Людвіг Больцман Біографія та внески

Людвіг Больцман (1844-1906) був австрійським вченим, який вважався батьком статистичної механіки. Його внески в галузі науки були кількома; рівняння і принцип Больцмана, статистична механіка або теорема Н.

За його внески і новаторські ідеї його прізвище широко відоме не тільки серед наукової спільноти, а й суспільства в цілому. Навіть, на його честь є кілька художніх творів і пам'ятників, які відзначають їх внесок.

Робота Больцмана доповнювала велике значення наукових праць, таких як Максвелл. Навіть його внески мали великий вплив на роботу Альберта Ейнштейна.

Роботи Больцмана в основному розвивалися у фізиці, проте він також публікував праці, пов'язані з іншими галузями, такими як науки про життя і філософію науки.

Індекс

• 1 Біографія
  • 1.1 Дослідження
  • 1.2 Навчальний етап
  • 1.3 Статистика Максвелла-Больцмана
  • 1.4 Гіпотези про атом
  • 1.5 Смерть
• 2 Основні внески
  • 2.1 Рівняння Больцмана
  • 2.2 Статистична механіка
  • 2.3 Ентропія і принцип Больцмана
  • 2.4 Філософія науки
• 3 Посилання

Біографія

Людвіг Больцман народився 20 лютого 1844 року в Австрії, у місті Відні. У цей час ця територія була частиною Австро-Угорської імперії. Родина Людвіга характеризувалася заможністю, що дозволило мати можливість мати гарну освіту.

На додаток до спадщини своєї родини, Людвіг також мав скромний стан, успадкований від його діда; це допомогло йому оплатити навчання без будь-яких труднощів.

У віці 15 років Людвіг був сиротою, як батько, так що спадщина дідуся було ще більш корисним після втрати батька в молодому віці..

Дослідження

Перше навчання Больцмана відбулося в місті Лінц, у північній Австрії, де родина переїхала. 

Історичні записи змогли продемонструвати, що з дитинства Людвіга Больцмана характеризувалося надзвичайною цікавістю, крім того, що він дуже зацікавився навчанням, з великими амбіціями і, іноді, з неспокійними і тривожними поглядами..

Пізніше він поступив до Віденського університету, де отримав вчення від прославлених діячів, таких як фізик Йозеф Стефан, математик Йожеф Мікса Петзваль і фізик і математик Андреас фон Еттінгсгаузен..

Закінчив цей університет в 1866 році; Наставником докторської дисертації Больцмана був лише Йозеф Стефан, з яким він згодом працював. Ця робота з Стефаном тривала 3 роки, з 1867 по 1869, і на той час вони зосереджувалися на аналізі енергетичних втрат, які відчувають гарячі елементи.

Навчальний етап

З 1869 року Людвіг Больцман присвятив себе викладанню в Університеті Граца, другого за величиною студентського будинку в Австрії. У цьому університеті він викладав теоретичну фізику. Паралельно з цим, Больцман продовжував навчання в німецьких містах Берлін і Гейдельберг.

Больцман викладав в університеті Граца до 1873 року, коли він почав викладати математику у Віденському університеті. Він повернувся в Грац три роки по тому, в 1876 році, коли вже був визнаний в галузі науки в результаті серії опублікованих робіт і різноманітних досліджень..

Статистика Максвелла-Больцмана

Одним з найбільш видатних досліджень того часу була статистика Maxwell-Boltzmann, розроблена ним і Максвеллом в 1871 році..

У 1894 році він повернувся до Віденського університету, щоб виступити професором теоретичної фізики. У цей час Больцман був змушений взаємодіяти з фізиком і філософом Ернстом Махом, з яким у Больцмана були глибокі відмінності..

Так багато було проблем, які існували між цими двома вченими, що Больцман вирішив поїхати в Лейпциг, щоб уникнути контакту з Махом.

Ернст Мах залишив свою вчительську роботу в Віденському університеті в 1901 році з міркувань здоров'я; тому Больцман повернувся в 1902 році і не тільки знову отримав можливість викладання теоретичної фізики, а й взяв кермо кафедри історії та філософії науки, предмета, попередньо викладеного Махом..

Гіпотеза про атом

Після повернення до Віденського університету Больцман почав оприлюднювати свою підтримку гіпотези про існування атома. Цей розгляд був підданий критиці з боку наукової спільноти; Серед найбільш стійких критиків був Ернст Мах.

Постійна критика, яку він отримував до своєї роботи, викликав дуже несприятливий вплив на Больцмана, який, за історичними даними, не мав спокійного характеру.

Швидше за все, Больцман, здається, був людиною інтенсивних і екстремальних реакцій, здатним демонструвати екстравертність і дружність, а в інших випадках - дуже інтровертний і з тенденцією до депресії..

Одним з найбільш критичних аспектів заяв Больцмана було те, що цей учений визначив, що другий закон термодинаміки, пов'язаний з ентропією, по суті є статистичною..

