Kelvin, seigneur (William Thomson) (1824-1907), scientifique britannique.
Le quatrième enfant de James et Margaret Thomson, William Thomson est né à Belfast. Son père mathématicien a enseigné à la Belfast Academical Institution, bien connue pour son radicalisme politique et religieux. Sa mère, issue d'une famille commerçante de Glasgow, est décédée lorsque William avait six ans. En 1832, son père se vit offrir la chaire de mathématiques à l'Université de Glasgow et y continua d'exercer une profonde influence sur l'éducation de ses enfants. William a suivi un vaste programme de philosophie à Glasgow mais est parti sans diplôme pour entrer à Peterhouse, Cambridge, en tant que premier cycle. Après plusieurs années d'études intensives en mathématiques, il sortit deuxième des «Mathematics Tripos» de 1845, les examens intensément compétitifs qui classaient les étudiants de dernière année par ordre de mérite mathématique. Améliorant ses compétences expérimentales à Paris, il fut élu en 1846 professeur de philosophie naturelle à l'Université de Glasgow, poste dont il prit sa retraite en 1899.
Dans un article scientifique rédigé à l'âge de dix-sept ans, Thomson a utilisé le traitement mathématique de Jean-Baptiste-Joseph Fourier (1768–1830) du flux thermique pour remplacer les forces d'action à distance en électrostatique par des modèles à flux continu. Son approche radicale a ensuite inspiré la théorie du champ électromagnétique de James Clerk Maxwell, qui a trouvé son expression dans le célèbre Traité sur l'électricité et le magnétisme (1873). Thomson lui-même a étendu les techniques de Fourier pour analyser les signaux électriques transmis par des fils télégraphiques longue distance. Le retard de ces signaux avait soulevé des inquiétudes parmi les projecteurs de télégraphie, en particulier en ce qui concerne la viabilité économique des câbles sous-marins. L'analyse de Thomson lui a permis de donner des conseils sur les dimensions optimales des télégraphes transatlantiques et impériaux projetés. Il a également construit des instruments de mesure extrêmement délicats, notamment un «galvanomètre à miroir marin», pour une utilisation dans l'ingénierie télégraphique. Pour ces services à l'empire, il fut fait chevalier par la reine Victoria en 1866, après l'achèvement du premier télégraphe de l'Atlantique réussi.
À peine deux ans après le début de sa chaire à Glasgow, Thomson a formulé une échelle de température «absolue» (appelée plus tard l'échelle Kelvin en son honneur) qui différait des échelles traditionnelles en étant indépendante de toute substance spécifique telle que le mercure. Cela dépendait de l'engagement récent de Thomson à la théorie de Sadi Carnot de la puissance motrice de la chaleur dans laquelle la «chute» de la chaleur entre une température élevée (la chaudière) et une température basse (le condenseur) conduit un moteur thermique comme la chute de l'eau entraînait une roue hydraulique. L'idée de Thomson était de corréler la différence de température - la «chute» - avec le travail effectué plutôt qu'avec une substance de travail particulière.
Ces recherches se sont déroulées dans un contexte plus large qui a généré, au cours de la prochaine décennie, les nouvelles sciences de la thermodynamique et de l'énergie. Dans les années 1840, l'expérimentateur de Manchester James Joule avait mené des recherches en laboratoire pour déterminer la relation quantitative entre le travail effectué et la chaleur produite. Thomson a d'abord accepté les conclusions de Joule selon lesquelles le travail pouvait être converti en chaleur, comme en friction, selon un équivalent exact. Attaché à la théorie de Carnot, cependant, il ne pouvait accepter l'inverse selon lequel le travail, une fois converti en chaleur, pouvait alors simplement être récupéré comme travail utile. Aidé par des enquêtes similaires récemment entreprises par l'ingénieur écossais William John Macquorn Rankine et le physicien allemand Rudolf Clausius, Thomson a produit une réconciliation de Joule et Carnot en 1850–1851. Pour la production de travail ou de force motrice, un "moteur thermodynamique" (nom de Thomson pour un moteur thermique) nécessitait deux principes, la conversion d'une quantité exacte de chaleur en travail effectué et le transfert d'une certaine quantité de chaleur à partir de température élevée à basse. Ces principes ont formé la base des deux lois de la thermodynamique. La nouvelle science a offert aux ingénieurs marins de l'empire - dont beaucoup étaient situés à Glasgow - une incitation à concevoir des moteurs à vapeur de pressions beaucoup plus élevées, ce qui, conformément aux lois thermodynamiques, permettrait une plus grande économie de consommation de carburant.
Thomson et Rankine ont ensuite introduit les termes présenter (plus tard cinétique) et défaillances énergie. Les lois de conservation et de dissipation de l'énergie sont devenues le fondement d'une nouvelle «science de l'énergie», et la discipline de la physique s'est rapidement redéfinie comme l'étude de l'énergie et de ses transformations. Thomson et son collègue de l'Université d'Édimbourg Peter Guthrie Tait ont lancé, mais jamais achevé, un vaste projet visant à développer une perspective énergétique dans toutes les branches de la science physique, qui trouverait une incarnation dans leur Traité de philosophie naturelle complète au niveau des unités (1867).
En utilisant ces lois énergétiques, Thomson est arrivé à des âges pour la terre et le soleil (20 à 100 millions d'années). Il a explicitement contesté les échelles de temps géologiques et les hypothèses sur lesquelles Charles Darwin avait construit sa théorie controversée de l'évolution au moyen de la sélection naturelle (1859). Le célèbre évolutionniste a admis plus tard que des nombreuses objections soulevées contre sa théorie, celle de Thomson s'est avérée la plus difficile à contrer.
Thomson a fait de son laboratoire privé le premier laboratoire physique universitaire de Grande-Bretagne. Les travaux allaient au-delà des essais et des inventions télégraphiques au brevetage et à la fabrication d'une large gamme d'instruments scientifiques, industriels et de navigation. Les richesses générées lui ont permis d'acheter en 1870 une goélette de 126 tonnes, Lalla Rookh, qui a servi de laboratoire à flot, en particulier pour tester sa boussole de marin et son appareil de sondage mécanique. Lorsqu'en 1892 il fut élevé à la pairie, il devint le premier scientifique britannique à être si honoré. Prenant le titre de Baron Kelvin de l'affluent de la rivière Clyde qui coulait près de l'Université, Lord Kelvin a continué à publier des articles scientifiques jusqu'à ce qu'il trouve un dernier lieu de repos à l'abbaye de Westminster, non loin de la tombe de Sir Isaac Newton.