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在英国剑桥大学的卡文迪什教授职位，现任者是J. J. 汤姆逊爵士，这是一个极具荣誉的职位，其前任者为这个职位增添了非凡的光辉。该职位的第一任教授是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦，这位深刻的原创天才为以他名字命名的现代电磁理论奠定了基础。第二任卡文迪什教授是瑞利勋爵，他对物理学基本量的测量是曾经进行过的最美妙和最精确的实验之一。第三位被任命为该教席的是J. J. 汤姆逊爵士，他以各种方式证明自己配得上他的前任者。他在他二十七岁时被任命为该职位，对于如此重要的职位来说，这是一个非常年轻的年龄，他的任命受到了当时一些年长的和更正统的教授和导师的严厉批评。一位著名的学院导师表示，当仅仅是孩子的人被任命为教授时，大学的情况已经变得很糟糕了。但是，包括威廉·汤姆逊爵士（开尔文勋爵）、G. G. 斯托克斯教授和G. H. 达尔文教授在内的选举委员会知道自己在做什么，卡文迪什实验室的持续进步以及约瑟夫爵士在他的同代人中获得的地位充分证明了这一大胆的任命是正确的。J. J. 汤姆逊爵士早期的训练是在曼彻斯特的欧文斯学院接受的，他在1876年成为那里的学生，并在巴尔弗·斯图尔特教授的指导下进行了一些实验工作。他随后前往剑桥大学，在那里他学习数学直到1880年获得学位。从那时起，他开始与卡文迪什实验室建立联系，这种联系后来变得如此密切和持久。他于1884年被任命为现在的职位。也许当时间的流逝使我们能够以更真实的视角看待事物时，我们会认为他对科学的最大贡献是在卡文迪什实验室建立和激发了研究中心。当他刚被任命时，从事研究的学生不超过七八个，而现在这个数字已经增加到大约三十个，并且从这个科学中心涌现出的大量工作是对聚集在那里的研究人员的热情和能力的有力证明。要在短篇文章的范围内介绍任何伟大人物的工作总是很困难的，但在目前的情况下尤其如此，因为J. J. 汤姆逊爵士总是充满着想法，他对科学的贡献非常多样且众多。这里只能提及他进行的一些较大的工作。1881年，他发表了作为亚当斯奖论文的关于涡旋理论的数学专著。当时，原子是醚中涡旋的理论非常流行，几个著名的名字都与此相关；然而，它没有什么值得推荐的地方，而且自从对气体放电现象的更好理解为我们提供了更多关于原子的信息之后，涡旋理论已经陷入了应有的默默无闻之中。尽管如此，该专著对涡旋的一般理论做出了非常有价值的贡献，并揭示了一些在接受原子涡旋理论之前必须克服的严重困难。恰如其分的是，J. J. 汤姆逊爵士最早的实验之一是对麦克斯韦电磁理论给予有力支持的测量的重复，即测定静电单位与电磁单位的比率。结果发现该比率等于3×10¹⁰，这个数字与以厘米/秒表示的光速非常吻合。这个结果是麦克斯韦从他的理论中得出的结论之一，因此得到了有力的佐证。1887年，赫兹的杰出工作进一步证实了这一点，他证明了麦克斯韦理论预言的电磁波的存在，从那时起，随着无线电报的发展，这些波已经成为人们日常谈论的话题。J. J. 汤姆逊爵士发表的下一项重要工作是在1886-1887年间在英国皇家学会《哲学汇刊》上发表的一系列论文（并于1888年以书的形式再版），内容是关于“动力学在物理学和化学中的应用”。这项工作提出了一些解决化学和物理问题的通用方法，这些方法被证明非常有用。它们的最大价值在于，即使对正在进行的内部过程知之甚少，也可以应用它们。1889年进行了一项非常重要的实验，当时J. J. 汤姆逊爵士设计了一种方法来发现不同物质对快速交变电力的特定电感容量。