американский физик-математик и физико-химик, специализировавшийся на статистической механике. Он также сделал важный вклад в теоретическую космологию в период, последовавший за открытием Эйнштейном общей относительности. Он был профессором физической химии и математической физики в Калифорнийском технологическом институте.
Изучал химическое машиностроение в Массачусетском технологическом институте, он получил степень бакалавра в 1903 г. и степень доктора философии в 1910 г. 1904 г. провел в Берлине. В период с 1910 по 1914 гг. работал в университетах Мичигана, Цинциннати, Беркли и Иллинойса. В 1912 г. ввел понятие релятивистской массы. В эксперименте 1916 г. окончательно доказал, что электричество представляет собой поток электронов, движущихся по металлическому проводнику. Побочным продуктом эксперимента была измеренная масса электрона. Однако в целом Толмен известен, прежде всего, как теоретик. В 1922 г. был избран членом Американской академии искусств и наук. В тот же год он перевелся на факультет Калифорнийского технологического института («Калтеха»), где стал профессором физической химии и математической физики, а затем – деканом последипломного курса (начальником отдела магистратуры и аспирантуры). В 1927 г. опубликовал учебник по статистической механике под названием «Статистическая механика и ее применение в физике и химии», основывающийся на старой теории квантовой механики Макса Планка, Нильса Бора и Арнольда Зоммерфельда. В 1938 г. написал книгу «Принципы статистической механики», детально исследующую применение статистической механики как к классическим, так и к квантовым системам. Этот учебник оставался базовым по этому предмету долгие годы, и все еще представляет интерес в наши дни.
В последующие годы своей карьеры чрезвычайно заинтересовался применением термодинамики для релятивистских систем и в космологии, что вылилось в написание в 1934 г. монографии «Теория относительности, термодинамика и космология». Его исследование гипотезы осциллирующей Вселенной, предложенной Эйнштейном в 1930 г., стало причиной спада интереса к ней вплоть до конца 1960-х гг. В период Второй мировой войны он служил научным советником при генерале Лесли Гровсе в Манхэттенском проекте, а также был вице-председателем Национального комитета оборонных исследований. В 1945 г. он стал старшим техническим советником при Бернарде Барухе, представителе США в Комиссии по атомной энергии ООН, а позже – председателем Комитета по рассекречиванию Комиссии по атомной энергии США. В честь ученого была учреждена медаль, ежегодно вручаемая Южнокалифорнийским отделением Американского химического общества «в знак признания выдающегося вклада в химию».