Ludwig Boltzmann Biografie și contribuții

Ludwig Boltzmann (1844-1906) a fost un om de știință austriac considerat părintele mecanicii statistice. Contribuțiile sale în domeniul științei au fost mai multe; ecuația și principiul Boltzmann, mecanica statistică sau teorema H.

Pentru contribuțiile și ideile sale de pionierat, numele lui este cunoscut, nu numai între comunitatea științifică, ci și societatea în general. Chiar și la cinstea lui există mai multe opere și monumente artistice care sărbătoresc contribuțiile lor.

Lucrarea lui Boltzmann a completat lucrări științifice de mare importanță, precum cele realizate de Maxwell. Chiar și contribuțiile lui au avut o influență largă asupra lucrării lui Albert Einstein.

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

index

• 1 Biografie
  • 1.1 Studii
  • 1.2 Etapa de predare
  • 1.3 Statistica Maxwell-Boltzmann
  • 1.4 Ipoteze despre atom
  • 1.5 Moartea
• 2 Principalele contribuții
  • 2.1 Ecuația Boltzmann
  • 2.2 Mecanica statistică
  • 2.3 Principiul entropiei și Boltzmann
  • 2.4 Filozofia științei
• 3 Referințe

biografie

Ludwig Boltzmann sa născut la 20 februarie 1844 în Austria, în orașul Viena. La acea vreme, această zonă face parte din Imperiul Austro-Ungar. Familia lui Ludwig era caracterizată prin faptul că era bogată, ceea ce permitea să aibă posibilitatea de a avea o educație bună.

Pe lângă patrimoniul familiei sale, Ludwig avea de asemenea o avere modestă moștenită de la bunicul său; acest lucru la ajutat să-și plătească studiile fără să aibă probleme.

La 15 ani, Ludwig a pierdut tatăl său, astfel că bunicul patrimoniu a fost chiar mai util după ce a fost lăsat orfan de tată la o vârstă fragedă.

studiu

Primul antrenament Boltzmann a fost în orașul Linz, în nordul Austriei, unde familia sa mutat.

înregistrări istorice au demonstrat că, ca un copil, Ludwig Boltzmann a fost caracterizat ca fiind foarte curios, în plus față de care arată foarte interesat de a învăța, cu o mare ambiție și, uneori, cu atitudini neliniștite și anxietate.

El a intrat mai târziu la Universitatea din Viena, unde a primit învățăturile de oameni celebri, cum ar fi fizica Josef Stephan, Miksa Petzval József matematician și fizician și matematician Andreas von Ettingshausen.

A absolvit această universitate în 1866; tutorul tezei de doctorat a lui Boltzmann a fost doar Josef Stephan, cu care a lucrat ulterior. Această lucrare cu Stephan a durat 3 ani, între 1867 și 1869, iar la acea vreme s-au concentrat pe analiza pierderilor de energie cu care se confruntă elementele fierbinți.

Stagiu de predare

Din 1869, Ludwig Boltzmann sa dedicat predării la Universitatea din Graz, a doua cea mai mare casă de studenți din Austria. În acea universitate a predat fizica teoretică. În paralel, Boltzmann și-a continuat formarea 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. El a revenit la Graz, trei ani mai târziu, în 1876, moment în care a fost deja recunoscută în domeniul științei, ca urmare a unui număr de lucrări publicate și diverse investigații.

Statistici Maxwell-Boltzmann

Una dintre cele mai remarcabile anchete din acea vreme a fost statistica lui Maxwell-Boltzmann, dezvoltată de el și de Maxwell în anul 1871.

În 1894 sa întors la Universitatea din Viena pentru a-și exercita profesia de fizică teoretică. La acel moment Boltzmann a fost forțat să interacționeze cu Ernst Mach, fizician și filozof 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 contactul cu Mach.

Ernst Mach și-a părăsit slujba de predare la Universitatea din Viena în 1901 din motive de sănătate; Prin urmare, Boltzmann a revenit în 1902 și din nou a câștigat nu numai opțiunea de a preda fizica teoretică, dar, de asemenea, a preluat catedra de istorie și filosofia științei, materialul învățat anterior Mach.

Ipoteza despre atom

După întoarcerea sa la Universitatea din Viena, Boltzmann a început să-și publice sprijinul față de ipoteza existenței atomului. Această considerație a fost foarte criticată de comunitatea științifică; printre criticii cei mai fermi a fost Ernst Mach.

Critica constantă pe care a primit-o față de lucrarea sa a provocat un efect foarte nefavorabil asupra lui Boltzmann, care, potrivit înregistrărilor istorice, nu pare să fi avut un caracter calm.

