Ludwig Boltzmann Biografie și contribuții

3762
Sherman Hoover

Ludwig Boltzmann (1844-1906) a fost un om de știință austriac considerat tatăl mecanicii statistice. Contribuțiile sale în domeniul științei au fost diverse; Ecuația și principiul lui Boltzmann, mecanica statistică sau terorema H.

Pentru contribuțiile sale și ideile sale de pionierat, numele său de familie este cunoscut pe scară largă, nu numai în rândul comunității științifice, ci și de societate în general. În cinstea sa există chiar mai multe lucrări artistice și monumente care sărbătoresc contribuțiile sale..

Portretul omului de știință Ludwig Boltzmann

Lucrarea lui Boltzmann a completat lucrările științifice de mare importanță, precum cele realizate de Maxwell. Contribuțiile lor au avut chiar o influență largă asupra muncii desfășurate de Albert Einstein.

Lucrările lui Boltzmann au fost dezvoltate în special în fizică, totuși a publicat lucrări legate de alte domenii, cum ar fi științele vieții și filosofia științei.

Indice articol

  • 1 Biografie
    • 1.1 Studii
    • 1.2 Etapa de predare
    • 1.3 Statistica Maxwell-Boltzmann
    • 1.4 Ipoteza despre atom
    • 1.5 Moarte
  • 2 Contribuții principale
    • 2.1 Ecuația lui Boltzmann
    • 2.2 Mecanica statistică
    • 2.3 Entropia și principiul lui Boltzmann
    • 2.4 Filosofia științei
  • 3 Referințe

Biografie

Ludwig Boltzmann s-a născut la 20 februarie 1844 în Austria, în orașul Viena. În acea perioadă, această zonă făcea parte din Imperiul Austro-Ungar. Familia lui Ludwig s-a caracterizat prin faptul că era bogată, ceea ce i-a permis să aibă posibilitatea de a avea o educație bună.

Pe lângă bunurile familiei sale, Ludwig a avut și o modestă avere moștenită de la bunicul său; acest lucru l-a ajutat să își plătească studiile fără a avea dificultăți.

La 15 ani, Ludwig a rămas orfan, așa că această moștenire de la bunicul său l-a servit și mai mult după ce a rămas fără tată la o vârstă fragedă..

Studii

Primul antrenament al lui Boltzmann a fost în orașul Linz, în nordul Austriei, unde familia se mutase. 

Înregistrările istorice au reușit să arate că, încă din copilărie, Ludwig Boltzmann se caracteriza prin faptul că era extrem de curios, pe lângă faptul că era foarte interesat de învățare, cu mare ambiție și, uneori, cu atitudini neliniștite și anxioase.

Mai târziu a intrat la Universitatea din Viena, unde a primit învățături de la figuri ilustre precum fizicianul Josef Stephan, matematicianul József Miksa Petzval și fizicianul și matematicianul Andreas von Ettingshausen..

A absolvit această universitate în 1866; tutorele tezei de doctorat a lui Boltzmann a fost tocmai Josef Stephan, cu care a lucrat ulterior. Această lucrare cu Stephan a durat 3 ani, din 1867 până în 1869, iar în acel moment s-au concentrat pe analiza pierderilor de energie suferite de elementele fierbinți..

Etapa de predare

Începând din 1869, Ludwig Boltzmann s-a dedicat predării la Universitatea din Graz, a doua cea mai mare universitate din Austria. La acea universitate a dat cursuri de fizică teoretică. În paralel, Boltzmann și-a continuat pregătirea în orașele germane Berlin și Heidelberg.

Boltzmann a predat la Universitatea din Graz până în 1873, anul în care a început să predea matematică la Universitatea din Viena. S-a întors la Graz trei ani mai târziu, în 1876, moment în care era deja recunoscut în domeniul științei ca urmare a unei serii de lucrări publicate și a diverselor investigații..

Statistica Maxwell-Boltzmann

Una dintre cele mai remarcabile investigații din acea perioadă a fost statistica Maxwell-Boltzmann, elaborată de el și Maxwell în 1871..

În 1894 s-a întors la Universitatea din Viena pentru a lucra ca profesor de fizică teoretică. La acea vreme, Boltzmann a fost forțat să interacționeze cu Ernst Mach, un fizician și filosof cu care Boltzmann avea diferențe profunde..

Atât de multe au fost problemele care au existat între acești doi oameni de știință, încât Boltzmann a decis să meargă la Leipzig pentru a evita să fie în contact cu Mach.

Ernst Mach și-a părăsit activitatea didactică la Universitatea din Viena în 1901 din motive de sănătate; Prin urmare, Boltzmann s-a întors în 1902 și nu numai că a obținut din nou opțiunea de a preda cursuri de fizică teoretică, dar a luat și frâiele catedrei de istorie și filosofie a științei, materie predată anterior de Mach.

Ipoteza despre atom

La întoarcerea sa la Universitatea din Viena, Boltzmann a început să-și facă public sprijinul pentru ipoteza existenței atomului. Această considerație a fost larg criticată de comunitatea științifică; Printre cei mai acerbi critici s-a numărat Ernst Mach.

Critica constantă pe care a primit-o pentru munca sa a avut un efect foarte nefavorabil asupra lui Boltzmann, care, conform înregistrărilor istorice, nu pare să fi avut un caracter calm..

Mai degrabă, Boltzmann pare să fi fost un om cu reacții intense și extreme, putând dovedi că este extras și prietenos și, alteori, foarte introvertit și predispus la depresie.

