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在英國劍橋大學的卡文迪什教授職位，現任者是J. J. 湯姆遜爵士，這是一個極具榮譽的職位，其前任者為這個職位增添了非凡的光輝。該職位的第一任教授是詹姆斯·克拉克·麥克斯韋，這位深刻的原創天才為以他名字命名的現代電磁理論奠定了基礎。第二任卡文迪什教授是瑞利勳爵，他對物理學基本量的測量是曾經進行過的最美妙和最精確的實驗之一。第三位被任命為該教席的是J. J. 湯姆遜爵士，他以各種方式證明自己配得上他的前任者。他在他二十七歲時被任命為該職位，對於如此重要的職位來說，這是一個非常年輕的年齡，他的任命受到了當時一些年長的和更正統的教授和導師的嚴厲批評。一位著名的學院導師表示，當僅僅是孩子的人被任命為教授時，大學的情況已經變得很糟糕了。但是，包括威廉·湯姆遜爵士（開爾文勳爵）、G. G. 斯托克斯教授和G. H. 達爾文教授在內的選舉委員會知道自己在做什麼，卡文迪什實驗室的持續進步以及約瑟夫爵士在他的同代人中獲得的地位充分證明了這一大膽的任命是正確的。J. J. 湯姆遜爵士早期的訓練是在曼徹斯特的歐文斯學院接受的，他在1876年成為那裡的學生，並在巴爾弗·斯圖爾特教授的指導下進行了一些實驗工作。他隨後前往劍橋大學，在那裡他學習數學直到1880年獲得學位。從那時起，他開始與卡文迪什實驗室建立聯絡，這種聯絡後來變得如此密切和持久。他於1884年被任命為現在的職位。也許當時間的流逝使我們能夠以更真實的視角看待事物時，我們會認為他對科學的最大貢獻是在卡文迪什實驗室建立和激發了研究中心。當他剛被任命時，從事研究的學生不超過七八個，而現在這個數字已經增加到大約三十個，並且從這個科學中心湧現出的大量工作是對聚集在那裡的研究人員的熱情和能力的有力證明。要在短篇文章的範圍內介紹任何偉大人物的工作總是很困難的，但在目前的情況下尤其如此，因為J. J. 湯姆遜爵士總是充滿著想法，他對科學的貢獻非常多樣且眾多。這裡只能提及他進行的一些較大的工作。1881年，他發表了作為亞當斯獎論文的關於渦旋理論的數學專著。當時，原子是醚中渦旋的理論非常流行，幾個著名的名字都與此相關；然而，它沒有什麼值得推薦的地方，而且自從對氣體放電現象的更好理解為我們提供了更多關於原子的資訊之後，渦旋理論已經陷入了應有的默默無聞之中。儘管如此，該專著對渦旋的一般理論做出了非常有價值的貢獻，並揭示了一些在接受原子渦旋理論之前必須克服的嚴重困難。恰如其分的是，J. J. 湯姆遜爵士最早的實驗之一是對麥克斯韋電磁理論給予有力支援的測量的重複，即測定靜電單位與電磁單位的比率。結果發現該比率等於3×10¹⁰，這個數字與以釐米/秒錶示的光速非常吻合。這個結果是麥克斯韋從他的理論中得出的結論之一，因此得到了有力的佐證。1887年，赫茲的傑出工作進一步證實了這一點，他證明了麥克斯韋理論預言的電磁波的存在，從那時起，隨著無線電報的發展，這些波已經成為人們日常談論的話題。J. J. 湯姆遜爵士發表的下一項重要工作是在1886-1887年間在英國皇家學會《哲學彙刊》上發表的一系列論文（並於1888年以書的形式再版），內容是關於“動力學在物理學和化學中的應用”。這項工作提出了一些解決化學和物理問題的通用方法，這些方法被證明非常有用。它們的最大價值在於，即使對正在進行的內部過程知之甚少，也可以應用它們。1889年進行了一項非常重要的實驗，當時J. J. 湯姆遜爵士設計了一種方法來發現不同物質對快速交變電力的特定電感容量。由於麥克斯韋對不同物質中光速的計算取決於其特定的電感容量，與某些情況下觀察到的值存在相當大的差異，因此這項實驗引起了相當大的興趣。