ЛЮДВІГ БОЛЬЦМАН: БІОГРАФІЯ ТА ВНЕСКИ - НАУКА - 2025

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

За його внесками та піонерськими ідеями його прізвище широко відоме не лише серед наукової спільноти, а й суспільства загалом. Є навіть кілька художніх творів та пам'ятників на його честь, які відзначають його внески.

Портрет вченого Людвіга Больцмана

Робота Больцмана доповнювала велике значення наукових робіт, таких, як ті, які проводив Максвелл. Їх внески навіть мали широкий вплив на роботу Альберта Ейнштейна.

Роботи Больцмана розвивалися переважно з фізики, однак він також публікував праці, пов'язані з іншими сферами, такими як науки про життя та філософія науки.

Біографія

Людвіг Больцман народився 20 лютого 1844 року в Австрії, у місті Відень. У той час ця область була частиною Австро-Угорської імперії. Сім'я Людвіга характеризувалася заможністю, що дозволяло йому мати хорошу освіту.

Окрім родинних активів, Людвіг також мав скромне багатство, успадковане від діда; Це допомогло йому без особливих труднощів оплатити навчання.

У 15 років Людвіг був сиротою, тож ця спадщина від діда служила йому ще більше після того, як він залишився без батька в молодому віці.

Дослідження

Перша підготовка Больцмана була в місті Лінц на півночі Австрії, куди переїхала родина.

Історичні записи змогли показати, що з дитинства для Людвіга Больцмана було надзвичайно цікаво, крім того, що він дуже зацікавлений у навчанні, з великими амбіціями та, часом, з неспокійними та тривожними настроями.

Пізніше він вступив до Віденського університету, де отримував вчення від таких відомих діячів, як фізик Йозеф Стефан, математик Юзеф Мікса Петцваль та фізик і математик Андреас фон Еттінгсгаузен.

Закінчив цей університет у 1866 році; викладачем докторської дисертації Больцмана був саме Йозеф Стефан, з яким згодом працював. Ця робота зі Стефаном тривала 3 роки, з 1867 по 1869 рік, і в той час вони зосереджувались на аналізі втрат енергії, які зазнали гарячі стихії.

Навчальний етап

Починаючи з 1869 року, Людвіг Больцман присвятив себе викладанню в університеті Граца, другому за величиною університетом Австрії. У тому університеті він проводив заняття з теоретичної фізики. Паралельно з цим Больцман продовжував навчання в німецьких містах Берлін та Гейдельберг.

Больцманн викладав в університеті в Граці до 1873 року, в рік, коли він почав викладати математику у Віденському університеті. Він повернувся в Грац через три роки, у 1876 році, в той час його вже визнали в галузі науки в результаті серії опублікованих праць та різних досліджень.

Статистика Максвелла-Больцмана

Одним із найвидатніших досліджень того часу була статистика Максвелла-Больцмана, розроблена ним та Максвеллом у 1871 році.

Протягом 1894 року він повернувся до Віденського університету, щоб працювати професором теоретичної фізики. У той час Больцман змушений був взаємодіяти з Ернстом Махом, фізиком і філософом, з яким у Больцмана були глибокі розбіжності.

Стільки проблем було між цими двома вченими, що Больцман вирішив поїхати в Лейпциг, щоб не контактувати з Махом.

Ернст Мах залишив свою викладацьку роботу у Віденському університеті в 1901 році за станом здоров'я; тому Больцман повернувся в 1902 р. і не тільки знову отримав можливість викладання теоретичних занять фізикою, але і взяв кермо кафедри історії та філософії науки, предмета, який раніше викладав Мах.

Гіпотеза про атом

Після повернення до Віденського університету Больцман почав оприлюднювати свою підтримку гіпотезі про існування атома. Ця думка широко піддавалася критиці наукової спільноти; Серед найрішучіших критиків був Ернст Мах.

Постійна критика, яку він отримав за свою працю, вкрай несприятливо вплинув на Больцмана, який, за історичними записами, схоже, не мав спокійного характеру.

Швидше за все, Больцман, здається, був людиною інтенсивних і екстремальних реакцій, здатних виявити себе відвертим і симпатичним, а в інших випадках дуже інтровертованим і схильним до депресії.

Одним з найбільш критичних аспектів висловлювань Больцмана було те, що цей учений визначив, що другий закон термодинаміки, пов'язаний з ентропією, має по суті статистичний характер.

Цей факт означав, що різні сценарії можуть бути створені як наслідок коливань, що призведе до результатів, не передбачених цим законом.