Цей факт означав, що можуть бути сформовані різні сценарії, спричинені внаслідок коливань, що призведе до результатів, які не передбачені цим законом..

Критики Больцмана вказували на те, що безглуздо пов'язувати статистичну сферу з законами термодинаміки, оскільки вони вважають закони абсолютними питаннями і не можуть визнати, що цей закон фундаментального характеру має змінні характеристики..

Смерть

Тиск внаслідок сильної і постійної критики до Больцмана змусив його прийняти власне життя. У 1906 році перебував у відпустці з сім'єю в місті Дуїно, розташованому дуже близько до Трієста.

Поки його дружина і діти були на морі, насолоджуючись святами, Людвіг Больцман повісився в літньому будинку.

Причини

Декілька істориків визначили, що причини його самогубства були тісно пов'язані з тим, що наукове співтовариство не визнало його дослідження як правдиві.

Говорять, що у Больцмана була чітка і чітка прихильність до істини. Частиною того, що найбільше вплинуло на нього, був факт, що він зіткнувся з правдою про існування атома, і свідком того, як суспільство його часу не цінувало це відкриття, яке він очікував, може бути важливим для нинішнього покоління і для багатьох майбутніх поколінь..

Той факт, що традиція була більш важливою в рамках суспільства, замість нововведень, отриманих з нових трансцендентних концепцій на той час, змусила Botlzmann впасти в депресію..

Інші історики вказують, що причини смерті Больцмана також включали інші елементи, оскільки вчений мав певні риси, які в багатьох своїх діях позначали нестабільність і дисбаланс..

Незабаром після його смерті члени цієї наукової спільноти почали створювати докази, які підтверджували концепції, розроблені Больцманом, в той же час вони зробили його гідним наукового визнання за його внесок. Це сталося лише через два роки після смерті Больцмана.

Саме дослідження хіміка-фізика Жана Перрена підтвердило достовірність постійної Больцмана, названої на честь вченого, який пов'язує енергію з абсолютною температурою. Цього було достатньо, щоб наукове співтовариство переконалося в існуванні атомів.

Основні внески

Рівняння Больцмана

Найбільш визнаним внеском Людвіга Больцмана є підхід рівняння, що носить його ім'я: рівняння Больцмана. Це рівняння спочатку запропонувало його в 1870 році і згодом зазнало деяких подій.

Рівняння, засноване на поняттях атомів і молекул, визначило ймовірність знаходження молекул в даному стані.

З подальшим розвитком рівняння стало корисним для розрахунку потенційного балансу у видах іонів і для опису конформаційних змін біологічних молекул.

Статистична механіка

Деякі автори стверджують, що Больцман був першою людиною, яка дійсно застосувала статистику у вивченні газів.

Завдяки цьому вони вважають, що дослідження кінетичної теорії виявилися дослідженнями статистичної механіки.

За цей внесок, Больцман визнається багатьма як батько статистичної механіки.

Ця дисципліна дозволила вивчити властивості матеріалів і макроскопічних об'єктів від властивостей їх атомів і молекул.

Ентропія і принцип Больцмана

Хоча концепція ентропії була введена Рудольфом Клаузіусом в 1865 році, Болцман прийняв поняття ентропії до повсякденного життя.

У 1877 році Больцман зазначив, що ентропія є мірою розладу стану фізичної системи.

Відповідно до цієї концепції, Больцман сформулював рівняння для ентропії, відоме як принцип Больцмана.

Філософія науки

Внесок Больцмана в розвиток філософії науки також широко визнається. 

Багато його ідей у ​​цій галузі були зібрані в його тексті "Народні писання", опублікованому в 1905 році.

Больцман розглядав філософські теми в науці дуже різноманітно. Серед них він обговорював такі терміни, як реалізм і ідеалізм. Я також критикував таких відомих філософів, як Кант і Гегель.

Больцман твердо вірив, що філософія може допомогти науці не ставити безглуздих питань. З цієї причини Больцман називав себе реалістом, хоча багато інших ототожнювали його з належністю матеріалістичної течії.

Список літератури

1. Браун Х. Р. Мирволд У. Уффінк Х-теорема Больцмана, його невдоволення і народження статистичної механіки. Вивчення історії та філософії сучасної фізики. 2009; 40(2): 174-191.
2. Дюбуа Ю. Оуаунуу Г. Рузайре-Дюбуа Б. Рівняння Больцмана в молекулярній біології. Прогрес у біофізиці та молекулярній біології. 2009; 99(2): 87-93.
3. Фламм Д. Людвіг Больцман і його вплив на науку. Вивчення історії та філософії науки. 1983; 14(4): 255-278.
4. Наука А. А. Пам'ятник Людвігу Больцману. Наука, нова серія. 1932 75(1944).
5. Свендсен Р. Н. Зноски до історії статистичної механіки: за словами Больцмана. Physica A: Статистична механіка та її застосування. 2010; 389(15), 2898-2901.
6. Вільямс М. М. Р. Людвіг Больцман. Аннали ядерної енергії. 1977; 4(4-5): 145-159.