Mai degrabă, Boltzmann pare să fi fost un om de reacții intense și extreme, se poate dovedi a fi de ieșire și prietenos și, alteori, foarte introvertite si predispuse la depresie.

Unul dintre aspectele cele mai criticate ale afirmațiilor lui Boltzmann a fost că acest om de știință a stabilit că cea de-a doua lege a termodinamicii, legată de entropie, avea în esență un caracter statistic.

Acest fapt a implicat faptul că s-ar putea genera diferite scenarii generate ca urmare a oscilațiilor, ceea ce ar duce la rezultate care nu au fost prevăzute în această lege.

Criticile lui Boltzmann au arătat că este inutilă legarea domeniului statistic de legile termodinamicii, deoarece acestea consideră că legile sunt probleme absolute și nu au acceptat că această lege fundamentală avea caracteristici variabile.

moarte

Presiunea, ca urmare a criticii puternice și constante a lui Boltzmann, la făcut să decidă să-și ia propria viață. În 1906 a fost în vacanță cu familia sa, în orașul Duino, situat foarte aproape de Trieste.

În timp ce soția și copiii se aflau pe mare, bucurându-se de sărbători, Ludwig Boltzmann sa spânzurat în casa de vară.

cauze

Mai mulți istorici au stabilit că cauzele sinuciderii sale au fost strâns legate de faptul că comunitatea științifică nu și-a recunoscut cercetările ca fiind adevărate.

Se spune că Boltzmann a avut un angajament clar și marcat față de adevăr. O parte dintre cele mai afectate de el a fost faptul că a întâmpinat un adevăr despre existența atomului și a văzut cum societatea timpului său nu a apreciat această descoperire pe care a anticipat-o ar putea fi esențială pentru generația actuală și pentru multe generații viitoare.

Faptul că tradiția era mai importantă în cadrul unei societăți, în loc de inovațiile derivate din noile concepte transcendentale pentru acea vreme, a făcut ca Botlzmann să devină deprimat.

Alți istorici indică faptul că cauzele morții lui Boltzmann includea și alte elemente, deoarece acest om de știință avea anumite trăsături care denota instabilitatea și dezechilibrul în multe dintre acțiunile sale.

La scurt timp după moartea sa, membrii acestei comunități științifice au început să genereze dovezi care au confirmat conceptele dezvoltate de Boltzmann, în același timp în care acestea meritau recunoașterea științifică pentru contribuțiile lor. Acest lucru sa întâmplat la doar doi ani după ce Boltzmann a murit.

Exact studiile chimistului-fizician Jean Perrin au confirmat veridicitatea constantei Boltzmann, numită după om de știință, care leagă energia cu temperatura absolută. Acest lucru era suficient pentru ca comunitatea științifică să fie convinsă de existența atomilor.

Contribuții principale

Ecuația Boltzmann

Cea mai recunoscută contribuție a lui Ludwig Boltzmann este abordarea ecuației care poartă numele său: ecuația Boltzmann. Această ecuație a propus-o 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 anumită stare.

Cu evoluțiile ulterioare, ecuația a devenit utilă pentru calcularea potențialului echilibru al speciilor ionice și pentru descrierea modificărilor 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 fost studiile mecanicii statistice.

Pentru această contribuție, Boltzmann este recunoscut de mulți ca tată al mecanicii statistice.

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

Entropia și principiul lui Boltzmann

Deși conceptul de entropie a fost 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.

Conform acestui concept, Boltzmann a formulat o ecuație pentru entropia cunoscută sub numele de principiul Boltzmann. 

Filozofia științei

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

Multe dintre ideile sale în acest domeniu au fost colectate în textul său "Scrieri populare", publicat în 1905.

Boltzmann a abordat subiecte filosofice în știință foarte variate. Printre ei a discutat termeni precum realismul și idealismul. De asemenea, am criticat filosofi renumiți precum Kant și Hegel.

Boltzmann a crezut ferm că filosofia ar putea ajuta știința să nu pună întrebări inutile. Din acest motiv, Boltzmann sa referit la el însuși ca un realist, deși mulți alții l-au identificat ca aparținând curentului materialist.

referințe

1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink Teorema lui J. Boltzmann, nemulțumirile sale și nașterea mecanicii statistice. Studii în istoria și filozofia 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 lui asupra științei. Studii de istorie și filosofie a științei. 1983; 14(4): 255-278.
4. Știința A. A. Un monument pentru Ludwig Boltzmann. Stiinta, noua serie. 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.