威廉·湯姆生
1824年，威廉·湯姆生出生在英國貝爾發斯特城，父親是皇家學院的數學教授，性情溫和，冶學勤奮；母親是富家女兒，是個典型的賢妻良母。湯姆生的兄弟妹妹比較多，他從小生活在一個和睦而熱鬧的大家庭裏，非常快活。由於他長得最漂亮，又很聰明，在兄弟中最受父親寵愛。他也最愛父親。
湯姆生6歲那年，母親不幸去世，父親挑起了照料全家的擔子。這位數學教授是農民出身，年輕的時候靠自學進入大學。他雖然疼愛失去母親的孩子，但是對他們的教育卻很嚴格。在湯姆生和比他2歲的哥哥傑姆都還很小的時候，父親就向他們係統地教授數學了。他還經常在清晨帶孩子們到郊外去散步，一路上提出各種有趣的問題來問他們，培養他們思考的習慣。每當這個時候，孩子們都興奮得像小鳥一樣，嘰嘰喳喳地發表自己的見解。
1832年，湯姆生的父親被母校格拉斯哥大學聘請去教書，全家遷到格拉斯哥城。這座城市位於蘇格蘭腹地，橫跨克萊德河，西臨狹窄的克萊德海灣，是英國北部的第一大港，商業繁榮，造船業比較發達。湯姆生一生的主要活動都是在這裏進行的。所以有的科學史家提到他的時候，都愛把他稱做“格拉斯哥的湯姆生”。
這一年新學期，湯姆生的父親開始講課。新來的教授學問淵博，講述有條不紊，待人親切，很快就博得了學生們的敬仰。沒有多久大家就發現，教授來講課的時候常常帶著兩個漂亮的小男孩，讓他們坐在教室裏旁聽。小的那個孩子還背著裝玩具的書包。起初，同學們都以為這兩個小家夥是來玩的，後來看到他們在認真的記筆記，才大吃一驚。因為這兩個大學旁聽生的年齡實在太小了：傑姆是十歲，湯姆生才八歲！
一所堂堂的高等學府竟準許八歲的兒童當旁聽生，聽起來有些荒唐，但是卻是事實。人才的培養本來就應該不拘一格。我國曆史上不也有甘羅12歲當宰相的佳話嗎？湯姆生的父親望子成才，也很費了一番苦心。湯姆生從接受啟蒙教育直到中學教育，都是他父親自己編教材，在家裏教的。他在讀大學以前，從來都沒有進過學校。氣宇軒昂的老教授是個天生的教育家，他的最大樂趣就是給孩子們傳授知識，把他們教育成材。湯姆生兄弟也很爭氣，他們在大學非正式地旁聽了兩年，眼界開闊了不少。有一次上實驗課，兄弟兩個對電學實驗發生了濃厚的興趣，回家以後，竟仿製了幾個萊頓瓶和伏打電堆。兩個小實驗家用電堆給萊頓瓶充上電，然後騙小妹妹維莉來摸，結果“啪啦”一聲，把她嚇得大哭一場。
湯姆生十歲的時候，和哥哥一道正式進了格拉斯哥大學預科學習。這大約是當時世界上最小的大學生。同年級的同學大多是農場主的兒子，最大的24歲。這些袴子弟醉心在神學裏，湯姆生卻在數學、物理學和天文學方麵努力學習。湯姆生15歲那年，獲得了學校的物理學獎；16歲獲得了天文學獎，同時還因為寫了一篇出色的論文《地球的圖形》，得到大學的金質獎章。
1840年春天，湯姆生的父親帶著全家去歐洲大陸旅行。他們渡過多佛爾海峽，順著萊茵河南下，旅遊的區域主要在德國境裏。父親選取這條路線，主要是想讓孩子們練習德語會話。為了避免分散精力，他事先規定誰也不準攜帶書籍。這年年初，湯姆生的指導教授，向他介紹了法國數學大師傅立葉（1789～1857）關於熱的數學分析的一本著作，要他學習。湯姆生動身以前，聽說愛丁堡大學的凱倫特教授非難這部著作。他瞞過父親，把書悄悄地藏在皮包裏，旅途中一有機會就偷偷地讀幾頁。他們在法蘭克福作客的那些日子，湯姆生每天都躲進地窖裏研究傅立葉的理論，終於發現是凱倫特教授自己搞錯了。於是，他寫了一篇反駁的論文。旅行結束以後，他把論文寄給凱倫特教授。凱倫特對這個16歲少年的挑戰，最初隻是付諸一笑，但是當他讀完全文以後卻完全折服了。第二年，這篇論文發表在劍橋大學的數學雜誌上，雖然用的是筆名，但是不久，大學生們就都知道作者是誰了，湯姆生頓時名揚全校。
在以後的幾年裏，湯姆生發表了一連串的科學論文，內容涉及數學、熱力學和電學。17歲那年，他把電力線和磁力線同熱力線加以類比；18歲，接觸到了熱傳播不可逆性（就是總是從高溫物體傳到低溫物體，不能反向傳遞）。在研究這些問題的時候，他嫻熟地運用了很多新的數學定理。劍橋大學的數學家霍普金斯（1793～1866），曾經擔任他的指導教授，使他得益不小。這一切都表明，他有可能成為一個傑出的數學物理學家。遺憾的是、他成名太早，反而影響他刻苦鑽研。他一生中的某些不足在這個時候已經露頭。他撰寫論文很少參考別人的著作，寫起來也是龍飛鳳舞，一揮而就。據說他習慣用鉛筆寫作，而且常常寫在零亂的紙上就送去付印。
1845年1月，20歲的湯姆生通過了緊張的畢業考試。事前，父親和老師們對他都寄予很大的希望。父親確信他能夠穩拿第一名，一個主考教授甚至對他的同事說，他們都不配改湯姆生的卷子。可是考試揭曉，湯姆生隻得了第二名。直到第二次史密斯獎考試的時候，他才奪得了桂冠。
湯姆生畢業以後，首先選擇了電磁學當做進軍的目標。雖然熱力學也在他的視野範圍裏，但是自從法拉第在1831年發現電磁感應以後，探索電磁的奧秘就成了很多科學家感興趣的課題，湯姆生也受到強烈的吸引。這個高材生還在兒童時代就被電學迷住了。他很羨慕法拉第的成就，尤其是對法拉第關於電力線和磁力線的思想很感興趣。湯姆生掌握了數學工具以後，更覺得電磁學是個大有可為的領域，躍躍欲試。
湯姆生的父親卻一心要兒子競選教授席位。當時格拉斯哥大學有位德高望重的物理學教授要退休，父親非常希望湯姆生能夠接替這個職位。按照當時的傳統，必須要對物理學有實踐經驗的人才有資格。為了達到這個目的，父親特意安排湯姆生去巴黎留學，給物理學家雷尼奧（1810～1878）當研究生。雷尼奧是搞熱力學的，曾經接受法國政府的委托，測定過比熱常數。湯姆生一邊聽他的課，一邊給他當實驗助手，在熱力學研究上得到不少啟發。但是他當時的主要精力，還是放在電磁學上。他在巴黎隻逗留了四個多月，就寫了第一篇很有見地的電學論文，發表在法國的數學雜誌上。這家雜誌的主編很賞識這個英國青年，曾經給了他不小的鼓勵。湯姆生的論文根據光學倒影原理，論述了靜電感應的電荷分布，這已經是個創見；更不簡單的是，他還提出可以用數學方法來分析法拉第的靜電感應現象。他這個閃光的思想，比麥克斯韋要早十年！