J. J. 湯姆遜爵士認為，這種差異可能是由於某種物質對於快速交變電力（如光波中出現的電力）的特定電感容量與通常情況下發現的穩態電力的特定電感容量不同所致。實驗完全證實了這一觀點，並在支援麥克斯韋理論的證據鏈中又增加了一個環節。此後進行了一系列關於氣體導電性的實驗，這些實驗與舒斯特和其他人的工作一起，大大澄清了我們對這種複雜現象的機制的理解。1898年，這些實驗最終發現了“電子”，或者用J. J. 湯姆遜爵士自己的話來說，是“微粒”。這一發現開創了科學的新紀元，併為新工作的開展開闢了廣闊的領域，當代一些偉大的物理學家和數學家為此付出了最大的努力。不幸的是，在本文的範圍內，甚至不可能對這項工作的意義有一個大致的瞭解；只能提到與J. J. 湯姆遜本人相關的幾個要點。約瑟夫爵士向我們展示的原子影像是，大量的微粒聚集在一起形成一個微小的行星系統，其中微粒扮演著行星的角色，在同心環中旋轉。從這種環的穩定性的考慮中，他提出了對具有相似性質的元素系列或組的存在的一種解釋，從而邁出了揭開門捷列夫元素週期表神秘面紗的第一步。此外，透過計算由這種微粒環的各種扭曲產生的振動週期，他還提出了對不同元素光譜中存在譜線系列的解釋。自從J. J. 湯姆遜爵士首次提出這種原子概念以來，人們發現一些元素在不斷分解、噴射微粒併產生其他元素作為轉化產物。如果不可分割原子的舊觀念仍然存在，這會帶來一個幾乎無法解決的問題，但是有了新的原子觀點，它就變得非常簡單了。分解原子只是敲掉一些外層微粒環，保持內層環的完整，很明顯，除非被敲掉的環重新形成一個與母原子敲掉的微粒數量完全相同的新系統，否則這個過程必然伴隨著微粒的噴射。從那時起，J. J. 湯姆遜爵士的主要實驗和理論工作一直與進一步解決氣體導電性問題以及原子構成有關，但是由於篇幅所限，無法詳細介紹他的工作。作為一名教師，他對學生髮揮著最鼓舞人心的影響，他與學生融為一體，並使他們感到他和他們正在進行共同的探索。這種對學生的同情心可能就是他力量的秘密，但是他還有其他對學生非常有價值的品質。他從基本原理出發解決問題的方式非常有效，從而回顧了任何理論的優點和缺點，這最能啟發人，澄清一個人的想法，並且為未來的研究工作做好了最充分的準備。“觀察他使用數學本身就是一種教育。”J. J. 湯姆遜爵士從不會被那些正統的劍橋數學物理學家所鍾愛的漂亮的數學支路所吸引。他會選擇他的研究所需的數學，然後以最令人信服的方式徑直走向目標。他始終首先是物理學家，然後才是數學家。作為卡文迪什實驗室研究生的領導者，約瑟夫爵士是最平易近人且樂於助人的人。儘管他的個性主導著實驗室，但卻有充分的自由，並且非常鼓勵對任何主題進行研究。他對任何特定學生的訪問可能有些不規律，但這與其他一些他的學生都知道的怪癖非常一致，而且毫無疑問地，在講述時也不會遺漏任何細節。在下午茶時間，他每天下午在他的房間裡為所有研究生提供茶點，這時，人們總是稱呼他為“J. J.”，他也許處於最佳狀態。這個時候，實驗室的所有八卦都會傳開，如果一個故事不是特別離奇，他總能把它蓋過。“J. J.”的激進言論也受到了熱烈的討論，而且在來自世界各地的學生中，政治討論也經常變得既有趣又非常活躍。在本文中，我們只是試圖將J. J. 湯姆遜爵士展示為一位科學家和一所著名實驗室的負責人。他獲得的許多榮譽，最終在1906年獲得了諾貝爾獎，並在1908年被授予爵位，以及他的家庭生活，這些都沒有提及；但是，作者希望已經充分介紹了這些，以便讀者和他一樣希望“J. J.”能夠長壽，以擴充套件他在自然科學領域中的知識界限，他為這個領域付出了非凡的努力，併為世界帶來了他天才的無價禮物，並贏得了永恆的聲譽。