由于麦克斯韦对不同物质中光速的计算取决于其特定的电感容量，与某些情况下观察到的值存在相当大的差异，因此这项实验引起了相当大的兴趣。J. J. 汤姆逊爵士认为，这种差异可能是由于某种物质对于快速交变电力（如光波中出现的电力）的特定电感容量与通常情况下发现的稳态电力的特定电感容量不同所致。实验完全证实了这一观点，并在支持麦克斯韦理论的证据链中又增加了一个环节。此后进行了一系列关于气体导电性的实验，这些实验与舒斯特和其他人的工作一起，大大澄清了我们对这种复杂现象的机制的理解。1898年，这些实验最终发现了“电子”，或者用J. J. 汤姆逊爵士自己的话来说，是“微粒”。这一发现开创了科学的新纪元，并为新工作的开展开辟了广阔的领域，当代一些伟大的物理学家和数学家为此付出了最大的努力。不幸的是，在本文的范围内，甚至不可能对这项工作的意义有一个大致的了解；只能提到与J. J. 汤姆逊本人相关的几个要点。约瑟夫爵士向我们展示的原子图像是，大量的微粒聚集在一起形成一个微小的行星系统，其中微粒扮演着行星的角色，在同心环中旋转。从这种环的稳定性的考虑中，他提出了对具有相似性质的元素系列或组的存在的一种解释，从而迈出了揭开门捷列夫元素周期表神秘面纱的第一步。此外，通过计算由这种微粒环的各种扭曲产生的振动周期，他还提出了对不同元素光谱中存在谱线系列的解释。自从J. J. 汤姆逊爵士首次提出这种原子概念以来，人们发现一些元素在不断分解、喷射微粒并产生其他元素作为转化产物。如果不可分割原子的旧观念仍然存在，这会带来一个几乎无法解决的问题，但是有了新的原子观点，它就变得非常简单了。分解原子只是敲掉一些外层微粒环，保持内层环的完整，很明显，除非被敲掉的环重新形成一个与母原子敲掉的微粒数量完全相同的新系统，否则这个过程必然伴随着微粒的喷射。从那时起，J. J. 汤姆逊爵士的主要实验和理论工作一直与进一步解决气体导电性问题以及原子构成有关，但是由于篇幅所限，无法详细介绍他的工作。作为一名教师，他对学生发挥着最鼓舞人心的影响，他与学生融为一体，并使他们感到他和他们正在进行共同的探索。这种对学生的同情心可能就是他力量的秘密，但是他还有其他对学生非常有价值的品质。他从基本原理出发解决问题的方式非常有效，从而回顾了任何理论的优点和缺点，这最能启发人，澄清一个人的想法，并且为未来的研究工作做好了最充分的准备。“观察他使用数学本身就是一种教育。”J. J. 汤姆逊爵士从不会被那些正统的剑桥数学物理学家所钟爱的漂亮的数学支路所吸引。他会选择他的研究所需的数学，然后以最令人信服的方式径直走向目标。他始终首先是物理学家，然后才是数学家。作为卡文迪什实验室研究生的领导者，约瑟夫爵士是最平易近人且乐于助人的人。尽管他的个性主导着实验室，但却有充分的自由，并且非常鼓励对任何主题进行研究。他对任何特定学生的访问可能有些不规律，但这与其他一些他的学生都知道的怪癖非常一致，而且毫无疑问地，在讲述时也不会遗漏任何细节。在下午茶时间，他每天下午在他的房间里为所有研究生提供茶点，这时，人们总是称呼他为“J. J.”，他也许处于最佳状态。这个时候，实验室的所有八卦都会传开，如果一个故事不是特别离奇，他总能把它盖过。“J. J.”的激进言论也受到了热烈的讨论，而且在来自世界各地的学生中，政治讨论也经常变得既有趣又非常活跃。在本文中，我们只是试图将J. J. 汤姆逊爵士展示为一位科学家和一所著名实验室的负责人。他获得的许多荣誉，最终在1906年获得了诺贝尔奖，并在1908年被授予爵位，以及他的家庭生活，这些都没有提及；但是，作者希望已经充分介绍了这些，以便读者和他一样希望“J. J.”能够长寿，以扩展他在自然科学领域中的知识界限，他为这个领域付出了非凡的努力，并为世界带来了他天才的无价礼物，并赢得了永恒的声誉。