Ludwig Boltzmann Biografija i prilozi



Ludwig Boltzmann (1844-1906) bio je austrijski znanstvenik koji se smatra ocem statističke mehanike. Njegov doprinos na području znanosti bio je nekoliko; Boltzmannova jednadžba i princip, statistička mehanika ili H teorem.

Za svoje doprinose i pionirske ideje njegovo je prezime nadaleko poznato, ne samo među znanstvenom zajednicom, već i društvom općenito. Čak iu njegovu čast postoji nekoliko umjetničkih djela i spomenika koji slave svoj doprinos.

Boltzmannov rad nadopunio je znanstvena djela od velike važnosti, poput onih koje je napravio Maxwell. Čak je i njegov doprinos imao velik utjecaj na rad Alberta Einsteina.

Boltzmannova djela uglavnom su se razvijala u fizici, ali je objavio i radove iz drugih područja kao što su znanosti o životu i filozofija znanosti..

indeks

  • 1 Biografija
    • 1.1
    • 1.2 Nastavna faza
    • 1.3 Maxwell-Boltzmannova statistika
    • 1.4 Hipoteze o atomu
    • 1.5 Smrt
  • 2 Glavni doprinosi
    • 2.1 Boltsmanova jednadžba
    • 2.2 Statistička mehanika
    • 2.3 Entropija i Bolcmanov princip
    • 2.4 Filozofija znanosti
  • 3 Reference

biografija

Ludwig Boltzmann rođen je 20. veljače 1844. u Austriji, u Beču. U to vrijeme ovo je područje bilo dio Austro-Ugarske Monarhije. Ludwigovu obitelj karakterizirala je imućnost, što je omogućavalo mogućnost dobrog obrazovanja.

Osim baštine svoje obitelji, Ludwig je imao i skromno bogatstvo koje je naslijedilo od svog djeda; to mu je pomoglo da plati studije bez ikakvih poteškoća.

U dobi od 15 godina Ludwig je ostao bez roditelja kao otac, tako da je dedino nasljedstvo bilo još korisnije nakon što je u ranoj dobi izgubio oca..

studije

Boltzmannova prva obuka bila je u gradu Linzu, u sjevernoj Austriji, gdje se obitelj preselila. 

Povijesni zapisi pokazali su da je Ludwig Boltzmann od djetinjstva bio karakterističan po tome što je bio izuzetno znatiželjan, osim što je bio vrlo zainteresiran za učenje, s velikom ambicijom i, ponekad, s nemirnim i tjeskobnim stavovima..

Kasnije je ušao na Sveučilište u Beču, gdje je primio učenja slavnih osoba kao što su fizičar Josef Stephan, matematičar József Miksa Petzval i fizičar i matematičar Andreas von Ettingshausen..

Diplomirao je na tom sveučilištu 1866; Učitelj Boltzmannove doktorske disertacije bio je samo Josef Stephan, s kojim je kasnije radio. Ovaj rad sa Stephanom trajao je 3 godine, od 1867. do 1869. godine, i tada su se usredotočili na analizu energetskih gubitaka koje su iskusili vrući elementi.

Nastavna faza

Od 1869. Ludwig Boltzmann posvetio se podučavanju na Sveučilištu u Grazu, drugoj po veličini studentskoj kući u Austriji. U tom je sveučilištu predavao teorijsku fiziku. Paralelno s tim, Boltzmann je nastavio školovanje u njemačkim gradovima Berlin i Heidelberg.

Boltzmann je predavao na Sveučilištu u Grazu do 1873. godine, u kojoj je počeo podučavati matematiku na Sveučilištu u Beču. U Graz se vratio tri godine kasnije, 1876. godine, kada je već bio priznat u području znanosti kao rezultat niza objavljenih radova i raznih istraživanja..

Statistika Maxwell-Boltzmanna

Jedna od najistaknutijih istraživanja tog vremena bila je statistika Maxwell-Boltzmanna, koju su razvili on i Maxwell u godini 1871..

Tijekom 1894. godine vratio se na Sveučilište u Beču kao profesor teorijske fizike. U to je vrijeme Boltzmann bio prisiljen komunicirati s fizičarom i filozofom Ernst Machom s kojim je Boltzmann imao duboke razlike..

Toliki su problemi koji su postojali između ova dva znanstvenika, da je Boltzmann odlučio otići u Leipzig kako bi izbjegao kontakt s Machom.

Ernst Mach napustio je svoj pedagoški posao na Sveučilištu u Beču 1901. iz zdravstvenih razloga; Stoga se Boltzmann vratio 1902. i ne samo da je ponovno dobio mogućnost podučavanja teoretske fizike, već je također preuzeo ulogu predsjedatelja povijesti i filozofije znanosti, predmeta koji je prethodno predavao Mach..

Hipoteza o atomu

Nakon povratka na Sveučilište u Beču, Boltzmann je počeo objavljivati ​​svoju podršku hipotezi o postojanju atoma. Ta je razmatranja kritikovana od strane znanstvene zajednice; među najizbirljivijim kritičarima bio je Ernst Mach.

Stalna kritika koju je dobivao u odnosu na svoj rad izazvao je vrlo nepovoljan utjecaj na Boltzmanna, koji, prema povijesnim zapisima, nije imao smiren karakter.

Čini se da je Boltzmann bio čovjek intenzivnih i ekstremnih reakcija, bio je u stanju pokazati da je ekstrovertiran i prijateljski i, u drugim slučajevima, vrlo introvertiran i sklon depresiji..

