LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAFIJA I PRILOZI - ZNANOST - 2025

Ludwig Boltzmann (1844-1906) bio je austrijski znanstvenik koji se smatrao ocem statističke mehanike. Njegovi su doprinosi u području znanosti bili različiti; Boltzmannova jednadžba i princip, statistička mehanika ili H.

Po doprinosu i pionirskim idejama njegovo je prezime široko poznato, ne samo među znanstvenom zajednicom, već i cijelim društvom. Čak je nekoliko umjetničkih djela i spomenika u njegovu čast koji slave njegove priloge.

Portret znanstvenika Ludwiga Boltzmanna

Boltzmannov rad nadopunio je znanstveni rad od velike važnosti, poput onih koje je izveo Maxwell. Njihovi su doprinosi čak imali i široki utjecaj na posao koji je provodio Albert Einstein.

Boltzmannova djela uglavnom su se razvijala u fizici, no objavio je i djela koja se odnose na druga područja poput znanosti o životu i filozofije znanosti.

Biografija

Ludwig Boltzmann rođen je 20. veljače 1844. u Austriji u gradu Beču. U to je vrijeme ovo područje bilo dio Austro-Ugarskog Carstva. Obitelj Ludwiga obilježila je bogatašnost, što mu je omogućilo mogućnost dobrog obrazovanja.

Pored obiteljske imovine, Ludwig je također skromno bogatstvo naslijedio od djeda; To mu je pomoglo da plati studije bez ikakvih poteškoća.

S 15 godina Ludwig je bio siroče, pa mu je ovo nasljedstvo od djeda još više služilo nakon što je u mladoj dobi ostao bez oca.

Studije

Boltzmannov prvi trening bio je u gradu Linzu, na sjeveru Austrije, gdje se obitelj doselila.

Povijesni zapisi mogu pokazati 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, nemirnim i anksioznim stavovima.

Kasnije je ušao na Sveučilište u Beču, gdje je primao predavanja slavnih ličnosti poput fizičara Josefa Stephana, matematičara Józsefa Miksa Petzvala i fizičara i matematičara Andreasa von Ettingshausena.

Na ovom sveučilištu je diplomirao 1866; mentor Boltzmannove doktorske teze bio je upravo Josef Stephan, s kojim je kasnije surađivao. Taj je rad sa Stephanom trajao 3 godine, od 1867. do 1869. godine, a u to se vrijeme fokusirali na analizu gubitaka energije koji su doživjeli vrući elementi.

Nastavna faza

Početkom 1869. godine Ludwig Boltzmann posvetio se podučavanju na Sveučilištu u Grazu, drugom najvećem sveučilištu u Austriji. Na tom su sveučilištu predavali teorijsku fiziku. Paralelno s tim, Boltzmann je nastavio školovanje u njemačkim gradovima Berlinu i Heidelbergu.

Boltzmann je predavao na sveučilištu u Grazu do 1873, godine u kojoj je počeo predavati matematiku na Sveučilištu u Beču. U Graz se vratio tri godine kasnije, 1876. godine, u koje je vrijeme već bio prepoznat na polju znanosti, kao rezultat niza objavljenih radova i raznih istraga.

Maxwell-Boltzmannova statistika

Jedno od najistaknutijih istraga toga vremena bila je Maxwell-Boltzmannova statistika, koju su razvili on i Maxwell 1871. godine.

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

Toliko je problema bilo između ova dva znanstvenika, da je Boltzmann odlučio otići u Leipzig kako bi izbjegao kontakt s Machom.

Ernst Mach napustio je svoj nastavni rad na Sveučilištu u Beču 1901. godine iz zdravstvenih razloga; stoga se Boltzmann vratio 1902. i ne samo što je ponovo dobio mogućnost predavanja teorijske nastave fizike, već je i uzde uzde katedre povijesti i filozofije znanosti, predmeta koji je prethodno predavao Mach.

Hipoteza o atomu

Po povratku na Sveučilište u Beču, Boltzmann je počeo javno objavljivati ​​svoju potporu hipotezi o postojanju atoma. Znanstvena je zajednica široko kritizirala ovo razmatranje; Među nepovjerljivijim kritičarima bio je i Ernst Mach.

Stalne kritike koje je dobivao za svoj rad vrlo su nepovoljno utjecale na Boltzmanna, za kojeg se, prema povijesnim zapisima, čini da nije imao smirenog karaktera.

Umjesto toga, čini se da je Boltzmann bio čovjek snažnih i ekstremnih reakcija, sposoban je dokazati da je odlazan i simpatičan, a u drugim prilikama vrlo introvertiran i sklon depresiji.

