Лорд Келвин

“There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains is more and more precise measurement.”

Со овие зборови Лорд Келвин,успешен пронаоѓач, богат бизнисмен и можеби најважниот физичар во историјата,во 1900 година кажал дека во физиката се е веќе откриено и дека само треба да се работи на зголемување на прецизноста во мерењето!

Да може да види до каде е стигната науката сега....

Лорд Келвин или Вилијам Томпсон e најпознат по неговата работа во математичката анализа на електричната енергија ,магнетизмот, формулирањето на првиот и вториот закон на термодинамиката, динамичката теорија на топлината, геофизичкото определување на староста на Земјата и  фундаментални дела во хидродинамиката,автор на преку 600 други трудови, сопственик на преку 70 патенти(високо профитабилни) и затоа може  да го сметаме за прв научник кој се занимавал со применета наука!

Келвин бил  генијалец кој покрај  за математика, физика, хемија, астрономија,  се интересирал и за класичните јазици и вршел преводи од латински на англиски од својата дванаесетта година.

Во доцните 1840-ти, Келвин наишол на делото „Аналитичката теорија на топлината“ на Џозеф Фурие –теорија  што се занимава со примена на апстрактна математика за проток на топлина  и ја совладал во рок од две недели заедно со Лапласовата „Небесна механика“.

Првиот труд на Келвин е уште повпечатлив бидејќи во тоа време нема  цврсто  научно разбирање за тоа што всушност е топлината - мистерија која почна да се открива две години подоцна кога Џејмс Џул покажа дека работата е механички еквивалент на топлина. Келвин продолжил со проучувањето на топлината и во 1848 година го вовел зборот „термодинамика“.

Во 1841 година го објавил своето прво дело  „Фуриеовото проширување на функциите во тригонометриските серии“  кое ги брани  математичките теории на Фурие од критиките на многу британски математичари.

Во 1842 година, објавил важен труд на истата тема „За еднообразното движење на топлината и неговата поврзаност со математичката теорија на електрична енергија“.Неговите равенки кои го опишуваат протокот на топлина низ цврста жица се покажаа применливи на прашања за брзината на струјата низ електричен спроводник. За неговата работа на трансатлантскиот телеграфски проект, кој за прв пат донесе моментална комуникација преку океанот е прогласен за витез во 1866 година од кралицата Викторија, станувајќи Сер Вилијам Томсон.

Тој   почнал да работи на идејата на Фарадеј дека електричната индукција се одвива преку индиректен медиум, а не преку „далечинско дејство“, давајќи го  првиот математички доказ .

Исто  така, одиграл важна улога во едно од најдраматичните откритија на дваесеттиот век - безжичната телеграфија. Нишката оди вака: Лајден –Хенри - Томсон-  Максвел - Херц -Маркони -   и на  крај Сер Оливер Лоџ кој ги  разработил  практичните апликации  а сите заедно ја направиле безжичната телеграфија реалност.

 Ја  осмислил и математичката основа  на електрични слики, која се користи за решавање на проблемот со електростатиката.

Во 1846 година, 22-годишниот Лорд Келвин ја започнал својата кариера на Универзитетот во Глазгов како професор по природна филозофија(физика и хемија). Иако го сметале за инспиративен предавач,како што минувало времето,  знаел да замине  во друга крајност, честопати на час заборавајќи дека зборува со учениците. Некогаш се исклучувал од реалноста и   ги полнел  таблите со формули  кои ништо не значеле за неговата публика. Многу од неговите ученици биле присутни само затоа што нивниот курс барал одреден број кредити по физика. „Ги слушав неговите предавања за математичко нишало еден месец“, вели еден од неговите студенти, „и сè што памтам е дека мавташе со некое топче.

Во 1847 година започнал да соработува со Џорџ  Стоукс, познат по основањето на науката за хидродинамиката а истата година се запознава  со Џејмс  Џаул(Џул)  и  неговата  теорија за калориска топлина, како и теоријата на топлинските мотори и ја нагласува меѓусебната конвертибилност на топлината и движењето.

 Тој почнал да ја проучува теоријата Карно-Клапејрон, поради што во 1848 година предложил апсолутна температурна скала.

Во март 1851 година  успеал да ја докаже теоријата на Џул, објавувајќи за  неа важен трактат со наслов „За динамичката теорија на топлината“ во кој се содржи  неговата верзија на вториот закон за термодинамика. Формулацијата на Келвин од 1851 година гласи: „Невозможно е, со помош на неживи агенси, да се изведе механички ефект од кој било дел од материјата, со нејзино ладење под температурата на најстудените околни објекти“. Законот го издржа тестот на времето и напорите на многу идни пронаоѓачи да го побијат. Навистина, се тврди дека сè што знаеме во науката може да е погрешно, освен првиот и вториот закон на термодинамиката! Во наједноставната лаичка парафраза, законите велат: „не можеш да добиеш нешто од ништо“ и  „збирот на целата енергија во универзумот останува константен“ кој може да се нарече -закон за зачувување на енергијата. Применувајќи го Вториот закон на вселената како целина, ја предвиде топлотната смрт на универзумот во иднина, што ја отфрли можноста за бесконечно стар универзум.

Во 1852 година, работејќи со Џул, Келвин забележал дека температурата на гасот се намалува кога се шири во вакуум(„Џул-Томсонов ефект“ кој е  вовед во  пронаоѓањето на првиот фрижидер).

Тој  е запаметен по неговиот реакционерен пристап кон новата физика што се појави во последната деценија од неговиот живот, олицетворен со острата изјава „Рентгенските зраци се измама“ и  неговото  интервју за весник од 1902 година: „Ниту еден балон и ниту еден авион никогаш нема да бидат практично успешни“.Сепак,Келвин доживеа да слушне  за откритието на Планк и беше жив кога Ајнштајн ја објави својата специјална теорија на релативност  а пред тоа си направил сопствена рендгенска снимка!

Исто така е најжесток противник на дарвинизмот и материјализмот во тоа време и  ја применил својата експертиза во физиката и термодинамиката за да тврди дека Земјата не може да биде стара колку што Дарвин барал за еволуцијата! Дарвин се чувствувал толку притиснат од доказите на Томсон, што бил подготвен да разгледа радикални предлози за да ја одржи жива неговата теорија за природна селекција.

Како и многу научници во тоа доба, тој нема проблем со верата и науката и верува дека  убавината, дизајнот и уреденоста на природата  (интелигентен дизајн) е дело на повисока моќ ; и вели: „Ако ја проучувате науката доволно длабоко и доволно долго, тоа ќе ве принуди да верувате во Бога“.

Тој  во 1892 година како признание за неговите достигнувања во термодинамиката добива титула барон Келвин,(според реката Келвин, која тече во близина на неговата лабораторија во Глазгов). Колку бил ценет во тоа време, се гледа и  од фактот дека   е погребан во Вестминстерската опатија,  веднаш до Исак Њутн.

Келвин „К“, основната единица на апсолутната температурна скала, е именувана по него затоа што тој е првиот што ја предложил „Апсолутна термометриска скала“ и по одредувањето на нејзината точна вредност како приближно -273,15 степени Целзиусови.