Критики Больцмана зазначали, що не має сенсу пов'язувати статистичне поле із законами термодинаміки, оскільки вони вважали, що закони є абсолютними питаннями, і не можуть прийняти, що цей фундаментальний закон має змінну характеристику.

Смерть

Тиск внаслідок сильної і постійної критики Больцмана змусив його вирішити себе. У 1906 році він був у відпустці з родиною в містечку Дуїно, розташованому зовсім поруч із Трієстом.

Поки його дружина та діти були в морі, насолоджуючись відпусткою, Людвіг Больцманн повісився у літньому будинку.

Причини

Різні історики визначили, що причини його самогубства були тісно пов'язані з тим, що наукове співтовариство не визнало його дослідження правдивими.

Кажуть, що Больцман має чітку і чітку прихильність до істини. Частиною, що найбільше вплинуло на нього, було те, що він виявив правду про існування атома, і став свідком того, як суспільство свого часу не цінувало це відкриття, яке, на його думку, може бути важливим для нинішнього покоління та для багатьох майбутніх поколінь.

Той факт, що традиція мала важливіше значення в рамках суспільства, а не нововведення, що випливають з нових трансцендентальних для того часу понять, спричинило депресію Ботльцмана.

Інші історики зазначають, що причини смерті Больцмана включали й інші елементи, оскільки цей вчений мав певні риси, які вказували на нестабільність та неврівноваженість у багатьох його діях.

Незабаром після його смерті члени цього наукового співтовариства почали створювати докази, що підтверджують концепції, розроблені Больцманом, в той же час, що вони здобули йому наукове визнання за його внесок. Це сталося лише через два роки після помер Больцмана.

Саме дослідження хіміка-фізика Жана Перріна підтвердили вірогідність постійної Больцмана, названої на честь вченого, яка пов'язує енергію з абсолютною температурою. Цього було достатньо, щоб переконати наукове співтовариство у існуванні атомів.

Основні внески

Рівняння Больцмана

Найвідоміший внесок Людвіга Больцмана - це підхід до рівняння, яке носить його ім'я: Рівняння Больцмана. Спочатку це рівняння було запропоновано в 1870 році, а згодом зазнало певних зрушень.

Рівняння, засноване на поняттях атомів і молекул, визначало ймовірність знаходження молекул у заданому стані.

З подальшим розвитком рівняння стало корисним для обчислення потенційної рівноваги у видів іонів та для опису конформаційних змін біологічних молекул.

Статистична механіка

Деякі автори стверджують, що Больцман був першою людиною, яка справді застосувала статистику при вивченні газів.

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

За цей внесок Больцман визнаний багатьма батьком статистичної механіки.

Ця дисципліна дала можливість вивчити властивості макроскопічних матеріалів та предметів за властивостями їх атомів та молекул.

Ентропія та принцип Больцмана

Хоча поняття ентропії було введено Рудольфом Клаузієм у 1865 році, Больцман ввів поняття ентропії у повсякденне життя.

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

За цією концепцією Больцман сформулював рівняння для ентропії, відоме як принцип Больцмана.

Філософія науки

Внесок Больцмана в розвиток філософії науки також широко визнаний.

Багато його ідей у ​​цій галузі було зібрано в його тексті «Популярні твори», опублікованому в 1905 році.

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

Больцман твердо вірив, що філософія може допомогти науці не ставити марних питань. З цієї причини Больцман називав себе реалістом, хоча багато інших ототожнювали його як належність до матеріалістичної течії.

Список літератури

1. Браун ХР Теорема Н Мірвольда Уффінка Дж. Больцмана, її невдоволення та народження статистичної механіки. Дослідження історії та філософії сучасної фізики. 2009 р .; 40 (2): 174–191.
2. Дюбуа Дж. Уануноу Г. Рузер-Дюбуа Б. Рівняння Больцмана в молекулярній біології. Прогрес у біофізиці та молекулярній біології. 2009 р .; 99 (2): 87–93.
3. Фламм Д. Людвіг Больцман і його вплив на науку. Навчання історії та філософії науки. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Science AA Пам'ятник Людвігу Больцману. Наука, нові серії. 1932 р. 75 (1944).
5. Свендсен RH Замітки до історії статистичної механіки: Слова Больцмана. Physica A: Статистична механіка та її застосування. 2010 р .; 389 (15), 2898-2901.
6. Вільямс MMR Людвіг Больцман. Літописи ядерної енергії. 1977; 4 (4–5): 145–159.