorien. På den tiden, selv om Han ikke kunne akseptere Joule ide, Thomson var villig til å reservere dom, spesielt siden forholdet mellom varme og mekanisk bevegelse passer inn i hans eget syn på årsakene til makt. I 1851 Thomson var i stand til å gi offentlig anerkjennelse Til Joule teori, sammen med en forsiktig tilslutning i en stor matematisk avhandling, » On The Dynamical Theory Of Heat.»Thomsons essay inneholdt sin versjon av termodynamikkens andre lov, som var et stort skritt mot forening av vitenskapelige teorier.Thomsons arbeid med elektrisitet og magnetisme begynte også i Løpet av hans studentdager Ved Cambridge. Da James Clerk Maxwell mye senere bestemte seg for å forske på magnetisme og elektrisitet, leste Han Alle Thomsons artikler om emnet og adopterte Thomson som sin mentor. Maxwell—i sitt forsøk på å syntetisere alt som var kjent om forholdet mellom elektrisitet, magnetisme og lys-utviklet sin monumentale elektromagnetiske teori om lys, sannsynligvis den mest betydningsfulle prestasjonen av 19. århundre vitenskap. Denne teorien hadde sin opprinnelse I Thomsons arbeid, Og Maxwell anerkjente lett sin gjeld.Thomsons bidrag til vitenskapen fra det 19. århundre var mange. Han avanserte ideene Til Michael Faraday, Fourier, Joule og andre. Ved hjelp av matematisk analyse trakk Thomson generaliseringer fra eksperimentelle resultater. Han formulerte konseptet som skulle generaliseres til den dynamiske teorien om energi. Han samarbeidet også med en rekke ledende forskere på den tiden, Blant Dem Sir George Gabriel Stokes, Hermann von Helmholtz, Peter Guthrie Tait og Joule. Med disse partnerne avanserte han vitenskapens grenser på flere områder, spesielt hydrodynamikk. Videre Oppsto Thomson den matematiske analogien mellom strømmen av varme i faste legemer og strømmen av elektrisitet i ledere.

Thomsons involvering i en kontrovers over muligheten for å legge en transatlantisk kabel endret løpet av hans profesjonelle arbeid. Hans arbeid med prosjektet begynte i 1854 da Stokes, en livslang korrespondent på vitenskapelige saker, ba om en teoretisk forklaring på den tilsynelatende forsinkelsen i en elektrisk strøm som passerer gjennom en lang kabel. I Sitt svar refererte Thomson til sin tidlige artikkel «On The Uniform Motion Of Heat in Homogene Faste Legemer, and its Connexion with The Mathematical Theory Of Electricity» (1842). Thomsons ide om den matematiske analogien mellom varmestrøm og elektrisk strøm fungerte bra i sin analyse av problemet med å sende telegrafmeldinger gjennom den planlagte 3000 kilometer (4800 km) kabelen. Hans ligninger som beskriver strømmen av varme gjennom en solid ledning viste seg å gjelde for spørsmål om hastigheten til en strøm i en kabel.publiseringen Av Thomsons svar til Stokes førte til et motsvar fra E. O. W. Whitehouse, Atlantic Telegraph Companys sjefselektriker. Whitehouse hevdet at praktisk erfaring tilbakevist Thomsons teoretiske funn, Og For en tid Whitehouse syn seiret med direktørene i selskapet. Til tross for deres uenighet deltok Thomson, som sjefskonsulent, i de farlige tidlige kabelleggingsekspedisjonene. I 1858 Patenterte Thomson sin telegrafmottaker, kalt et speilgalvanometer, for bruk På Atlanterhavskabelen. (Enheten, sammen med sin senere modifikasjon kalt siphon recorder, kom til å bli brukt på det meste av det verdensomspennende nettverket av undersjøiske kabler. Til slutt sparket Direktørene I Atlantic Telegraph Company Whitehouse, vedtok Thomsons forslag til utformingen av kabelen, og bestemte seg for speilgalvanometeret. Thomson ble adlet I 1866 Av Dronning Victoria for sitt arbeid.