正当汤姆生在电磁理论的边缘徘徊的时候，他遇到了焦耳。?纨, · ·鰰*占, ′哽?新`最\全,跟这位大物

理学家结识以后，他的兴趣被引上了另一条道路——热力学的研究。一位英

国传记作家在《汤姆生传》中

饶有风趣地写着：

说来也怪有趣的，汤姆生在年轻的时候就碰到了两个大名鼎

鼎的实验家：法拉第和焦耳，可是后来只同其中的一个成了要好

的朋友。

传记里说的“其中的一个”，指的就是焦耳。

汤姆生和焦耳的相遇，是很富有戏剧性的。1845年在剑桥大学举行的英

国科学协会的会议，焦耳也参加了。他在会上还作了关于热功当量的报告。

但是那次开会，汤姆生没有能够同他结识。焦耳在1841年发现了电流通过导

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②

体发热的定律 ，1843年又通过实验测定了热功当量 ，为建立能量转换和守

恒定律提供了重要的实验根据，这在物理学上是个了不起的发现。.幻?想~姬` ¨已+发·布_罪.薪`蟑￠结,但是，当

时人们抱着成见，还不理解焦耳工作的意义，皇家学会也拒绝发表他的论文。

1847年，在牛津大学召开的英国科学协会的会上，焦耳再次宣讲自己的

理论。这位不屈不挠的实验家，面对怀疑和非难，坚定地声称各种形式的能

都可以定量地互相转化，比如机械能可以定量地转化成热能。当时，著名的

热力学家都认为这种转化是不可能的。汤姆生也出席了这次会议，他起初打 ①　1841 年，焦耳发现电流在一段导体中产生的热量，跟电流强度的平方、这一段导体的电阻和通电时间三 者的乘积成正比。1842 年，俄国科学家楞次 （1804－1865）也独立地发现了这个定律，后来就称做“焦耳 -楞次定律”。 ② 相当于单位热量的功的数量，叫做热功当量，焦耳用精密的实验测定并且证实了热功当量是一个常数： J=427 公斤·米/千卡。′w¨o!d^e?b~o-o!k/s_._c_o/m* 算等焦耳讲完以后马上站起来反驳，但是，听完讲演就完全明白了焦耳的学 说里包含着真理。会后，他同焦耳亲切地交谈起来，焦耳深深感到是遇见了 知音。当时，焦耳是二十九岁，汤姆生才二十三岁。后来，他们成了莫逆之 交。在焦耳的鼓励下，汤姆生把注意力转到了热力学研究方面。结果，他的 天才在电磁学领域里没有充分显示出来，却在热力学的领域里显示出来了。 第二年，他提出了绝对温标。在热力学的理论上，他也做出了相当大的贡献。 汤姆生还同焦耳合作，发现了著名的汤姆生-焦耳效应（被压缩的气体通过窄 孔，进入大容器以后，就膨胀降温）。这个效应，为近代低温工程奠定了重 要基础。

海底电缆通信理论

汤姆生结识焦耳以后，就把大部分精力放到了热力学的研究上。转眼之 间，几年过去了。在这几年里，他在格拉斯哥大学创建了英国第一所物理实 验室，吸引了不少学生。后来，这所实验室成了他的基地。同时，他的家庭 生活也发生了很大变化。1849年，他父亲患病去世了。这位老教授在世的时 候对儿子要求很严格，亲眼看见爱子成器，临死的时候内心是满意的。老汤 姆生对英国教育也有贡献。在他去世以后，苏格兰的学校仍旧采用他编的教 科书。据说，他编的有些教科书再版了将近一百次。父亲去世三年以后，汤 姆生成了家。妻子体弱多病，汤姆生一直对她体贴入微，细心照料，花了不 少时间。

1853年，二十九岁的汤姆生在热力学研究方面取得了成就以后，才回过 头来再一次对电磁学进行探索性的研究。他用很精确的实验，证明了莱顿瓶 放电具有振荡性质。实际上这是发现电磁波的前兆，真理就在眼前，只不过 汤姆生没有充分意识到这一点罢了。汤姆生还用数学方法推导出电振荡过程 的方程和振荡频率的公式。

同年，他发表了《瞬间电流》这篇论文。这不但是汤姆生一生中最出色 的一篇论文，而且也是电磁学史上光采夺目的篇章。在这篇论文里，他指出 带电体的放电有两种，一种是连续放电，一种是振荡放电。如果是振荡放电， 就会形成这样一种情况：“主要导体最先失去它的电荷，然后得到比起初稍 小而正负相