威廉·汤姆森（开尔文勋爵，（1824年－1907年，英国））创立了开尔文温标（1848年），独立发现绝对零度（1851年，比法国的阿蒙通晚149年），并与焦耳等首次提出“宇宙有耗散能量的趋势”的思想（1852年）。
威廉·汤姆森1824年出生于英国贝尔法斯特，父亲是皇家学院的数学教授，性情温和，勤奋好学，母亲是富家千金，典型的贤妻良母。汤姆森兄弟姐妹众多，他生长在一个和睦活泼的大家庭中，非常幸福。由于他长得最帅、最聪明，所以在兄弟中，他最受父亲宠爱，也最疼爱父亲。
汤姆森6岁时，母亲不幸去世，父亲担起了照顾全家的重担。这位数学教授出生于一个农民家庭，年少时自学考上大学。他虽然疼爱失去母亲的孩子，但教育他们却十分严格。在汤姆森和大他2岁的哥哥杰姆还很小的时候，父亲就系统地教他们数学。他还经常在清晨带着孩子们到郊区散步，沿途问他们各种有趣的问题，培养他们的思维习惯。这时的孩子们就像鸟儿一样兴奋，叽叽喳喳地叫着，发表着自己的见解。
1832年，汤姆森的父亲被母校格拉斯哥大学聘为教员，全家迁往格拉斯哥。这座城市位于苏格兰中部，横跨克莱德河，西临狭窄的克莱德湾，是英格兰北部最大的港口，商业繁荣，造船业比较发达。汤姆森一生的主要活动都是在这里进行的。因此，一些科学史学家提到他时，喜欢称他为“格拉斯哥的汤姆森”。
这一年新学期，汤姆森的父亲开始上课。新教授学识渊博、做事有条不紊、和蔼可亲，很快就赢得了学生们的尊敬。没过多久，大家就发现，教授上课时经常带着两个漂亮的小男孩，让他们坐在教室里听讲，年纪更小的那个甚至背着书包，书包里装着玩具。起初，学生们以为两个小家伙只是在玩耍，后来看到他们认真记笔记，才感到很惊讶。因为这两位大学旁听生太小了：杰姆十岁，汤姆森才八岁！
一所名牌高等学府居然让八岁小孩当旁听生，听起来荒唐可笑，但事实确实如此。人才的培养，要兼收并蓄，中国历史上不是有甘罗十二岁当宰相的好故事吗？汤姆逊的父亲想让儿子成才，也花了不少心血。汤姆逊从启蒙教育到中学教育，都是父亲自己编的教材，在家里教。他上大学之前，从未上过学。威严的老教授是天生的教育家，他最大的乐趣就是把知识传授给孩子们，把他们教育成才。汤姆逊兄弟俩也争强好胜，在大学里非正式地旁听了两年，开阔了眼界很多。有一次上实验课，两兄弟对电学实验产生了浓厚的兴趣，回国后，他们居然模拟了好几个莱顿瓶和伏打电堆。 两个小实验员把电堆里的电荷装入莱顿瓶，然后哄骗妹妹威利去碰它，结果“啪”的一声响，把她吓得哭了起来。
汤姆森十岁时，与哥哥正式进入格拉斯哥大学预科班学习。这大概是当时世界上最年轻的大学生了。他的同学大多是农民子弟，年纪最大的也才24岁。这些袴子们痴迷于神学，而汤姆森却在数学、物理和天文学上努力学习。汤姆森15岁时，获得了学校的物理奖；16岁时，获得了天文学奖。同时，他还因写出一篇出色的论文《地球的图形》而获得大学颁发的金质奖章。
1840年春，汤姆逊的父亲带着全家前往欧洲大陆旅行。他们穿过多佛海峡，沿莱茵河向南行进，主要在德国境内旅行。父亲选择这条路线，主要为了让孩子们练习德语会话。为了避免分心，他事先规定，任何人不得带书。这一年年初，汤姆逊的导师向他介绍了一本法国数学大师傅立叶（1789-1857）的关于热的数学分析的书，让他好好研究。汤姆逊出发前，听说爱丁堡大学的凯伦特教授对这本书进行了批评。他瞒着父亲把书藏在公文包里，旅途中一有机会就偷偷看了几页。在法兰克福做客的日子里，汤姆逊每天都躲在地窖里研究傅立叶的理论，最后发现凯伦特教授自己也错了。于是他写了一篇反驳论文。 旅行结束后，他将论文寄给了凯伦特教授。凯伦特最初只是嘲笑这个16岁男孩的挑战，但当他读完全文后，他完全被说服了。第二年，这篇论文发表在《剑桥大学数学期刊》上。虽然是用笔名写的，但没过多久，所有大学生都知道了作者是谁，汤普森也因此名声大噪。
