Ludwig Boltzmann Biografi og bidrag

1707
Simon Doyle

Ludwig boltzmann (1844-1906) var en østrigsk videnskabsmand, der betragtes som far til den statistiske mekanik. Hans bidrag inden for videnskab var forskellige; Boltzmanns ligning og princip, statistiske mekanik eller H-retningen.

For hans bidrag og banebrydende ideer er hans efternavn bredt kendt, ikke kun blandt det videnskabelige samfund, men også af samfundet generelt. Til hans ære er der endda adskillige kunstneriske værker og monumenter, der fejrer hans bidrag..

Portræt af videnskabsmanden Ludwig Boltzmann

Boltzmanns arbejde supplerede videnskabeligt arbejde af stor betydning som dem, der blev udført af Maxwell. Deres bidrag havde endda en bred indflydelse på Albert Einsteins arbejde.

Boltzmanns værker blev udviklet hovedsageligt inden for fysik, men han offentliggjorde også værker relateret til andre områder som biovidenskab og videnskabens filosofi.

Artikelindeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Undersøgelser
    • 1.2 Undervisningsfase
    • 1.3 Maxwell-Boltzmann-statistik
    • 1.4 Hypotese om atomet
    • 1.5 Død
  • 2 Hovedbidrag
    • 2.1 Boltzmann-ligningen
    • 2.2 Statistisk mekanik
    • 2.3 Entropi og Boltzmanns princip
    • 2.4 Videnskabsfilosofi
  • 3 Referencer

Biografi

Ludwig Boltzmann blev født den 20. februar 1844 i Østrig i byen Wien. På det tidspunkt var dette område en del af det østrig-ungarske imperium. Ludwigs familie var præget af at være velhavende, hvilket gjorde det muligt for ham at have en god uddannelse.

Ud over hans familieaktiver havde Ludwig også en beskeden formue arvet fra sin bedstefar; dette hjalp ham med at betale for sine studier uden problemer.

I en alder af 15 blev Ludwig forældreløs, så denne arv fra sin bedstefar tjente ham endnu mere efter at have været tilbage uden en far i en ung alder..

Undersøgelser

Boltzmanns første træning var i byen Linz i det nordlige Østrig, hvor familien var flyttet. 

Historiske optegnelser har været i stand til at vise, at Ludwig Boltzmann siden barndommen var præget af at være yderst nysgerrig, ud over at være meget interesseret i at lære, med stor ambition og til tider med rastløse og ængstelige holdninger.

Senere gik han ind på universitetet i Wien, hvor han modtog undervisning fra berømte figurer som fysikeren Josef Stephan, matematikeren József Miksa Petzval og fysikeren og matematikeren Andreas von Ettingshausen..

Han dimitterede fra dette universitet i 1866; underviseren af ​​Boltzmanns doktorafhandling var netop Josef Stephan, som han senere arbejdede med. Dette arbejde med Stephan varede i 3 år, fra 1867 til 1869, og på det tidspunkt fokuserede de på at analysere energitabet, som varme elementer oplever..

Undervisningsfase

Fra 1869 helligede Ludwig Boltzmann sig undervisning ved universitetet i Graz, det næststørste universitet i Østrig. På dette universitet gav han klasser i teoretisk fysik. Parallelt hermed fortsatte Boltzmann sin træning i de tyske byer Berlin og Heidelberg.

Boltzmann underviste ved universitetet i Graz indtil 1873, året hvor han begyndte at undervise i matematik ved universitetet i Wien. Han vendte tilbage til Graz tre år senere, i 1876, på hvilket tidspunkt han allerede var anerkendt inden for videnskab som et resultat af en række udgivne værker og forskellige undersøgelser.

Maxwell-Boltzmann statistik

En af de mest fremragende efterforskninger på det tidspunkt var Maxwell-Boltzmann-statistikken, der blev udviklet af ham og Maxwell i 1871.

I løbet af 1894 vendte han tilbage til universitetet i Wien for at arbejde som professor i teoretisk fysik. På det tidspunkt blev Boltzmann tvunget til at interagere med Ernst Mach, en fysiker og filosof, som Boltzmann havde store forskelle med..

Så mange var de problemer, der eksisterede mellem disse to forskere, at Boltzmann besluttede at rejse til Leipzig for at undgå at være i kontakt med Mach.

Ernst Mach forlod sit undervisningsarbejde ved universitetet i Wien i 1901 af sundhedsmæssige årsager; Derfor vendte Boltzmann tilbage i 1902 og opnåede ikke kun igen muligheden for at undervise teoretiske fysikklasser, men overtog også tøjlerne som formand for historien og videnskabsfilosofien, et emne, der tidligere blev undervist af Mach.

Hypotese om atomet

Da han vendte tilbage til universitetet i Wien, begyndte Boltzmann at offentliggøre sin støtte til hypotesen om eksistensen af ​​atomet. Denne overvejelse blev bredt kritiseret af det videnskabelige samfund; Blandt de dybeste kritikere var Ernst Mach.

Den konstante kritik, han modtog for sit arbejde, havde en meget ugunstig virkning på Boltzmann, som ifølge historiske optegnelser ikke ser ud til at have haft en rolig karakter..

Snarere synes Boltzmann at have været en mand med intense og ekstreme reaktioner, der kunne vise sig at være udadvendt og venlig og på andre tidspunkter meget indadvendt og tilbøjelig til depression.