Unul dintre cele mai criticate aspecte ale declarațiilor lui Boltzmann a fost acela că acest om de știință a stabilit că a doua lege a termodinamicii, legată de entropie, era în esență de natură statistică..

Acest fapt a presupus că diferite scenarii ar putea fi generate ca o consecință a oscilațiilor, care ar da naștere la rezultate care nu erau prevăzute în această lege..

Criticii lui Boltzmann au indicat că nu are sens să legăm câmpul statistic cu legile termodinamicii, deoarece considerau că legile erau întrebări absolute și nu puteau accepta că această lege fundamentală avea caracteristici variabile..

Moarte

Presiunea ca urmare a criticilor puternice și constante aduse lui Boltzmann l-a făcut să decidă să-și ia viața. În 1906 era în vacanță cu familia în orașul Duino, situat foarte aproape de Trieste..

În timp ce soția și copiii lui erau pe mare, bucurându-se de sărbători, Ludwig Boltzmann s-a spânzurat în casa de vară.

Cauze

Diverși istorici au stabilit că cauzele sinuciderii sale au fost strâns legate de faptul că comunitatea științifică nu a recunoscut cercetările sale ca fiind veridice..

Se spune că Boltzmann a avut un angajament clar și marcat față de adevăr. O parte din ceea ce l-a afectat cel mai mult a fost faptul că a găsit un adevăr despre existența atomului și a asistat la modul în care societatea din timpul său nu a apreciat această descoperire, pe care a anticipat-o că ar putea fi esențială pentru generația actuală și pentru mulți viitor generații..

Faptul că tradiția a fost mai importantă în cadrul unei societăți, mai degrabă decât inovațiile derivate din noile concepte transcendentale pentru acea vreme, l-a determinat pe Botlzmann să deprimă..

Alți istorici indică faptul că cauzele morții lui Boltzmann au inclus și alte elemente, deoarece acest om de știință avea anumite trăsături care denotau instabilitate și dezechilibru în multe dintre acțiunile sale..

La scurt timp după moartea sa, membrii acestei comunități științifice au început să genereze dovezi care să confirme conceptele dezvoltate de Boltzmann, în același timp cu care i-au adus recunoaștere științifică pentru contribuțiile sale. Acest lucru s-a întâmplat la doar doi ani după ce Boltzmann a murit..

Anume studiile fizicianului-chimist Jean Perrin au confirmat veridicitatea constantei lui Boltzmann, numită după omul de știință, care leagă energia de temperatura absolută. Acest lucru a fost suficient pentru a convinge comunitatea științifică de existența atomilor..

Contribuții principale

Ecuația lui Boltzmann

Cea mai recunoscută contribuție a lui Ludwig Boltzmann este abordarea ecuației care îi poartă numele: ecuația Boltzmann. Această ecuație a fost propusă inițial în 1870 și ulterior a suferit unele evoluții.

Ecuația, bazată pe noțiunile de atomi și molecule, a definit probabilitatea de a găsi moleculele într-o stare dată.

Odată cu evoluțiile ulterioare, ecuația a devenit utilă pentru calcularea echilibrului potențial la speciile de ioni și pentru descrierea schimbărilor conformaționale ale moleculelor biologice..

Mecanica statistică

Unii autori susțin că Boltzmann a fost prima persoană care a aplicat cu adevărat statistici în studiul gazelor.

Datorită acestui fapt, ei consideră că studiile teoriei cinetice au devenit studii de mecanică statistică..

Pentru această contribuție, Boltzmann este recunoscut de mulți drept tatăl mecanicii statistice.

Această disciplină a făcut posibilă studierea proprietăților materialelor și a obiectelor macroscopice din proprietățile atomilor și moleculelor lor..

Entropia și principiul lui Boltzmann

Deși conceptul de entropie fusese introdus de Rudolf Clausius în 1865, Boltzmann a adus noțiunea de entropie în viața de zi cu zi..

În 1877 Boltzmann a indicat că entropia este o măsură a tulburării stării unui sistem fizic.

Sub acest concept, Boltzmann a formulat o ecuație pentru entropie cunoscută sub numele de principiul lui Boltzmann.

Filosofia științei

Contribuțiile lui Boltzmann la dezvoltarea filozofiei științei sunt, de asemenea, recunoscute pe scară largă. 

Multe dintre ideile sale din acest domeniu au fost colectate în textul său „Scrieri populare” publicat în 1905.

Boltzmann a tratat subiecte filozofice foarte variate în cadrul științei. Printre ei a discutat termeni precum realismul și idealismul. De asemenea, critic filozofi de renume precum Kant și Hegel.

Boltzmann credea cu tărie că filozofia ar putea ajuta știința să nu pună întrebări inutile. Din acest motiv, Boltzmann s-a referit la sine ca un realist, deși mulți alții l-au identificat ca aparținând curentului materialist.

Referințe

  1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink Teorema H a lui J. Boltzmann, nemulțumirile sale și nașterea mecanicii statistice. Studii de istorie și filozofie ale fizicii moderne. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Ecuația Boltzmann în biologia moleculară. Progrese în biofizică și biologie moleculară. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann și influența sa asupra științei. Studii de istorie și filosofie a științei. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Știință A. A. Un monument pentru Ludwig Boltzmann. Știință, Seria nouă. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Note de subsol la istoria mecanicii statistice: în cuvintele lui Boltzmann. Physica A: Mecanica statistică și aplicațiile sale. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Analele Energiei Nucleare. 1977; 4(4-5): 145-159.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.