威廉·汤姆孙

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威廉·汤姆孙

1892年，英国女王伊丽莎白把“开尔文勋爵”的封号授予一位著名的科学家，以表彰他在科学和技术领域为人类做出的杰出贡献。然而，令人惊奇的是，在崇高的荣誉面前，这位科学家竟然用“失败”二字总结他一生在科学进步方面的奋斗。他是谁呢？他就是成功铺设第一条大西洋海底电缆的英国杰出的科技发明家威廉·汤姆孙。

威廉·汤姆孙于1824年5月26日出生于英国的贝尔法斯特城。

铺设大西洋海底电缆是一项世人瞩目的工程，而且耗资巨大。不料，在建造电缆的第一步就出了差错。负责这项工程的是华特霍斯，他在公司有较好的人事关系，资格又老。当时，汤姆孙只是一个年龄最小的董事，无职无权。1857年，工程一开始，汤姆孙和总工程师就发现了问题。原来，按照设计要求，大西洋海底电缆要由1200段电缆焊接而成，每一段是3.22公里长。华特霍斯一手制订的电缆说明书上的电缆直径比理论要求的要小得多，更糟糕的是，公司筹委会在正式开工之前就把说明书给了承办商，而且已经开始制造，要取消合同已来不及了。汤姆孙为了补救，回到他的实验室，带领学生把当时所有的铜线都进行了测试，发现各种铜线的电阻率相差很大，不同电阻率的铜线焊接在一起，肯定会使总电缆的参数发生偏差。通过实验，汤姆孙解决了多条铜线间电阻率一致化问题，并总结出一套实用的电阻率测定方法，对电缆用铜线的规格提出了新的要求和标准。

汤姆孙的研究成果，遭到华特霍斯和电缆制造商的抵制。汤姆孙在董事会上用大量的实验事实证明自己的理论，赢得了董事会的支持，迫使厂商按新的技术标准签订了合同。

1857年，造好的电缆被装上英、美两国政府拨出的两艘巨轮，开始了第一次的沉放。电气工程师华特霍斯因故不能随船，受董事会委托，汤姆孙代理他随船指挥。当沉放船行至611.16公里时，电缆意外断裂，加上传递的弱信号，一般的电报机难以收到，第一条电缆的第一次沉放失败了。

通过事后分析，汤姆孙发现，只需加强电缆的外层机械强度，就能避免断裂。但是，如何放大弱信号，却成了一个难题。

1858年年初，在一个阳光明媚的日子里，汤姆孙和德国物理学家亥姆霍兹一起到海湾游玩。汤姆孙一想起信号放大问题，就走了神，丢下朋友，一个人躲到船舱下面算了起来。亥姆霍兹就跟他开了个小玩笑。顺手从衣袋中取出眼镜，把太阳光反射到汤姆孙脸上。汤姆孙忽觉一个刺眼的亮点在眼前晃动，抬头看到朋友手中的眼镜，灵机一动，狂喜地大喊起来：“有啦！有啦！我的亥姆霍兹。”喊着就跑回了实验室。

原来，镜片的作用启发了汤姆孙，他终于找到了放大信号的方法。他通过反复实验，最后在电报机的线圈中，小心地挂上一面小镜子，镜背面粘一个小磁针，以此来放大弱信号。他经过周密地设计，终于制成了镜式电流计电报机。这种电报机灵敏度要比华特霍斯的电报机高十多倍，从而解决了海底电缆通信的关键性技术问题。这种实用的终端设备，在以后大西洋海底长途电缆通信中被广泛采用。

技术问题解决之后，1858年开始了第一条电缆的第二次沉放。因资深的华特霍斯拒绝出海，年轻的汤姆孙勇敢地承担起电气工程师的责任，再次随船出海。

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