随后的几年里，汤姆逊发表了一系列科学论文，内容涉及数学、热力学和电学。17岁时，他把电力线和磁力线比作热线；18岁时，他接触到热传播的不可逆性（即热总是从高温物体传到低温物体，而不能反方向传递）。在研究这些问题时，他熟练地运用了许多新的数学定理。剑桥大学数学家霍普金斯（1793-1866）曾担任他的导师，使他受益匪浅。这一切都表明他有成为杰出数学物理学家的潜质。可惜他成名太早，影响了他的刻苦学习。他人生中的一些缺点此时已经显露出来，写论文时很少参考别人的作品，写得浮夸浮夸。 据说，他习惯用铅笔写字，经常在乱七八糟的纸上写字然后送去打印店。
1845年1月，20岁的汤姆森通过了紧张的毕业考试。考前，他的父亲和老师对他寄予厚望，父亲确信他会拿第一名，负责考试的一位教授甚至告诉同事，他们不配给汤姆森批改试卷。但考试结果显示，汤姆森只得了第二名，直到第二次史密斯奖考试，他才夺得冠军。
主要的成就
行走在真理的边缘
1846年11月1日，汤姆逊正式出任教授一职。他继续潜心研究电学，取得了长足的进步。法拉第当年从剑桥大学回来后，做了大量实验，研究光的偏振现象，并在当年取得了突破性进展。这位实验大师发现，一束偏振光穿过玻璃后，在磁场作用下，其振动平面会发生偏转，这就是著名的磁光效应。法拉第曾高兴地写道：“这样，磁和光的关系就被证明了！”消息传来，汤姆逊大受鼓舞。在法拉第实验的启发下，汤姆逊反复研究，用数学方法分析，对电磁力的性质进行了有益的探索，并试图用数学公式把电和磁统一起来。这的确是一个天才的想法。
汤姆森就自己的研究成果写了一篇论文。当时，他当教授才半个月。这篇论文完成于1846年11月28日。汤姆森在当天的日记中写道：
“上午十点一刻，我终于成功地用‘动态力的方法’来表示电、磁和电流。”
事实上，他已经到达了电磁理论的边缘，只要再向前迈进一步，就能发现真相。可惜，汤姆森止步于此，他或许隐约感觉到了曙光，但却缺乏坚持不懈的精神。他匆匆在笔记本上写下了这样一行字：
如果我能以更具体的方式重新审视固体状态与电磁学和电流的关系，我应该超越我现在所知道的范围，但那将在以后发生。
可惜他没有再在这个领域做出任何贡献。因此，电磁理论的创立者只能属于麦克斯韦。当然，汤姆逊的贡献是不可否认的：第一，他开创了先河；第二，他毫无保留地把自己的想法告诉了麦克斯韦。这就是汤姆逊的伟大之处。
汤姆森无法开展电磁理论研究还有一个客观原因，那就是他无法及时得到法拉第的指导。1847年夏天，汤姆森将自己的论文复印件寄给了法拉第。他在信中写道：
亲爱的法拉第先生：
以前我给你们提过一个问题，就是用解释弹性体中“应力”分布的方法来解释电磁的相似性。现在我写了一篇论文，只是从数学的角度来讨论电磁的相似性。我不敢说这就是电磁分布的理论。如果能称得上理论的话，它只是解释了电磁之间存在着必然的联系，解释了磁铁或导体中有电流通过会产生绝对静态的磁现象。如果这个理论能够成立，就可以和光的波动理论结合起来，完全可以解释磁先引起极化的效应。
该文件随本信附上。
信中那些富有洞察力的想法今天看来仍然令人惊叹，因为当时除了法拉第之外，还没有其他人将电磁现象与光波联系起来。遗憾的是，汤姆森没有收到法拉第的回信，没有在关键时刻得到宝贵的指导。
当汤姆森在电磁理论的边缘徘徊时，他遇到了焦耳。遇见这位伟大的物理学家后，他的兴趣被引向了另一条道路——热力学的研究。一位英国传记作家在汤姆森的传记中饶有兴致地写道：
