从进取到保守

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，去纠正老皇历， 叫太阳遵从你的规律。

这是开尔文进大学之前一年写的一首诗。这首诗表现出了年轻的开尔文血气方刚，努力进取的精神。可是，到了年老了的时，他却被冠以保守的大帽子。让我们来看看开尔文一生走过的路吧。

1824 年 6 月 26 日，开尔文诞生在美国贝尔福斯特。他父亲是格拉斯哥大学的教授。

1840 年，16 岁的开尔文随父亲到德国去游览。在旅途中，他偶然读到福里欧所著的《热的传导》一书。当时，爱丁堡大学教授恺兰曾著有《热的理论》一书，书中批判了福里欧的观点。年轻的开尔文认为恺兰的批判是错误的，他就写文章替福里欧反驳恺兰。恺兰教授阅后，大加赞赏。第二年，他又写了《空间热球的冷却》和《论热和电的问题中的同值者》两篇论文。

22 岁时，他就锋芒毕露，当上了格拉斯大学的物理教授。他精力充沛， 锐意创新。他一来物理系，就决定在系里发动一场革命：他要进行课堂以外的实验。这在当时是从来没有过的事。不久，英国的第一所现代物理实验室，在格拉斯哥大学诞生，虽然只能暂时屈身于一个酒窖里。

学生们非常喜欢这位年龄比他们大不了多少的教授，上课时他常常会突然做一些意料不到的实验，使学生们大开其心。有一次德国物理学家柏林大学教授亥姆霍兹参观他的教学实验。开尔文让陀螺仪快速旋转，这时陀螺仪的轴垂直不动，开尔文以此证明地球的轴心也是应该固定不动的。大家正看得十分有趣时，他却突然用钉锤对陀螺的圆盘猛地击了一下，结果那圆盘失去平衡，迅速斜飞出去。幸亏圆盘没有砸着人，但不幸将亥姆霍兹挂在衣帽架上的帽子砸破了。学生们开心大笑起来，亥姆霍兹无可奈何地摇了摇头，也跟着一起笑了起来。开尔文认真地向亥姆霍兹道歉：“我将赔你一顶新帽子。”

1848 年，24 岁的开尔文就发表了一部热力学专著，在书中他根据卡若原理建立了热力学绝对温标。1851 年，他又发表了《热力学理论》一书， 建立了热力学第二定律。1853 年到 1854 年，他和焦耳合作，共同发现了气体扩散时的焦耳——汤姆逊效应。开尔文不仅对热力学作出了重大贡献，他对电磁学的研究成绩也是相当卓著的。1853 年，他在格拉斯哥宣读了《莱顿瓶的振荡放电》一文，算出了振荡频率。同年还发表了《瞬间电流》一文。这两篇论文后来成电磁波发现的重要理论根据。1867 年，他又发表了《旋涡原子》一文，提出原子旋转的概念。1881 年他改进了电动机； 1887 年发明了电流计，能测量 1 毫安到 1 千安培的电流和四万伏的电压。

此外，开尔文还有一件为后人称道的事，就是他主持了为连结欧、美两大洲而铺设的大西洋海底电缆工程。1855 年，第一次水底布线失败。他又继续研究，并发表了论文《水底通电办法》。第二年，他又继续水底布

线的工作。他饱尝了千辛万苦，克服了重重困难。终于获得初步成功。但是，通了七百二十三次电报以后，又不通了。接连他又遭几次失败。1860 年，他又再次大规模布线，最后终于大功告成。维多利亚女王因他“建立欧美之间电报通讯的功绩”，授予他贵族称号。

但是，开尔文正是由于他早年得志，给他带来了一个严重的缺陷，那就是他缺乏刻苦钻研的精神，他很少认真去阅读别人的著作，很相信自己的天才。另外，由于经历、性格、教育等方面的原因。他身上具有较多工程师的气质。由于缺乏卓越物理学家所必不可少的直觉，开尔文两次都已经快抓住了真理，但都没有抓住。前一次由麦克斯韦接着干下去，建立了电磁场论；后一次由赫芝接下去干，发现了电磁波。两次重大的发现，都与他失之交臂。英国著名传记作家克劳塞曾这样评价开尔文：“开尔文就是因为对科学思想缺少健全的直觉，所以不能在科学上完成更伟大的功绩。他能够翻过科学上崇山峻岭的一般障碍，可是一到达山巅，就不能想象云雾以外的情景了。他只知道近旁的一切，他在科学上没有远大的洞察力。他不能察觉光的电磁波属性已经孕育在自己的研究里了。”

在上个世纪末，经典理物学事实上已处于岌岌可危的地步，但是，开尔文却看不到这种危机，他说：物理学的大厦已经建成，以后只需对这座大厦作点小小的修补工作就行了。当然开尔文毕竟身手不凡，在别人还陶醉在经典物理光辉的成就之中时，他已看到了物理学“晴朗天空中的两朵乌云”。

他在很多场合错误地反对过新理论，力图把一切都归于力学现象。当伦琴发现 X 射线时，开尔文竟说这是一场“精心设计的骗局”；卢瑟福和索迪发现元素衰变时，他硬说那是巧妙捏造出来的；当迈克耳逊——莫雷实验宣告以太论破产后，他还赞成“空间中每立方毫米的宇宙以太其质量为一千吨”的观点。正因为他对一切新发现都持怀疑、反对的态度，在物理学史上，他常常被视为一个保守的典型。

1907 年 10 月 17 日，开尔文去世了。他被葬在威敏斯特大教堂，与牛顿的墓相邻，与牛顿并肩长眠于地下。