簡介
1848年創立熱力學溫標；後把熱力學第一定律和熱力學第二定律具體套用到熱學、電學和彈性現象等方面，對熱力學的發展起了一定作用。還製成了靜電計、鏡式靜電計、鏡式電流計、雙臂電橋等電學儀器。1866年起，領導完成了橫越大西洋海底的電纜和安裝工作。為了紀念他在科學上的功績，國際計量大會把熱力學溫標（即絕對溫標）稱為開爾文（開氏）溫標，熱力學溫度以開爾文為單位，是現在國際單位制中七個基本單位之一。
1824年6月26日湯姆孫生於愛爾蘭的貝爾法斯特。他從小聰慧好學，10歲時就進格拉斯哥大學預科學習。17歲時，曾賦詩言志：“科學領路到哪裡，就在哪裡攀登不息”。1845年畢業於劍橋大學，在大學學習期間曾獲蘭格勒獎金第二名，史密斯獎金第一名。畢業後他赴巴黎跟隨物理學家和化學家V．勒尼奧從事實驗工作一年，1846年受聘為格拉斯哥大學自然哲學（物理學當時的別名）教授，任職達53年之久。由於裝設第一條大西洋海底電纜有功，英政府於1866年封他為爵士，並於1892年晉升為開爾文勳爵，開爾文這個名字就是從此開始的。1851年被選為倫敦皇家學會會員，1890～1895年任該會會長。1877年被選為法國科學院院士。1904年任格拉斯哥大學校長，直到1907年12月17日在蘇格蘭的內瑟霍爾逝世為止。
湯姆孫研究範圍廣泛，在熱學、電磁學、流體力學、光學、地球物理、數學、工程套用等方面都做出了貢獻。他一生髮表論文多達600餘篇，取得70種發明專利，他在當時科學界享有極高的名望，受到英國本國和歐美各國科學家、科學團體的推崇。他在熱學、電磁學及它們的工程套用方面的研究最為出色。
貢獻
湯姆孫是熱力學的主要奠基人之一，在熱力學的發展中作出了一系列的重大貢獻。他根據蓋-呂薩克、卡諾和克拉珀龍的理論於1848年創立了熱力學溫標。他指出：“這個溫標的特點是它完全不依賴於任何特殊物質的物理性質。”這是現代科學上的標準溫標。他是熱力學第二定律的兩個主要奠基人之一（另一個是克勞修斯），1851年他提出熱力學第二定律：“不可能從單一熱源吸熱使之完全變為有用功而不產生其他影響。”這是公認的熱力學第二定律的標準說法。並且指出，如果此定律不成立，就必須承認可以有一種永動機，它藉助於使海水或土壤冷卻而無限制地得到機械功，即所謂的第二種永動機。他從熱力學第二定律斷言，能量耗散是普遍的趨勢。1852年他與焦耳合作進一步研究氣體的內能，對焦耳氣體自由膨脹實驗作了改進，進行氣體膨脹的多孔塞實驗，發現了焦耳－湯姆孫效應，即氣體經多孔塞絕熱膨脹後所引起的溫度的變化現象。這一發現成為獲得低溫的主要方法之一，廣泛地套用到低溫技術中。1856年他從理論研究上預言了一種新的溫差電效應，即當電流在溫度不均勻的導體中流過時，導體除產生不可逆的焦耳熱之外，還要吸收或放出一定的熱量（稱為湯姆孫熱）。這一現象後叫湯姆孫效應。
湯姆孫在電磁學理論和工程套用上研究成果卓著。1848年他發明了電像法，這是計算一定形狀導體電荷分布所產生的靜電場問題的有效方法。他深入研究了萊頓瓶的放電振盪特性，於1853年發表了《萊頓瓶的振盪放電》的論文，推算了振盪的頻率，為電磁振盪理論研究作出了開拓性的貢獻。他曾用數學方法對電磁場的性質作了有益的探討，試圖用數學公式把電力和磁力統一起來。1846年便成功地完成了電力、磁力和電流的“力的活動影像法”，這已經是電磁場理論的雛形了（如果再前進一步，就會深入到電磁波問題）。他曾在日記中寫道：“假使我能把物體對於電磁和電流有關的狀態重新作一番更特殊的考察，我肯定會超出我現在所知道的範圍，不過那當然是以後的事了。”他的偉大之處，在於能把自己的全部研究成果，毫無保留地介紹給了麥克斯韋，並鼓勵麥克斯韋建立電磁現象的統一理論，為麥克斯韋最後完成電磁場理論奠定了基礎。
他十分重視理論聯繫實際。1875年預言了城市將採用電力照明，1879年又提出了遠距離輸電的可能性。他的這些構想以後都得以實現。1881年他對電動機進行了改造，大大提高了電動機的實用價值。在電工儀器方面，他的主要貢獻是建立電磁量的精確單位標準和設計各種精密的測量儀器。他發明了鏡式電流計（大大提高了測量靈敏度）、雙臂電橋、虹吸記錄器（可自動記錄電報信號）等等，大大促進了電測量儀器的發展。根據他的建議，1861年英國科學協會設立了一個電學標準委員會，為近代電學量的單位標準奠定了基礎。在工程技術中，1855年他研究了電纜中信號傳播情況，解決了長距離海底電纜通訊的一系列理論和技術問題。經過三次失敗，歷經兩年的多方研究與試驗，終於在1858年協助裝設了第一條大西洋海底電纜，這是開爾文相當出名的一項工作。他善於把教學、科研、工業套用結合在一起，在教學上注意培養學生的實際工作能力。在格拉斯哥大學他組建了英國第一個為學生用的課外實驗室。
湯姆孫一生謙虛勤奮，意志堅強，不怕失敗，百折不撓。在對待困難問題上他講：“我們都感到，對困難必須正視，不能迴避；應當把它放在心裡，希望能夠解決它。無論如何，每個困難一定有解決的辦法，雖然我們可能一生沒有能找到。”他這種終生不懈地為科學事業奮鬥的精神，永遠為後人敬仰。1896年在格拉斯哥大學慶祝他50周年教授生涯大會上，他說：“有兩個字最能代表我50年內在科學研究上的奮鬥，就是‘失敗’兩字。”這足以說明他的謙虛品德。
