Ludwig Boltzmann Biografi og Bidrag



Ludwig Boltzmann (1844-1906) var en østrigsk videnskabsmand betragtet som fader til statistisk mekanik. Hans bidrag inden for videnskaben var flere; Boltzmann-ligningen og -princippet, statistisk mekanik eller H-sætningen.

For hans bidrag og banebrydende ideer er hans efternavn kendt, ikke kun blandt det videnskabelige samfund, men også af samfundet generelt. Selv til hans ære er der flere kunstneriske værker og monumenter, der fejrer deres bidrag.

Boltzmanns arbejde supplerede videnskabelige værker af stor betydning, som dem, der blev lavet af Maxwell. Selv havde hans bidrag stor indflydelse på Albert Einsteins arbejde.

Boltzmanns værker blev primært udviklet i fysik, men han udgav også værker relateret til andre områder som biovidenskab og videnskabsfilosofi.

indeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 studier
    • 1.2 Undervisningsfase
    • 1.3 Maxwell-Boltzmann Statistik
    • 1.4 Hypoteser om atomet
    • 1,5 død
  • 2 Hovedbidrag
    • 2.1 Boltzmann ligningen
    • 2.2 Statistisk mekanik
    • 2.3 Entropi og Boltzmann-princippet
    • 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 østro-ungarske imperium. Ludvigs familie var præget af at være velhavende, hvilket fik mulighed for at få en god uddannelse.

Udover familien af ​​hans familie havde Ludwig også en beskeden formue arvet fra sin bedstefar; dette hjalp ham til at betale for sine studier uden at have nogen problemer.

Ved alder 15 var Ludwig forældreløs som far, så bedstefars arv var endnu mere nyttig efter at have mistet sin far i en ung alder.

undersøgelser

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

Historiske optegnelser har været i stand til at påvise, at Ludwig Boltzmann siden barndommen var karakteriseret ved 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 kom han ind i 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 tog eksamen fra dette universitet i 1866; Boltzmanns doktorsafhandling var bare Josef Stephan, med hvem han senere arbejdede. Dette arbejde med Stephan varede 3 år, fra 1867 til 1869, og på det tidspunkt fokuserede de på at analysere energitabet oplevet af varme elementer.

Undervisningsfasen

Fra 1869 dedikerede Ludwig Boltzmann sig til undervisning ved universitetet i Graz, det næststørste studiehus i Østrig. På dette universitet lærte han teoretisk fysik. Parallelt med dette fortsatte Boltzmann sin træning i de tyske byer Berlin og Heidelberg.

Boltzmann lærte 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, da han allerede var anerkendt inden for videnskabsområdet som følge af en række udgivne værker og forskellig forskning.

Statistikker for Maxwell-Boltzmann

En af de mest fremragende undersøgelser af den tid var statistikken over Maxwell-Boltzmann, udviklet af han og Maxwell i år 1871.

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

Så mange var de problemer, der eksisterede mellem disse to forskere, at Boltzmann besluttede at gå 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 returnerede Boltzmann i 1902 og fik ikke kun mulighed for at undervise teoretisk fysik igen, men tog også tøjene til historiens og videnskabens filosofi, et emne, der tidligere blev undervist af Mach..

Hypoteser om atomet

Efter sin tilbagevenden til universitetet i Wien begyndte Boltzmann at offentliggøre sin støtte til hypotesen om atomets eksistens. Denne overvejelse blev kritiseret af det videnskabelige samfund; blandt de mest berolige kritikere var Ernst Mach.

Den konstante kritik, han modtog i hans arbejde, gav Boltzmann en meget ugunstig indflydelse, som ifølge historiske optegnelser ikke synes at have haft en rolig karakter.

I stedet synes Boltzmann at have været en mand med intense og ekstreme reaktioner, der er i stand til at demonstrere at være udadvendt og venlig og i andre lejligheder meget indadvendt og med tendens til depressionen.

Et af de mest kritiserede aspekter af Boltzmanns udtalelser var, at denne forsker fastslog, at den anden lov i termodynamikken, der var relateret til entropi, var væsentlig statistisk karakter..

