“热力学之父”——基督徒科学家开尔文

周铁楼

开尔文原名威廉．汤姆森（William Thomson, 1824-1907），是著名的英国物理学家。他的研究範围十分广泛，包括热力学、电磁学、流体力学、光学、地球物理学、数学、工程应用等方面，尤以热力学方面的研究最为出色，在研究发展的过程中作出了重大贡献。他是热力学的主要奠基人之一，被称为“热力学之父”。他一生发表论文多达600多篇，取得70项发明专利。

开尔文的生平

威廉的父亲詹姆斯（James Thomson）是农民的儿子，1817年与玛格丽特（Margaret Gardner）结婚。威廉出生于1824年，有两个姊姊，三个兄弟。1830年母亲去世，那时威廉只有六岁。

1832年，父亲被任命为格拉斯哥大学数学教授，次年全家搬迁到那里。比起父亲在农村成长的背景，威廉和他的兄弟姊妹有更广阔的国际视野，对他们的成长影响很大。

威廉九岁时心脏出问题，险些丧命。10岁开始在格拉斯哥大学学习，那是1834年；大学为学有馀力的小孩子在小学阶段提供了许多便利设施，10岁是一个普遍的入学年龄，并不算是早熟。

在校期间，除了与生俱来对科学的兴趣，威廉对古典文学的兴趣也很浓厚。12岁时，他将萨莫萨塔的着作Dialogues of the Gods从拉丁文翻译为英文，并且得了奖。

威廉对傅立叶级数的理论产生了兴趣。当时英国依循传统，抵制欧洲大陆数学，有位数学家写了一本书批判傅立叶级数的理论。这本书促使威廉发表了他的第一篇科学论文（使用笔名P.Q.R.）为傅立叶辩护，并透过父亲提交到《剑桥数学》杂志。P.Q.R.的第二篇论文几乎随后立刻发表。

1841年，P.Q.R.写了第三篇更充实的论文〈关于热在均匀固体中的匀速运动以及与电学的数学理论的联系〉。他在论文中提出了热传导和静电的数学理论之间的联系这个十分重要的类比，后来被詹姆斯．麦克斯韦（James Maxwell）再次描述，成为最有价值的形成科学的想法之一。

威廉的父亲为其爱儿提供丰厚的教育资源。1841年，他为威廉取得大量推荐信和充足的食宿资金，将威廉安顿在剑桥大学的彼得学院（Peter House）。1845年，威廉以优异成绩毕业。

在剑桥时，威廉积极参加体育运动，尤其是田径和划船。他还对希腊古典学、音乐和文学有浓厚的兴趣，但他的真爱仍然是研究科学，经常满脑子都是数学、物理和电学。

1846年他22岁时被任命为格拉斯哥大学自然哲学教授，仅在几年前，他还是一个新生。由于装设第一条穿过大西洋海底电缆有功，英王于1866年封他为爵士，并于1892年再晋升为开尔文（Kelvin）勋爵，之后他就改名为开尔文。1904年他就任格拉斯哥大学校长一职。三年后（1907年），开尔文在任上逝世。

开尔文的信仰

开尔文是虔诚的基督徒。每天写日记时都不忘写下当天所背诵的圣经金句。发表研究报告时，也经常表明自己的信仰，因为他要归荣耀给上帝。发表热力学第二定律时，他引用诗篇102篇26节：“天地都要如外衣渐渐旧了。”表示能量的反应使有效能量逐渐减少。他在发表热力学理论研究报告上这样写道：“上帝在这个时代还行神迹吗？是的！科学的知识是来自上帝的作为，放在我们的心中，使我们能够了解。过去他把异象放在先知的梦中，现今他把知识放在人的心中，使人能够建立理论去说明这个世界的事实。人有理解的心智，是上帝所创造的。”

关于达尔文的进化论，他指出，进化论只是一个理论而不是定律。进化论不能够回答生命是如何产生的问题。进化论假设整个生物的进化是在与现今相同的环境里发生，这是不可能的，因为地面的环境不断在变化。热学定律也不容许进化论的假设发生。开尔文指出，没有任何力量可以产生生命，唯有全能的上帝可以创造生命，并有智慧和能力掌管万有。

今天，如果没有无线电，没有电话，我们会觉得很不方便，什或有失联的恐慌。

开尔文对电路的研究，使电话、无线电报和广播成为可能。他是第一个有能量概念的科学家，与德国人克劳修斯（Rudolf Clausius）共同建立了热力学第一、第二定律。

开氏和首任妻子是青梅竹马，不幸还是新婚嬿婉，妻子就一病不起。开氏信守婚姻诺言，不离不弃，直到18年后妻子去世。三年后，1873年，他遇到第二任妻子，次年再婚。

开氏是虔诚的基督徒，每天读圣经，去教会。在大学授课前必先领学生祷告。他认为研究科学是对上帝的敬拜，自然界的定律都由上帝设立；人愈了解自然界的现象，就愈了解上帝的创造；愈想得深入，就愈不能不信上帝。开氏反对达尔文的进化论，指它不是科学，说达尔文忽略了创造的匠心。

开氏不仅研究抽象科学，他能应用自己的理论发明和制作日常生活用品，例如绝对温标，又名开氏温标（Kelvin Scale），就是以他命名。1881年他的房子是苏格兰第一间有电力供应，并有开关掣和保险丝的房子。1858年他监督装置第一条穿过大西洋海底的电缆，配件也是由他发明。同年八月，电缆架好后，第一封由美国发往欧洲的电报内容是：“欧美已能借电报联系。愿在至高之处，荣耀归给上帝；在地上，平安喜悦归与人。”

——编辑室

本文出自《中信》月刊二零一六年4月号．总第648期．第55卷．第4期 ，版权属《中国信徒布道会》所有。