Jedan od najkritičnijih aspekata Boltzmannovih tvrdnji bio je da je ovaj znanstvenik utvrdio da je drugi zakon termodinamike, povezan s entropijom, u osnovi statističke prirode..

Ta je činjenica značila da bi se mogli generirati različiti scenariji nastali kao posljedica oscilacija, što bi rezultiralo rezultatima koji nisu predviđeni ovim zakonom..

Boltzmannovi kritičari ukazali su da je besmisleno povezivati ​​statističku domenu s zakonima termodinamike, budući da su zakoni smatrali apsolutnim pitanjima i nisu mogli prihvatiti da ovaj zakon temeljnog karaktera ima varijabilna obilježja..

smrt

Pritisak zbog jake i stalne kritike Boltzmanna natjerao ga je da se odluči za vlastiti život. Godine 1906. bio je na odmoru sa svojom obitelji u gradu Duinu, smještenoj u neposrednoj blizini Trsta.

Dok su njegova supruga i djeca bili na moru, uživajući u praznicima, Ludwig Boltzmann se objesio u ljetnikovcu.

uzroci

Nekoliko povjesničara utvrdilo je da su uzroci njegovog samoubojstva usko povezani s činjenicom da znanstvena zajednica nije prepoznala njegove istrage kao istinite.

Kaže se da je Boltzmann imao jasnu i izraženu predanost istini. Dio onoga što ga je najviše pogodilo bila je činjenica da je naišao na istinu o postojanju atoma i svjedočiti kako društvo njegova vremena nije cijenilo ovo otkriće, koje je očekivao, moglo biti bitno za sadašnju generaciju i mnoge buduće generacije..

Činjenica da je tradicija bila važnija u okviru društva, a ne inovacije izvedene iz novih transcendentalnih pojmova za vrijeme, dovela je do toga da je Botlzmann postao depresivan.

Drugi povjesničari ukazuju na to da su uzroci Boltzmannove smrti uključivali i druge elemente, budući da je ovaj znanstvenik imao određene osobine koje su označavale nestabilnost i neravnotežu u mnogim njegovim postupcima..

Ubrzo nakon njegove smrti, članovi ove znanstvene zajednice počeli su stvarati dokaze koji su potkrijepili koncepte koje je razvio Boltzmann, a istovremeno su ga učinili vrijednim znanstvenog priznanja za njegov doprinos. To se dogodilo samo dvije godine nakon što je Boltzmann umro.

Upravo su studije kemičara-fizičara Jeana Perrina potvrdile istinitost Boltzmannove konstante, nazvane po znanstvenici, koja povezuje energiju s apsolutnom temperaturom. To je bilo dovoljno da se znanstvena zajednica uvjeri u postojanje atoma.

Glavni doprinosi

Boltzmannova jednadžba

Najpoznatiji doprinos Ludwiga Boltzmanna je pristup jednadžbe koja nosi njegovo ime: Boltzmannova jednadžba. Ova jednadžba prvotno ga je predložila 1870. godine, a kasnije je doživjela neke promjene.

Jednadžba, utemeljena na pojmovima atoma i molekula, definirala je vjerojatnost pronalaženja molekula u danom stanju.

S kasnijim razvojem, jednadžba je postala korisna za izračunavanje potencijalne ravnoteže u ionskim vrstama i za opisivanje konformacijskih promjena bioloških molekula.

Statistička mehanika

Neki autori tvrde da je Boltzmann prva osoba koja je doista primijenila statistiku u istraživanju plinova.

Zahvaljujući tome smatraju da su studije kinetičke teorije bile studije statističke mehanike.

Za ovaj doprinos, Boltzmann je priznat od mnogih kao otac statističke mehanike.

Ova je disciplina omogućila proučavanje svojstava materijala i makroskopskih objekata od svojstava njihovih atoma i molekula.

Entropija i Bolcmanov princip

Iako je 1865. godine Rudolf Clausius uveo koncept entropije, Boltzmann je shvatio entropiju u svakodnevni život.

Godine 1877. Boltzmann je ukazao da je entropija mjera poremećaja stanja fizičkog sustava.

Pod tim konceptom Boltzmann je formulirao jednadžbu za entropiju poznatu kao Boltzmannovo načelo.

Filozofija znanosti

Boltzmannovi doprinosi razvoju filozofije znanosti također su široko priznati. 

Mnoge njegove ideje na ovom području prikupljene su u njegovom tekstu "Popularna pisanja", objavljenom 1905. godine.

Boltzmann je filozofske predmete unutar znanosti tretirao vrlo raznoliko. Među njima je govorio o pojmovima kao što su realizam i idealizam. Također sam kritizirao poznate filozofe poput Kanta i Hegela.

Boltzmann je čvrsto vjerovao da filozofija može pomoći znanosti da ne postavlja beskorisna pitanja. Zbog toga je Boltzmann sebe nazvao realistom, iako su ga mnogi drugi identificirali kao pripadnika materijalističke struje.

reference

  1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmannov H-teorem, njegova nezadovoljstva i rađanje statističke mehanike. Studij povijesti i filozofije moderne fizike. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmannova jednadžba u molekularnoj biologiji. Napredak u biofizici i molekularnoj biologiji. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann i njegov utjecaj na znanost. Studij povijesti i filozofije znanosti. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Znanost A. A. Spomenik Ludwigu Boltzmannu. Znanost, nove serije. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Bilješke u povijesti statističke mehanike: U Boltzmannovim riječima. Physica A: Statistička mehanika i njezine primjene. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Anali nuklearne energije. 1977; 4(4-5): 145-159.