「熱力學之父」——基督徒科學家開爾文

周鐵樓

開爾文原名威廉．湯姆森（William Thomson，1824-1907），是著名的英國物理學家。他的研究範圍十分廣泛，在熱力學、電磁學、流體力學、光學、地球物理學、數學、工程應用等方面都做出了貢獻，尤以熱力學方面的研究最為出色，在研究發展的過程中做出了一系列重大貢獻。他是熱力學的主要奠基人之一，被稱為「熱力學之父」。他一生發表論文多達600多篇，取得70項發明專利。

開爾文的生平

威廉的父親詹姆斯（James Thomson）是農民的兒子，1817年與瑪格麗特（Margaret Gardner）結婚。威廉出生於1824年，他有兩個姊姊，三個兄弟。1830年母親去世，那時威廉只有六歲。

1832年，父親被任命為格拉斯哥大學數學教授，次年全家搬遷到那裡。比起父親在農村成長的背景，威廉和他的兄弟姊妹有更廣闊的國際化經歷，對他們的成長有很大的影響。

威廉九歲時心臟出問題，險些喪命。10歲開始在格拉斯哥大學學習，那是1834年；大學對於學有餘力的小孩子提供了許多小學階段的便利設施，10歲是一個典型的入學年齡，並不算是早熟。

在校期間，除了與生俱來對科學的興趣，威廉對古典文學的興趣也很濃厚。12歲時，他將薩莫薩塔的Dialogues of the Gods從拉丁文翻譯為英文，並且得了獎。

威廉對傅立葉級數的理論產生了興趣。當時因英國從傳統上抵制歐洲大陸數學，有位數學家寫了一本書批判傅立葉級數的理論。這本書促使威廉發表了他的第一篇科學論文（使用筆名P.Q.R.）為傅立葉辯護，並通過他的父親提交到《劍橋數學》雜誌。P.Q.R.的第二篇論文幾乎隨後立刻發表。

1841年，P.Q.R.再寫了第三篇更充實的論文〈關於熱在均勻固體中的勻速運動以及與電學的數學理論的聯繫〉。他在論文中提出了熱傳導和靜電的數學理論之間的聯繫這個十分重要的類比，後來被詹姆斯‧麥克斯韋（James Maxwell）再次描述，成為最有價值的形成科學的想法之一。

威廉的父親給他最喜愛的兒子十分慷慨地提供教育資源。在1841年將威廉安頓在劍橋大學的彼得學院（Peter House），並提供了大量的書信介紹和充足的食宿資金。1845年，威廉以優異成績畢業。

在劍橋時，威廉很積極參加體育運動，尤其是田徑和划船。他還對希臘古典學、音樂和文學有濃厚的興趣，但他的真愛仍然是研究科學，經常滿腦子都是數學、物理和電學。

1846年他22歲時被任命為格拉斯哥大學自然哲學教授，僅在幾年前，他還是一個新生。由於裝設第一條穿過大西洋海底電纜有功，英王於1866年封他為爵士，並於1892年再晉升為開爾文（Kelvin）勛爵，以後他就改名為開爾文。1904年他就任格拉斯哥大學校長一職。三年後（1907年），開爾文在任上逝世。

開爾文的信仰

開爾文是虔誠的基督徒。每天寫日記時都不忘寫下當天所背誦的聖經金句。發表研究報告時，也經常表明自己的信仰，因為他要歸榮耀給上帝。發表熱力學第二定律時，他引用詩篇102篇26節：「天地都要如外衣漸漸舊了。」表示能量的反應進行使得有效能量逐漸減少。他在發表熱力學理論研究報告上這樣寫道：「上帝在這個時代還行神蹟嗎？是的！科學的知識是來自上帝的作為，放在我們的心中，使我們能夠了解。過去祂把異象放在先知的夢中，現今祂把知識放在人的心中，使人能夠建立理論去說明這個世界的事實。人有理解的心智，是上帝所創造的。」

關於達爾文的進化論，他指出，進化論只是一個理論而不是定律。進化論不能夠回答生命是如何產生的問題。進化論假設整個生物的進化是在與現今相同的環境裡發生，這是不可能的，因為地面的環境不斷在變化。熱學定律也不容許進化論的假設發生。開爾文指出，沒有任何力量可以產生生命，唯有全能的上帝可以創造生命，並有智慧和能力掌管萬有。