有趣的是汤姆生，汤姆逊年轻时曾结识过两位著名的实验家：法拉第和焦耳，但后来他只和其中一人成为好朋友，传记中提到的“其中一人”就是指焦耳。
汤姆逊与焦耳的会面非常具有戏剧性。1845年，焦耳还出席了在剑桥大学举行的英国科学协会会议，并在会上作了关于热功当量的报告。不过，汤姆逊未能在那次会议上见到他。焦耳于1841年发现了电流通过导体时产生热量的规律，并于1843年通过实验测得了热功当量，为建立能量转换和守恒定律提供了重要的实验基础，这是物理学上的一个重大发现。但当时人们心存偏见，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会议上，焦耳再次宣扬自己的理论。面对质疑与批评，这位不屈不挠的实验主义者坚定地宣称，各种形式的能量可以定量地互相转化，比如机械能可以定量地转化为热能。当时，著名的热力学学家认为，这样的转化是不可能的。汤姆森也参加了这次会议，起初他打算一讲完焦耳就站出来反驳，但听完演讲后，他充分明白了焦耳的理论蕴含着真理。会后，他与焦耳亲切交谈，焦耳深感遇到了灵魂伴侣。当时，焦耳29岁，汤姆森只有23岁，后来，他们成为了亲密的朋友。在焦耳的鼓励下，汤姆森把注意力转向了热力学的研究。 于是，他的天才并没有在电磁学领域得到充分的展现，而是在热力学领域得到了体现。次年，他提出了绝对温标。在热力学理论方面，他也做出了相当大的贡献。汤姆森还与焦耳合作发现了著名的汤姆森-焦耳效应（压缩气体通过窄孔进入大容器后膨胀冷却）。这一效应为现代低温工程奠定了重要基础。
海底电缆通信
汤姆逊遇到焦耳之后，就把大部分精力投入到了热力学的研究中。转眼间，几年过去了。这些年，他在格拉斯哥大学建立了英国第一个物理实验室，吸引了不少学生，后来这个实验室就成了他的基地。同时，他的家庭生活也发生了很大的变化。1849年，他的父亲因病去世，教授在世时对儿子管教十分严格，看到心爱的儿子成为一个有用的人，临终时也心满意足。老汤姆逊还为英国的教育事业做出了贡献，他去世后，苏格兰的学校仍然使用他编撰的旧教科书，据说他的一些教科书被重印了近100次。父亲去世三年后，汤姆逊成家立业，妻子体弱多病，汤姆逊总是体贴关心她，花很多时间照顾她。
1853年，在热力学取得成功后，29岁的汤姆森又重回电磁学的探索。他用非常精密的实验证明了莱顿瓶的放电具有振荡性质。事实上，这是电磁波发现的前兆。真理就在眼前，但汤姆森却没有完全认识到这一点。汤姆森还用数学方法推导出了电振荡过程的方程和振荡频率的公式。
同年，他发表了论文《瞬时电流》。这不仅是汤姆逊一生中最杰出的一篇论文，也是电磁学史上辉煌的一章。在这篇论文中，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，就会形成这样的情况：“主导体先失去电荷，然后获得比原来更小但正负电荷相反的电荷，如此循环无穷，然后达到平衡。”
他还认为，如果放电频率过高（火花爆发速度过快），肉眼无法判断，可以用惠斯通的“旋转镜法”来观察（六年后，另一位科学家证实了这一点）。不过，汤姆逊并没有继续他的研究，第二年，他收到了剑桥大学年轻毕业生麦克斯韦的来信，向他请教如何研究电磁学。汤姆逊毫无保留地把自己的研究成果告诉了他。后来，麦克斯韦沿着汤姆逊开辟的道路前行，终于完成了汤姆逊未竟的事业。
汤姆森没有坚持下去的原因有很多，其中最重要的原因是，他被当时一个举世闻名的项目所吸引——铺设第一条大西洋海底电缆。汤姆森不像法拉第那样是一位实验科学家，由于经历、性格、教育和环境的不同，他身上更多的是工程师的气质，对实际应用工程更感兴趣。这种倾向在他30岁之后更加明显，他“三十而立”，可以说在工程领域彻底站稳了脚跟，尽管他一直在格拉斯哥大学担任教授。
