विल्यम थॉमसन केल्व्हिन
William Thomson Kelvin
स्कॉटिश गणिती व भौतिकशास्त्रज्ञ
जन्म: 26 जून, 1824
मृत्यू: 17 डिसेंबर, 1907

आधुनिक भौतिकशास्त्राचा जनक

थॉमसनचे वडील गणिताचे प्राध्यापक होते हे त्याचे मोठेच भाग्य. विद्यापीठाच्या अभ्यासक्रमात समाविष्टही न झालेले अद्ययावत गणिती सिध्दांत वयाच्या आठव्या-नवव्या वर्षीच तल्लख बुध्दीच्या थॉमसनला त्याच्या वडिलांनी शिकविले. थॉमसन सहा वर्षांचा असतानाच त्याची आई वारली. त्यामुळे वडिलांच्याच निकट सहवासात थॉमसन राहत असे. त्यांच्या बौध्दिक प्रेरणेने थॉमसनची कुशाग्र बुध्दी बहरली. वयाच्या पंधराव्या वर्षी ग्लास्गो विद्यापीठात त्यांनी लिहिलेल्या पृथ्वीच्या रचनेवरील निबंधासाठी त्यांना सुर्वणपदक मिळाले. याच ग्लास्गो विद्यापीठात ते वयाच्या बाविसाव्या वर्षी प्राध्यापक झाले आणि केंब्रिजसारख्या मान्यवर विद्यापीठांकडे पाठ फिरवून ते निवृत्तीपर्यंत ग्लास्गो विद्यापीठातच राहिले. प्रयोगशाळा उभारून त्यामध्ये भौतिकीची व्याख्याने देण्याची अभिनव प्रथा सुरू करणारे ते पहिलेच प्राध्यापक होते.
आधुनिक भौतिकीतील अनेक मूलभूत सिध्दांताचा पाया केल्व्हिन यांनी घातला. उष्णता व यांत्रिकी आणि इतर रूपातील ऊर्जा यांच्यातील संबंधांचे गणिती विवरण करणाऱ्या उष्मागतिकी (Thermo Dynamice) या शास्त्राचा पहिला नियम म्हणजे ऊर्जेच्या अविनाशत्वाचा नियम प्रस्थापित करण्यात हेल्महोल्टझ यांच्याबरोबर केल्व्हिन यांनी पुढाकार घेतला. 1851 मध्ये रॉयल सोसायटीपुढे मांडलेल्या उष्णतेच्या गत्यात्मक सिध्दांताविषयीच्या निबंधात यार्नो, डेव्ही, यूल व फ्लासियस यांच्या कार्याचा समन्वय करून उष्मागतिकीतील पहिल्या व दुसऱ्या नियमांना त्यांनी अंतिम स्वरूप दिले. ऊर्जा ऱ्हासाचा नियमही त्यांनी याच निबंधात मांडला. तापमानातील फरकामुळे निर्माण होणाऱ्या विद्युत संबंधाच्या, केल्व्हिन यांच्या नावे प्रसिध्द असलेल्या, नियमांचा शोध त्यांनी 1856 मध्ये लावला. केल्व्हिन यांनी प्रसिध्द शास्त्रज्ञ यूल यांच्याबरोबर वस्तूंचे प्रसरण होताना त्यांचे तापमान घटते, हे सिध्द केले. यालाच पुढे ‘यूल-थॉमसन परिणाम’ असे नाव पडले. यात वायूच्या अभ्यासातून त्यांनी प्रसिध्द केले की, वायूंच्या रेणूंच्या गतीमुळे निर्माण होणारी ऊर्जा ही उणे 273 अंश सेल्सिअस तापमानाला शून्य असते; म्हणून या बिंदूला ‘केवळ शून्य’ तापमान मानले पाहिजे, असे त्यांनी मांडले. ‘केवळ शून्या’पासून तापमानाचे मापन करण्याच्या पध्दतीला ‘केल्व्हिन मापन’ असे नाव पडले. (उदा. 20 अंश सेल्सिअस = 293 अंश केल्व्हिन तापमान) ही संकल्पना उष्मागतिकीमधील पुढील संशोधनाला उपयुक्त ठरली.
युरोप-अमेरिका खंड विद्युतसंदेशवहनामार्फत जोडणारी लांब पल्ल्याची केबल अटलांटिक महासागरातून टाकण्याचा प्रकल्प अटलांटिक टेलेग्राफ कंपनीने 1856 मध्ये हाती घेतला होता. संदेशवहनासंबंधाचा केल्व्हिन यांनी मांडलेला गणितीय सिध्दांत प्रत्यक्ष अनुभवाच्या कसोटीवर सिध्द होत नाही, असा दावा कंपनीच्या मुख्य विद्युत अभियंत्यांनी केला व त्यामुळे केल्व्हिन यांच्या संकल्पनांकडे दुर्लक्ष केले गेले. परंतु, योजना यशस्वी होईना तेव्हा केल्व्हिन यांनी सुचवलेला आराखडाच कंपनीने स्वीकारला. त्यामुळेच अमेरिका खंड युरोपला विद्युत संदेशवहन यंत्रणेद्वारे जोडण्याचा ऐतिहासिक प्रकल्प यशस्वी होऊ शकला. या कामगिरीमुळे थॉमसन यांचा इंग्लंडच्या व्हिक्टोरिया राणीने सरदारकीचा किताब देऊन बहुमान केला.
1853 मध्ये केल्व्हिन यांनी विद्युतप्रवाहासंबंधी निबंध लिहून बिनतारी संदेशवहनाच्या पुढील विकासाचा सैध्दांतिक पाया घातला. बेलच्या टेलिफोनच्या शोधानंतर टेलिफोन यंत्रणा सुरू करण्यास केल्व्हिन जबाबदार होते. केल्व्हिन यांनी अनेक उपकरणांचा शोध लावला, त्यांचे पेटंट घेतले व उत्पादनही सुरू केले. विद्युतप्रवाहमापक (Galvanometer), संदेशप्रेषक व पाण्याखालील केबलमधून दूर अंतरावर संदेश पाठविण्यास व संदेशांची नोंद करण्यास उपयुक्त असलेला वक्रनलिका संदेश-नोंदक ही उपकरणे त्यांनी तयार केली. 1866 नंतरच्या काळात केल्व्हिन यांनी नौकानयानासाठी लागणाऱ्या उपकरणांसंबंधी संशोधन केले आणि पाण्याची खोली अचूकपणे मोजणारे उपकरण, भरती-ओहोटीची पूर्वसूचना देणारे उपकरण, आवर्त वक्राचे विश्लेषण करणारा हरात्मक विश्लेषक आदी उपयुक्त तयार केली.
अविरत परिश्रम करण्याची कुवत व तयारी, भौतिकी आणि अभियांत्रिकी या दोन्ही शास्त्रशाखांवरील प्रभुत्व आणि त्यांचा मिलाफ यांच्या आधारे सैध्दांतिक आणि व्याहारिक अशा दोन्ही अंगांनी विज्ञान तंत्रज्ञानात केल्व्हिन यांनी मोठी मोलाची भर घातली.