Denne omstændighed indebar, at forskellige scenarier genereret som følge af svingninger kunne genereres, hvilket ville give anledning til resultater, der ikke var forudset i denne lov..

Boltzmanns kritikere anførte, at det var meningsløst at forbinde det statistiske domæne med termodynamikloven, da de betragtede lovene som absolutte spørgsmål og ikke kunne acceptere, at denne grundlæggende retslov havde variable karakteristika..

død

Trykket som følge af den stærke og konstante kritik til Boltzmann fik ham til at beslutte at tage sit eget 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 nød ferie, hængte Ludwig Boltzmann sig i sommerhuset.

årsager

Flere historikere har fastslået, at årsagerne til hans selvmord var tæt knyttet til det faktum, at det videnskabelige samfund ikke anerkendte hans undersøgelser som sandt.

Det siges, at Boltzmann havde et klart og markant engagement i sandheden. En del af det, der var mest berørt af ham, var, at han havde stået over en sandhed om atomets eksistens og vidne til, hvordan tidens samfund ikke gavner denne opdagelse, som han forventede kunne være afgørende for den nuværende generation og for mange fremtidige generationer..

Den omstændighed, at traditionen var vigtigere inden for rammerne af et samfund, i stedet for innovationerne afledt af nye transcendentale begreber 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 funktioner, der betegner ustabilitet og ubalance i mange af hans handlinger.

Kort tid efter hans død begyndte medlemmerne af dette videnskabelige samfund at generere beviser, der bekræftede de begreber, Boltzmann udviklede, samtidig med at de gjorde ham værdig til videnskabelig anerkendelse af hans bidrag. Dette skete kun to år efter, at Boltzmann døde.

Det var specifikt undersøgelserne fra kemistfysikeren Jean Perrin, der bekræftede Boltzmann-konstantens ægthed, opkaldt efter forskeren, der forbinder energi med absolut temperatur. Dette var nok for det videnskabelige samfund at være overbevist om eksistensen af ​​atomer.

Hovedbidrag

Boltzmann ligningen

Ludwig Boltzmanns mest anerkendte bidrag er tilgangen til ligningen, der bærer hans navn: The Boltzmann-ligningen. Denne ligning foreslog det oprindeligt i 1870 og efterfølgende lidt nogle udviklinger.

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

Med efterfølgende udvikling blev ligningen nyttig til beregning af den potentielle balance i ionarter og til beskrivelse af konformationelle ændringer af biologiske molekyler.

Statistisk mekanik

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

Takket være det mener de, at studier af kinetisk teori tilfældigvis er studier af statistisk mekanik.

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

Denne disciplin har tilladt at studere egenskaberne af materialer og makroskopiske genstande fra egenskaberne af deres atomer og molekyler.

Entropi og Boltzmann-princippet

Selvom begrebet entropi var blevet introduceret af Rudolf Clausius i 1865, tog Boltzmann begrebet entropi i det daglige liv.

I 1877 indikerede Boltzmann, at entropi er et mål for tilstanden i et fysisk system.

Under dette begreb formulerede Boltzmann en ligning for entropi kendt som Boltzmann-princippet.

Videnskabsfilosofi

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

Mange af hans ideer på dette område blev samlet i sin tekst "Popular Writings" udgivet i 1905.

Boltzmann behandlede filosofiske fag inden for videnskab meget varieret. Blandt dem diskuterede han udtryk som realisme og idealisme. Jeg kritiserede også berømte filosofer som Kant og Hegel.

Boltzmann troede fast, at filosofien kunne hjælpe videnskaben med ikke at stille ubrugelige spørgsmål. Af denne grund henviste Boltzmann sig til en realist, selv om 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 moderne fysikens historie og filosofi. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmann-ligningen i molekylærbiologi. Fremskridt i biofysik og molekylærbiologi. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann og hans indflydelse på videnskaben. Studier i historie og videnskabsfilosofi. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Videnskab A. A. Et monument til Ludwig Boltzmann. Science, New Series. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Fodnoter til historien om statistisk mekanik: I Boltzmanns ord. Physica A: Statistisk Mekanik og dens applikationer. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M.R. Ludwig Boltzmann. Annoncer af nuklear energi. 1977; 4(4-5): 145-159.