莫尔斯发明电报后不到20年，这种新的通讯方式已风靡全球。当时无线电还没有发明，莫尔斯电报只能通过有线传输，只能在陆地上使用，被称为陆地电报。随着资本主义的发展，英国与欧洲大陆、欧美之间传统的利用邮船通讯的方式已经不能满足需要，制造和铺设海底电缆成了当务之急。1850年，最早的海底电缆铺设在英国与法国之间的多佛海峡，但比较短。制造和铺设数千公里的海底电缆是一个难度大得多的工程，因为有许多理论和技术问题需要解决。
1854年，也就是汤姆逊发表《瞬时电流》的第二年，一位名叫克拉克的科学家发现了信号延迟现象，即信号在通过海底电缆时，接收信号比发送信号滞后一定的时间。他无法解释这种现象。
汤姆逊得知此事后，饶有兴致地进行了研究。他意识到这个问题是铺设长距离海底电缆成败的关键。因为电缆越长，信号延迟时间越长，衰减和畸变越严重（从脉冲波到钟形波），甚至电报都无法正常传输。经过整整一年的系统研究，汤姆逊提出了关于海底电缆信号传输衰减的理论，解决了铺设长距离海底电缆的重大理论难题。这使他在承担铺设大西洋海底电缆重任之前，就成为了这一项目的奠基人。那时，他刚好31岁。一个有趣的巧合是，后来麦克斯韦在31岁时提出了电磁理论，赫兹（1857-1894）在31岁时证实了电磁波的存在。
1855年，汤姆逊发表了一篇关于信号传输理论的论文，系统分析了海底电缆信号衰减的原因，指出由于海水是导体，包裹在绝缘层中的海底电缆与海水形成电容，使信号传输有一个充电和放电的过渡过程。如果增加铜线截面积以降低电阻，加厚绝缘层以减少分布电容，并使用较小的电流，可以将信号延迟降到最低。这一理论后来成为海底电缆通信工程设计的重要理论依据。
1856年，大西洋电缆公司正式成立，总资本为35万英镑。按照公司章程规定，公司的董事由各地区股东选出，在股东获得10%的股息之前，董事是没有薪水的。苏格兰股东选汤姆森为董事，汤姆森欣然答应。一个把工作当成事业的人，是不会在乎报酬的。这位年轻的电工希望将自己的理论运用到实践中，在第一条大西洋海底电缆的建设中展现自己的实力。到了1866年4月，在历经种种艰难险阻之后，大西洋海底电缆第四次沉放终于大获成功。整个工程耗时整整10年。
年轻人很强大
毕业后，汤姆森首先选择了电磁学作为自己的目标。虽然热力学也在他的视野之内，但自从 1831 年法拉第发现电磁感应之后，探索电磁学的奥秘就成为众多科学家感兴趣的课题，汤姆森也被强烈地吸引了。这位优等生从小就对电学着迷，他羡慕法拉第的成就，尤其是法拉第关于电力线和磁力线的思想。在汤姆森掌握了数学工具之后，他觉得电磁学是一个很有前途的领域，跃跃欲试。
汤姆逊的父亲希望儿子竞选教授职位。当时，格拉斯哥大学一位德高望重的物理学教授即将退休，父亲希望汤姆逊能接任这一职位。按照当时的传统，只有具有物理学实际经验的人才能胜任。为了实现这个目标，父亲特意安排汤姆逊到巴黎留学，做物理学家雷尼奥（1810-1878）的研究生。雷尼奥从事热力学研究，曾受法国政府委托测量比热常数。汤姆逊听过他的讲座，并担任他的实验助手，在热力学研究中得到很多启发。但他当时的主要精力还是在电磁学上。他在巴黎只呆了四个多月，就写出了第一篇富有洞察力的电学论文，发表在法国的一份数学杂志上。这本杂志的主编很欣赏这个英国年轻人，给了他很多鼓励。 汤姆逊的论文根据光学反射原理讨论了静电感应的电荷分布，这已是独创性的想法；更了不起的是，他还提出可以用数学方法来分析法拉第的静电感应现象，他的这一奇思妙想比麦克斯韦早了十年！
