所選期刊
VOL:20期

跨洋電纜的推手:克耳文

種子的旅行水精靈

克耳文是誰?雖然大家對他很陌生,但提到絕對溫標(或稱克氏溫標),大家應該都非常熟悉吧?像是在漫畫《聖鬥士星矢》中,黃金聖鬥士卡妙與青銅聖鬥士冰河之間的戰鬥是以寒氣來分勝負的,誰能夠把寒氣逼近絕對零度(即0K,也就是-273.15℃)的低溫便可以擊敗對手!其中絕對溫標的K,是國際單位制中的溫度單位,就是以克耳文的姓氏為縮寫,用以紀念這位提出了熱力學第二定律的「熱力學之父」!

數學筆戰,一戰成名
克耳文原名威廉‧湯姆森(William Thomson),於1824年出生在愛爾蘭貝爾法斯特。父親是數學教授,湯姆森從小在父親的教育之下,很快嶄露出在數學上的天份。10歲時便進入格拉斯哥大學就讀,在當時可是世界上年紀最小的大學生。

1840年春天,父親規劃了一條在德國境內、風景優美的旅遊路線,美其名是歐洲旅行,其實是想讓孩子們練習德語。旅行之前,湯姆森對法國數學大師傅立葉(Joseph Fourier)的一本著作著迷,他帶著這本書,旅途中一有機會就研讀起來。

他聽說一位愛丁堡大學教授對這本書的內容進行批判,不過湯姆森發現是教授自己搞錯了,便使用筆名P.Q.R.寫了一篇反駁的論文為傅立葉辯護。之後又陸續發表二篇論文在劍橋大學的數學雜誌上,雖然用的不是真名,但不久後大家就知道作者是誰,湯姆森頓時聲名大噪。

為熱力學奠定基礎
湯姆森於1847年遇到英國物理學家焦耳(James Prescott Joule),開啟他研究熱力學的大門。在當時,物理學家仍然相信熱是一種看不見的氣態物質,物體吸收了這種「熱質」後,溫度就會上升,湯姆森原本是這個理念的忠實信徒。不過焦耳獨排眾議的認為熱是一種能量,在湯姆森研究過焦耳的論文之後,便開始改變想法,轉而支持焦耳的見解。年齡相近的他們成為好友,湯姆森投入了熱力學的研究,一起為熱力學第一定律(能量守恆定律)提供了非常給力的實驗證明。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2016年9月 ]