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

Ta je činjenica podrazumijevala da se mogu stvoriti različiti scenariji kao posljedica oscilacija, što bi dovelo do rezultata koji nisu predviđeni ovim zakonom.

Boltzmannovi kritičari istaknuli su da nema smisla povezivati ​​statističko polje sa zakonima termodinamike, jer su smatrali da su zakoni apsolutna pitanja i nisu mogli prihvatiti da taj temeljni zakon ima promjenjive karakteristike.

Smrt

Pritisak kao rezultat snažne i neprestane kritike Boltzmanna natjerao ga je da odluči sam sebi život. Godine 1906. s obitelji je bio na odmoru u gradu Duino, smještenom vrlo blizu Trsta.

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

uzroci

Razni povjesničari utvrdili su da su uzroci njegovog samoubojstva usko povezani s činjenicom da znanstvena zajednica nije prepoznala njegovo istraživanje kao istinito.

Kaže se da se Boltzmann jasno i obilježeno zalaže za istinu. Dio onoga što ga je najviše pogodilo je činjenica da je otkrio istinu o postojanju atoma i bio svjedok kako društvo svoga vremena nije cijenilo to otkriće, za koje je pretpostavljao da bi moglo biti od presudne važnosti za trenutnu generaciju i za mnoge buduće generacije.

Činjenica da je tradicija bila važnija u okvirima društva, a ne inovacije proizašle iz novih transcendentalnih koncepata, prouzročila je depresiju Botlzmanna.

Drugi povjesničari kažu da su uzroci Boltzmannove smrti uključivali i druge elemente, budući da je ovaj znanstvenik imao obilježja koja su u mnogim njegovim postupcima ukazivala na nestabilnost i neravnotežu.

Ubrzo nakon njegove smrti, članovi ove znanstvene zajednice počeli su stvarati dokaze koji potkrepljuju koncepte koje je razvio Boltzmann, istovremeno kada su mu za svoj doprinos zaslužili znanstveno priznanje. To se dogodilo samo dvije godine nakon što je Boltzmann umro.

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

Glavni prilozi

Boltzmannova jednadžba

Najpoznatiji doprinos Ludwiga Boltzmanna jest pristup jednadžbi koja nosi njegovo ime: Boltzmannova jednadžba. Ova je jednadžba izvorno predložena 1870. godine, a kasnije je doživjela određeni razvoj.

Jednadžba je na temelju pojmova atoma i molekula definirala vjerojatnost pronalaska molekula u određenom stanju.

S daljnjim 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 bio prva osoba koja je istinski primijenila statistiku u istraživanju plinova.

Zahvaljujući tome, oni smatraju da su studije kinetičke teorije postale studije statističke mehanike.

Za ovaj doprinos, Boltzmannovi su mnogi prepoznati kao otac statističke mehanike.

Ova disciplina omogućila je proučavanje svojstava makroskopskih materijala i predmeta na temelju svojstava njihovih atoma i molekula.

Entropija i Boltzmannov princip

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

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

Pod tim je konceptom Boltzmann formulirao jednadžbu za entropiju poznatu kao Boltzmannov princip.

Filozofija znanosti

Boltzmannovi doprinosi razvoju filozofije znanosti također su široko prepoznati.

Mnogo njegovih ideja na ovom polju prikupljeno je u njegovom tekstu "Popularni spisi" objavljenom 1905.

Boltzmann je obrađivao vrlo raznolike filozofske teme unutar znanosti. Među njima je raspravljao o pojmovima kao što su realizam i idealizam. Kritiziram i poznate filozofe poput Kanta i Hegela.

Boltzmann je čvrsto vjerovao da filozofija može pomoći znanosti da ne postavlja beskorisna pitanja. Stoga se Boltzmann sebe nazivao realistom, iako su ga mnogi drugi identificirali kao pripadnika materijalističkoj struji.

Reference

1. Brown HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmannov H-teorem, njegova nezadovoljstva i rađanje statističke mehanike. Studije povijesti i filozofije moderne fizike. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmannova jednadžba u molekularnoj biologiji. Napredak biofizike i molekularne biologije. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Plamen D. Ludwig Boltzmann i njegov utjecaj na znanost. Studije iz povijesti i filozofije znanosti. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Science AA Spomenik Ludwigu Boltzmannu. Znanost, nove serije. 1932. 75 (1944).
5. Swendsen RH Fusnote prema povijesti statističke mehanike: Boltzmannovim riječima. Fizika A: Statistička mehanika i njezine primjene. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Anali nuklearne energije. 1977; 4 (4–5): 145–159.