开尔文勋爵

十九世纪的物理学有两种成功方式：一种是想出新东西，一种是把已有的东西变成能用的东西。威廉·汤姆孙——后来的开尔文勋爵——两样都做到了。他给温度定下了绝对零点，也让第一封电报穿过了大西洋，还因为后者成了英国第一位靠科学发财的物理学家。

二十二岁的教授

他八岁就跟着当数学教授的父亲学微积分，十岁进格拉斯哥大学听课，十六岁读傅里叶的《热的解析理论》并写文章为它辩护。1845 年他去巴黎，在勒尼奥的实验室里待了一年——这一年教会他的不是理论，是怎么把一个量测准。

也是在巴黎，他读到克拉珀龙转述的卡诺。卡诺的原著他当时找不到（那本 1824 年的小册子几乎无人问津），但转述已经够了：热机的效率有一个只取决于温度的上限。这个念头在他脑子里放了三年。

1846 年，二十二岁的他回到格拉斯哥当自然哲学教授。这个职位他一直做到 1899 年，五十三年。

把零点挪到该在的地方

1848 年，他想通了卡诺那条上限意味着什么。

摄氏度和华氏度的零点都是人挑的——水结冰，或者某种盐水混合物的冰点。它们只是刻度，不是原点。但卡诺的效率公式暗示：存在一种温标，在这种温标下，效率只跟两个温度的比值有关。既然是比值，就必须有一个真正的零。

他把这个零点算了出来，约在 −273 °C。这不是「非常冷」的意思，而是「不能再冷」——所有可以被取走的热都取光了的那一点。今天这个温标以他的封号命名：开尔文。

一根横跨大西洋的铜线

1856 年，一家公司打算在爱尔兰和纽芬兰之间铺一条电报电缆，两千多英里，沉在三千米深的海底。开尔文出任首席科学顾问。

第一次尝试失败了。信号在那么长的铜线里被拖成一团模糊的东西，几乎读不出来。项目的总工程师坚持用高电压硬灌，结果击穿了绝缘层。开尔文的判断相反：不能加压，要把接收端做得足够灵敏。他发明了镜式电流计——一面挂在细丝上的小镜子，微弱电流让它偏转一点点，反射的光斑在远处的刻度尺上就跑出一大段。

1866 年电缆接通。伦敦和纽约之间的通信从三周变成几分钟。开尔文因此受封爵士，也靠一系列电报专利成了富人，买了一艘一百二十六吨的游艇。

两朵乌云

1900 年 4 月 27 日，七十六岁的开尔文在皇家研究院讲了一场，题目是《十九世纪笼罩在热与光的动力学理论上的两朵乌云》。

第一朵：地球在以太中运动，为什么迈克尔逊-莫雷实验测不出来？第二朵：能量均分定理给出的比热和黑体辐射，为什么跟实验对不上？

他没有说物理学已经完工——那句广为流传的「物理学只剩下小数点后几位」并没有可靠出处。他做的恰恰相反：他准确地指出了当时唯一的两处裂缝。五年之内，第一朵乌云长成了狭义相对论，第二朵长成了量子力学。他挑出的两个问题，各自炸掉了一半的经典物理学。

他自己也有错得离谱的时候。1862 年他按地球从熔融状态冷却所需的时间，算出地球只有几千万岁，并用这个数字反对达尔文的演化论所需要的漫长年代。他的计算没问题，前提错了——地球内部有放射性衰变在持续供热，而放射性要到 1896 年才被发现。1907 年他去世，葬在威斯敏斯特教堂牛顿的旁边。