Et af de mest kritiserede aspekter af Boltzmanns udsagn var, at denne videnskabsmand fastslog, at den anden lov om termodynamik, relateret til entropi, i det væsentlige var statistisk..

Denne kendsgerning antydede, at forskellige scenarier kunne genereres som en konsekvens af svingninger, hvilket ville give anledning til resultater, der ikke var forudset i denne lov..

Kritikerne af Boltzmann antydede, at det ikke gav mening at forbinde det statistiske felt med termodynamikens love, da de mente, at lovene var absolutte spørgsmål, og kunne ikke acceptere, at denne grundlæggende lov havde variable egenskaber.

Død

Presset som et resultat af den stærke og konstante kritik af Boltzmann fik ham til at beslutte at tage sit liv. I 1906 var han på ferie med sin familie i byen Duino, der ligger meget tæt på Trieste..

Mens hans kone og børn var på havet og nyder ferien, hængte Ludwig Boltzmann sig i sommerhuset.

Årsager

Forskellige historikere har fastslået, at årsagerne til hans selvmord var tæt knyttet til det faktum, at det videnskabelige samfund ikke anerkendte hans forskning som sandfærdig.

Boltzmann siges at have haft et klart og tydeligt engagement i sandheden. En del af det, der påvirkede ham mest, var det faktum, at han fandt en sandhed om atomets eksistens og var vidne til, at hans tids samfund ikke værdsatte denne opdagelse, som han forventede kunne være afgørende for den nuværende generation og for mange fremtid generationer..

Det faktum, at tradition var vigtigere inden for rammerne af et samfund, snarere end innovationer, der stammer fra nye begreber transcendentale for tiden, fik Botlzmann til at blive deprimeret..

Andre historikere indikerer, at årsagerne til Boltzmanns død også omfattede andre elementer, da denne videnskabsmand havde visse træk, der betegner ustabilitet og ubalance i mange af hans handlinger.

Kort efter hans død begyndte medlemmer af dette videnskabelige samfund at frembringe beviser, der bekræftede de begreber, der blev udviklet af Boltzmann, samtidig med at de fik ham videnskabelig anerkendelse for hans bidrag. Dette skete kun to år efter, at Boltzmann døde..

Det var specifikt undersøgelserne af kemiker-fysikeren Jean Perrin, der bekræftede sandheden af ​​Boltzmanns konstant, opkaldt efter videnskabsmanden, der forbinder energi med absolut temperatur. Dette var nok til at overbevise det videnskabelige samfund om eksistensen af ​​atomer..

Vigtigste bidrag

Boltzmanns ligning

Det mest anerkendte bidrag fra Ludwig Boltzmann er tilgangen til ligningen, der bærer hans navn: Boltzmann-ligningen. Denne ligning blev oprindeligt foreslået i 1870 og gennemgik senere nogle udviklinger.

Ligningen, baseret på begreberne atomer og molekyler, definerede sandsynligheden for at finde molekylerne i en given tilstand.

Med senere udvikling blev ligningen nyttig til beregning af den potentielle ligevægt i ionarter og til beskrivelse af konformationsændringer af biologiske molekyler..

Statistisk mekanik

Nogle forfattere hævder, at Boltzmann var den første person, der virkelig anvendte statistik i undersøgelsen af ​​gasser.

Takket være dette mener de, at studierne af kinetisk teori blev studier af statistisk mekanik..

For dette bidrag anerkendes Boltzmann af mange som far til den statistiske mekanik.

Denne disciplin har gjort det muligt at studere egenskaberne ved materialer og makroskopiske objekter ud fra egenskaberne af deres atomer og molekyler..

Entropi og Boltzmanns princip

Selvom begrebet entropi var blevet introduceret af Rudolf Clausius i 1865, bragte Boltzmann begrebet entropi ind i hverdagen..

I 1877 antydede Boltzmann, at entropi er et mål for forstyrrelsen i et fysisk systems tilstand.

Under dette koncept formulerede Boltzmann en ligning for entropi kendt som Boltzmanns princip.

Videnskabsfilosofi

Boltzmanns bidrag til udviklingen af ​​videnskabsfilosofien er også bredt anerkendt. 

Mange af hans ideer på dette felt blev samlet i hans tekst "Populære skrifter", der blev offentliggjort i 1905.

Boltzmann beskæftigede sig med meget forskellige filosofiske emner inden for videnskab. Blandt dem diskuterede han udtryk som realisme og idealisme. Jeg kritiserer også kendte filosoffer som Kant og Hegel.

Boltzmann troede fast på, at filosofi kunne hjælpe videnskaben med ikke at stille ubrugelige spørgsmål. Af denne grund omtalte Boltzmann sig selv som en realist, skønt mange andre identificerede ham som tilhørende den materialistiske strøm.

Referencer

  1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmanns H-sætning, dens utilfredshed og fødslen af ​​statistisk mekanik. Studier i historie og filosofi om moderne fysik. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmann-ligningen i molekylærbiologi. Fremskridt inden for biofysik og molekylærbiologi. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann og hans indflydelse på videnskab. Studier i historie og videnskabsfilosofi. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Science A. A. Et monument for Ludwig Boltzmann. Videnskab, ny serie. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Fodnoter til historien om statistisk mekanik: Med Boltzmanns ord. Physica A: Statistisk mekanik og dens anvendelser. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Annaler om nuklear energi. 1977; 4(4-5): 145-159.

Endnu ingen kommentarer