1864年1月13日，东普鲁士菲施豪森（Fischhausen，今属俄罗斯加里宁格勒州）一户地主家庭喜添贵子。这个名叫威廉·维恩的男孩，童年时并未展现出”神童”的光环。事实上，他中学时期因成绩不佳曾被开除，靠着对数学的浓厚兴趣自学成才。多年后，他凭借在热辐射领域的革命性发现，成为”为我们打开通往量子物理学大门”的伟大物理学家，并于1911年荣获诺贝尔物理学奖。
威廉·卡尔·维尔纳·奥托·弗里茨·弗兰茨·维恩（Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien）出生在一个殷实的地主家庭，父亲卡尔·维恩是当地的大土地所有者。维恩在1879年进入拉斯滕堡中学就读，但因学业表现不佳而一度中断。1880年，他转学到海德堡继续中学学业，并逐渐对数学与物理学产生浓厚兴趣。
1882年中学毕业后，维恩进入格丁根大学学习数学。同年他转入柏林大学，从此开始了他与柏林长达数十年的学术情缘。在柏林大学，维恩遇到了他一生的导师——著名物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹。亥姆霍兹是当时德国最杰出的物理学家之一，他领导的国家物理工程研究所（Physikalisch-Technische Reichsanstalt）是世界顶尖的研究机构。维恩在亥姆霍兹的指导下接受严格训练，1886年凭借论文《光对金属的衍射以及不同材料对折射光颜色的影响》获得博士学位。
毕业后，由于父亲生病，维恩不得不回到家乡管理父亲的土地，期间他有一个学期仍然跟随亥姆霍兹。1887年，他完成了关于金属对光和热辐射的导磁性实验。这段”半农半学”的生活没有阻止维恩的学术追求，反而让他在田野中得以观察自然光线的细微变化。1890年，父亲的土地被变卖后，维恩重回亥姆霍兹身边，担任助手。
19世纪末，物理学界正在为”黑体辐射”这一难题争论不休。所谓黑体，是指能够完全吸收所有入射辐射的”理想物体”。物理学家的目标是建立一个普适的数学公式，描述黑体在不同温度下辐射的强度与波长关系。维恩在这一背景下开始了他的关键性研究。
1893年，维恩在国家物理工程研究所与路德维希·霍尔伯恩（Ludwig Holborn）合作，研究如何用勒沙特列（Le Chatelier）温度计精确测量高温。在大量热辐射实验数据的基础上，他提出了著名的”维恩位移定律”：黑体辐射的峰值波长与温度的乘积是一个常数。也就是说，温度越高，峰值波长越短；温度越低，峰值波长越长。这条定律简洁优雅，立即得到实验验证，成为热辐射理论的基石。
1894年，维恩进一步发表了一篇关于辐射温度和熵的论文，将温度和熵的概念扩展到真空中的辐射。他在这篇论文中明确定义了”黑体”这一概念，并推导出黑体辐射能量密度与频率的关系。1896年，他又发表了更精确的”维恩公式”（维恩辐射定律），给出了描述黑体辐射能量分布的数学表达式。
维恩公式在短波部分与实验数据高度吻合，但在长波部分出现偏差。后来，英国物理学家瑞利和金斯提出的”瑞利-金斯公式”则在长波部分与实验一致，在短波部分则出现问题（即著名的”紫外灾难”）。1900年，德国物理学家普朗克将两种公式结合起来，提出了著名的”普朗克黑体辐射定律”，并在推导中引入了”量子”的概念——这一突破直接开启了量子力学的新纪元。
维恩的研究虽然没有直接引入量子概念，但他对黑体辐射问题的精细研究，为普朗克的革命性突破奠定了坚实基础。维恩本人也因对热辐射物理法则的杰出贡献，于1911年荣获诺贝尔物理学奖。评委会在颁奖词中特别指出：”维恩的研究为黑体辐射问题的最终解决开辟了道路”。
维恩的科研生涯还涉及阴极射线和阳极射线的研究。1897年，他借助带莱纳德窗的高真空管，确认了让·巴蒂斯特·皮兰的发现：阴极射线由高速运动的带负电的粒子（电子）组成。维恩用与汤姆生不同的方法测量了这些粒子的带电量和质量，得出与汤姆生相同的结果——它们的质量只有氢原子的约千分之一。这与约瑟夫·汤姆生在剑桥的电子发现相互印证。
1898年，维恩研究了欧根·戈尔德施泰因（Eugen Goldstein）发现的阳极射线。他测量了这些射线在磁场和电场影响下的偏移，得出阳极射线由带正电的粒子组成，且不比电子重的结论。这种方法后来发展为”质谱学”的重要工具，为20世纪原子核物理和粒子物理的发展奠定了基础。
维恩还研究了阳极射线通过非高真空环境时的行为。1912年，他发现阳极射线在气压不太弱的条件下，会通过与残余气体的原子碰撞而损失并重得它们的带电量。1918年，他再次发表研究结果：通过测量射线发光度的累积减少过程，推断出”原子的发光度衰退”对应于量子物理学中”原子处于活跃状态的时间有限”。
维恩的研究风格独树一帜。他不像一些理论物理学家那样只做纯理论推演，而是坚持实验与理论结合。他亲手操作实验设备，亲手绘制实验曲线，最终在数据中发现物理规律。这种”实验先行、理论后跟”的研究方法，使维恩在19世纪末的物理学变革中占据了独特的位置。
维恩与同时代的多位科学巨匠有着密切交往。他曾被邀请接替玻耳兹曼出任莱比锡大学物理学教授，又被邀请接替保罗·德鲁德出任柏林大学物理学教授，但都婉拒了。最终，他在1920年前往慕尼黑大学，再次接替伦琴的教席，担任实验物理学教授。
1914年，马克斯·冯·劳厄（1914年诺贝尔物理学奖得主）在评价维恩时说过一句经典的话：”他为我们打开了通往量子物理学的大门（He led us to the very gates of quantum physics）”。这句话是对维恩一生科研贡献的精准概括——他虽然不是量子力学的创立者，但他对黑体辐射的研究，是通往量子力学之门的必由之路。
维恩个人的生活相对低调。1898年，他与路易丝·梅勒（Luise Mehler）结婚，育有四个孩子。他的表弟马克斯·维恩（Max Wien）是高频电子技术的先驱。1928年8月30日，威廉·维恩在慕尼黑辞世，享年六十四岁。
维恩的遗产不仅体现在诺贝尔奖章上，更体现在他的研究为后来量子力学奠基人——普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔——所提供的关键路径。从1893年的维恩位移定律到1900年的普朗克量子假说，再到1925—1927年的矩阵力学与波动力学，维恩的贡献处于这一伟大变革链条的源头之一。
当我们今天在物理学课堂上学习黑体辐射、维恩位移定律、量子化能量等基础概念时，应当记住那位曾经被中学开除的德国少年——威廉·维恩。他用毕生的科学追求，为人类揭示了热辐射的本质，也为量子力学的诞生点燃了火花。他的故事告诉我们：伟大的科学成就并不都来自一帆风顺的”神童”，更多时候来自不畏挫折、执着求索的普通人。