1845年初夏，汤姆森从法国回到剑桥大学，参加了英国科学协会的会议。这次会议的与会者都是著名学者，包括法拉第、焦耳（1818-1889）等世界级科学家。相比之下，21岁的汤姆森还只是个孩子。但他没有盲目相信权威，在会上大胆表达了自己的观点。
英俊的年轻人紧张地站在讲台前，介绍着自己在电磁学方面的研究成果，激动的脸颊微微发烫，声音不由自主地提高了。汤姆森在会上宣读的论文，是根据他在数学杂志上发表的文章修改的，当他讲到法拉第可以用数学公式表达的磁力线，以及他发现的两片带不同电荷的玻璃之间光的偏振现象时，会场里顿时议论纷纷。
当汤姆森回到座位时，一位衣着朴素、态度和蔼的学者转过身对他说：“年轻人，你说话真好！”
“谢谢先生的夸奖！”年轻人有些不好意思。
“我也在思考这个问题。”该学者坦言。
“对不起，先生，您叫什么名字？”汤姆森礼貌地问道。
“迈克尔·法拉第。”
他怎么也想不到，自己谈话的对象竟然是法拉第！汤姆森顿时惊呆了。法拉第从公文包里拿出自己写的一本关于电学的书《电学实验研究》，递给汤姆森，示意他有时间读一读。随后，话题又回到了论文上。汤姆森问法拉第，为什么光束穿过带电介质时会发生偏振现象。法拉第解释说，这个问题并不简单，他曾多次试图用《电学实验研究》来验证，但都失败了。
“但我相信，当发生电感应时，介质一定处于某种特殊状态。”法拉第坚定地说道，并表达了继续研究这个难题的意图。
汤姆逊本想向法拉第提出合作，犹豫了片刻，没有说出口。法拉第当时已经51岁了，刚刚从久病中痊愈，重新投入到研究工作中。他虽然很欣赏汤姆逊的才华，但并不认为这个21岁的年轻人是最理想的助手。因此，虽然两人有着共同的探索目标，尤其是汤姆逊又精通数学，却没能携手合作，这实在是太可惜了。
一个月后，汤姆逊在皇家科学院重复了这项实验，但不幸的是法拉第已经离开了。对于他们两人来说，这都失去了一次最宝贵的机会。后来法拉第的研究始终没能上升到理论的层面，汤姆逊的愿望也只能在麦克斯韦的手中成为现实。
后来，汤姆逊曾多次试图把自己对电磁学的研究总结成理论结论，但都失败了。他的主要缺点是不善于借鉴别人的长处。他虽然很尊重法拉第，但从来没有系统地读过《电磁学研究》，当然，他更不读别人的著作。有人说，他40年来没有认真读过一本书。这种说法虽然有些夸张，但也显示出汤姆逊的弱点。他在实验中的一些发现确实闪耀着天才的光芒汤姆生，而另一些发现则重复了别人已经发现的事实。
1846年5月，老汤姆森期盼的机会终于来了：德高望重的老教授去世，教授职位空缺。当时，大学提出了30名优秀教师作为候选人。汤姆森的父亲梦想着让儿子坐上教授的宝座，他总是告诫儿子要把数学和物理实际问题结合起来，这对汤姆森的一生产生了很大的影响。父亲主要是为了适应教授选拔考试的需要，而儿子却转向了应用工程的研究。
威廉·汤姆森
世界上最伟大的100位科学家
同年（公元1824年）出生的著名人物：
王勋（1824-1862）
李明峰（1824-1880）
张文祥（1824-1871）
孙同生（1824—1904），四川绵阳人。
朱凤仪（1824-1865）
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同年（1907 年）去世的名人：
让·卡西米尔·佩里埃 (1847-1907) 法兰西第三共和国第五任总统 欧洲 法国
乔致庸（1818—1907），山西著名商人。
赵吉瑞（1846-1907）
雷廷昌（1845-1907）
朱子龙（1875年－1907年）是著名的民主革命活动家。
爱新觉鲁·普旭（1828-1907） 北京市东城区
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