小大学生

1824 年，威廉·汤姆生出生在英国贝尔发斯特城，父亲是皇家学院的数学教授，性情温和，治学勤奋；母亲是富家女儿，是个典型的贤妻良母。汤姆生的兄弟姊妹比较多，他从小生活在一个和睦而热闹的大家庭里，非常快活。由于他长得最漂亮，又很聪明，在兄弟中最受父亲宠爱。他也最爱父亲。

汤姆生六岁那年，母亲不幸去世，父亲挑起了照料全家的担子。这位数学教授是农民出身，年轻的时候靠自学进入大学。他虽然疼爱失去母亲的孩子，但是对他们的教育却很严格。在汤姆生和比他大两岁的哥哥杰姆都还很小的时候，父亲就向他们系统地教授数学了。他还经常在清晨带孩子们到郊外去散步，一路上提出各种有趣的问题来问他们，培养他们思考的习惯。每当这个时候，孩子们都兴奋得象小鸟一样，叽叽喳喳地发表自己的见解。

1832 年，汤姆生的父亲被母校格拉斯哥大学聘请去教书，全家迁到格拉斯哥城。这座城市位于苏格兰腹地，横跨克莱德河，西临狭窄的克莱德海湾，是英国北部第一大港，商业繁荣，造船业比较发达。汤姆生一生的主要活动都是在这里进行的。所以有的科学史家提到他的时候，都爱把他称做“格拉斯哥的汤姆生”。

这一年新学期，汤姆生的父亲开始讲课。新来的教授学问渊博，讲述有条不紊，待人亲切，很快就博得了学生们的敬仰。没有多久大家就发现，教授来讲课的时候常常带着两个漂亮的小男孩，让他们坐在教室里旁听。小的那个孩子还背着装玩具的书包。起初，同学们都以为这两个小家伙是来玩的，后来看到他们在认真地记笔记，才大吃一惊。因为这两个大学旁听生的年龄实在太小了：杰姆是十岁，汤姆生才八岁！

一所堂堂的高等学府竟准许八岁的儿童当旁听生，听起来有些荒唐，但是却是事实。人才的培养本来就应该不拘一格。我国历史上不也有甘罗十二岁当宰相①的佳话吗？汤姆生的父亲望子成才，也很费了一番苦心。汤姆生从接受启蒙教育直到中学教育，都是他父亲自己编教材，在家里教的。他在读

① 绝对温标是一种最基本的温度单位制，也称做开氏温标。

① 相传春秋战国时期，十二岁的甘罗因为聪明过人，外交有功，被秦王封做上卿（相当于丞相）。

大学以前，从来都没有进过学校。气宇轩昂的老教授是个天生的教育家，他的最大乐趣就是给孩子们传授知识，把他们教育成材。汤姆生兄弟也很争气，他们在大学非正式地旁听了两年，眼界开阔了不少。有一次上实验课，兄弟两个对电学实验发生了浓厚的兴趣，回家以后，竟仿制了几个莱顿瓶和伏打电堆。两个小实验家用电堆给莱顿瓶充上电，然后骗小妹妹维莉来摸，结果“啪啦”一声，把她吓得大哭一场。

汤姆生十岁的时候，和哥哥一道正式进了格拉斯哥大学预科学习。这大约是当时世界上最小的大学生。同年级的同学大多是农场主的儿子，最大的二十四岁。这些纨袴子弟醉心在神学里，汤姆生却在数学、物理学和天文学方面努力学习。汤姆生十五岁那年，获得了学校的物理学奖；十六岁获得了天文学奖，同时还因为写了一篇出色的论文《地球的图形》，得到大学的金质奖章。

1840 年春天，汤姆生的父亲带着全家去欧洲大陆旅行。他们渡过多佛尔海峡，顺着莱茵河南下，旅游的区域主要在德国境里。父亲选取这条路线，主要是想让孩子们练习德语会话。为了避免分散精力，他事先规定谁也不准携带书籍。这年年初，汤姆生的指导教授，向他介绍了法国数学大师傅立叶

（1789－1857）①关于热的数学分析的一本著作，要他学习。汤姆生动身以前，听说爱丁堡大学的凯伦特教授非难这部著作。他瞒过父亲，把书悄悄地藏在皮包里，旅途中一有机会就偷偷地读几页。他们在法兰克福作客的那些日子，汤姆生每天都躲进地窖里研究傅立叶的理论，终于发现是凯伦特教授自己搞错了。于是，他写了一篇反驳的论文。旅行结束以后，他把论文寄给凯伦特教授。凯伦特对这个十六岁少年的挑战，最初只是付诸一笑，但是当他读完全文以后却完全折服了。第二年，这篇论文发表在剑桥大学的数学杂志上，虽然用的是笔名，但是不久，大学生们就都知道作者是谁了，汤姆生顿时名扬全校。

在以后的几年里，汤姆生发表了一连串的科学论文，内容涉及数学、热力学和电学。十七岁那年，他把电力线和磁力线同热力线加以类比；十八岁，接触到了热传播的不可逆性（就是热量总是从高温物体传到低温物体，不能反向传递）。在研究这些问题的时候，他娴熟地运用了很多新的数学定理。剑桥大学的数学家霍普金斯（1793－1866），曾经担任他的指导教授，使他得益不小。这一切都表明，他有可能成为一个杰出的数学物理学家。遗憾的是，他成名太早，反而影响他刻苦钻研。他一生中的某些不足在这个时候已经露头。他撰写论文很少参考别人的著作，写起来也是龙飞凤舞，一挥而就。据说他习惯用铅笔写作，而且常常写在零乱的纸上就送去付印。

1845 年一月，二十岁的汤姆生通过了紧张的毕业考试。事前，父亲和老师们对他都寄予很大的希望。父亲确信他能够稳拿第一名，一个主考教授甚至对他的同事说，他们都不配改汤姆生的卷子。可是考试揭晓，汤姆生只得了第二名。直到第二次史密斯奖考试的时候，他才夺得了桂冠。