Ludwig Boltzmann Biograafia ja panused

Ludwig Boltzmann (1844-1906) oli Austria teadlane, keda peeti statistilise mehaanika isaks. Tema panus teaduse valdkonnas oli mitu; Boltzmanni võrrand ja põhimõte, statistiline mehaanika või H-lause.

Oma panuse ja teerajaja ideede jaoks on tema perekonnanimi laialt tuntud mitte ainult teadusringkondades, vaid ka ühiskonnas üldiselt. Isegi tema auks on mitmed kunstiteosed ja mälestised, mis tähistavad nende panust.

Boltzmanni töö täiendas väga olulisi teadustöid, nagu näiteks Maxwelli tehtud tööd. Isegi tema panusel oli Albert Einsteini tööle suur mõju.

Boltzmanni teoseid arendati peamiselt füüsikas, kuid ta avaldas ka teistes valdkondades nagu bioteadused ja teaduse filosoofia..

Indeks

• 1 Biograafia
  • 1.1 Uuringud
  • 1.2 Õppetöö
  • 1.3 Maxwell-Boltzmanni statistika
  • 1.4 Hüpoteesid aatomi kohta
  • 1.5 Surm
• 2 Peamised panused
  • 2.1 Boltzmanni võrrand
  • 2.2 Statistiline mehaanika
  • 2.3 Entropia ja Boltzmanni põhimõte
  • 2.4 Teaduse filosoofia
• 3 Viited

Biograafia

Ludwig Boltzmann sündis 20. veebruaril 1844 Austrias Viini linnas. Sel ajal oli see piirkond Austria-Ungari impeeriumi osa. Ludwigi perekonda iseloomustas jõukus, mis võimaldas head haridust.

Lisaks oma perekonna pärandile oli Ludwigil ka vanaisa päris tagasihoidlik õnn; see aitas tal maksta oma õpingute eest ilma raskusteta.

15. eluaastal oli Ludwig isa orvuks, nii et vanaisa pärand oli veelgi kasulikum pärast isa kadumist noorel ajal.

Uuringud

Boltzmanni esimene koolitus oli Linzi linnas, Põhja-Austrias, kus pere oli liikunud. 

Ajaloolised andmed on näidanud, et alates lapsepõlvest iseloomustas Ludwig Boltzmann väga uudishimulikku, lisaks väga huvitatud õppimisest, suurte ambitsioonidega ja mõnikord rahutute ja murettekitavate hoiakutega.

Hiljem astus ta Viini ülikooli, kus sai õpetusi kuulsatest figuuridest, nagu füüsik Josef Stephan, matemaatik József Miksa Petzval ja füüsik ja matemaatik Andreas von Ettingshausen.

Ta lõpetas selle ülikooli 1866. aastal; Boltzmanni doktoritöö juhendaja oli just Josef Stephan, kellega ta hiljem töötas. See töö Stephaniga kestis 3 aastat, alates 1867. aastast kuni 1869. aastani, ja sel ajal keskendusid nad kuuma elemendi energiakadude analüüsimisele.

Õppetöö

Alates 1869. aastast pühendas Ludwig Boltzmann õpetust Grazi ülikoolis, mis on suuruselt teine ​​üliõpilasmaja Austrias. Selles ülikoolis õpetas ta teoreetilist füüsikat. Paralleelselt jätkas Boltzmann oma koolitust Berliini ja Heidelbergi Saksa linnades.

Boltzmann õpetas Grazi ülikoolis kuni aastani 1873, mil ta alustas Viini ülikooli matemaatika õpetamist. Ta naasis Grazisse kolm aastat hiljem, 1876. aastal, kui ta oli juba teaduse alal tunnustatud mitmete avaldatud teoste ja erinevate uurimuste tulemusena..

Maxwell-Boltzmanni statistika

Selle aja üks silmapaistvamaid uurimisi oli Maxwell-Boltzmanni statistika, mille töötas välja tema ja Maxwell aastal 1871.

1894. aastal naasis ta Viini ülikooli, et täita teoreetilise füüsika professor. Tol ajal oli Boltzmann sunnitud suhtlema Ernst Machi, füüsiku ja filosoofiga, kellega Boltzmannil olid sügavad erinevused.

Nii palju olid nende kahe teadlase vahelised probleemid, mida Boltzmann otsustas minna Leipzigisse, et vältida Machiga kokkupuudet..

Ernst Mach lahkus 1901. aastal Viini ülikoolis oma õpetustöö tervislikel põhjustel; seetõttu tagastas Boltzmann 1902. aastal ja mitte ainult ei saanud taas teoreetilise füüsika õpetamise võimalust, vaid võttis ka ajaloo ajaloo ja filosoofia juhataja, mis oli varem Machi poolt õpetatud, juhtmeid..

Hüpotees aatomi kohta

Pärast Viini ülikooli naasmist hakkas Boltzmann avaldama oma toetust aatomi olemasolu hüpoteesile. Seda arvamust kritiseeris teadusringkond; kõige tõsisemate kriitikute hulgas oli Ernst Mach.

Pidev kriitika, mida ta oma töö suhtes sai, põhjustas Boltzmannile väga ebasoodsat mõju, kes ei ole ajalooliste andmete kohaselt olnud rahulikku iseloomu.

Pigem näib Boltzmann olevat olnud intensiivsete ja äärmuslike reaktsioonide mees, kes suudab tõestada, et see on ekstrovertne ja sõbralik ning muul juhul väga introvertne ja kalduvus depressioonile.

Boltzmanni avalduste üheks kõige kriitilisemaks aspektiks oli see, et see teadlane leidis, et entropiaga seotud teine ​​termodünaamika seadus oli olemuselt statistiliselt iseloomulik..

See asjaolu tähendas, et võis tekkida võnkumiste tagajärjel tekkinud erinevad stsenaariumid, mis annaksid tulemuseks tulemusi, mida käesolevas seaduses ei olnud ette nähtud..

Boltzmanni kriitikud märkisid, et oli mõttetu ühendada statistiline valdkond termodünaamika seadustega, sest nad pidasid seadusi absoluutseteks küsimusteks ja ei saanud nõustuda, et sellel põhiõiguse seadusel on muutuvad omadused..

Surm

Boltzmannile tehtud tugeva ja pideva kriitika tulemusena tehtud surve pani ta otsustama oma elu võtta. Aastal 1906 puhkes ta koos oma perega Duino linnas, mis asub väga lähedal Triestele.

Kuigi tema abikaasa ja lapsed olid merel, nautisid pühade ajal Ludwig Boltzmann suvekodu.

Põhjused

Mitmed ajaloolased on kindlaks teinud, et tema enesetapu põhjused olid tihedalt seotud asjaoluga, et teadlaskond ei tunnistanud tema uurimisi tõeseks.

On öeldud, et Boltzmannil oli selge ja märgatav kohustus tõe vastu. Osa sellest, mida ta kõige rohkem mõjutas, oli asjaolu, et ta leidis tõe aatomi olemasolu kohta ja näitas, kuidas tema aja ühiskond ei väärtustanud seda avastust, mida ta eeldas, et see võib olla oluline praeguse põlvkonna ja paljude tulevaste põlvkondade jaoks..

Asjaolu, et traditsioon on ühiskonna raames tähtsam, selle asemel, et selle aja jooksul uutest transtsendentaalsetest kontseptsioonidest tulenevaid uuendusi, põhjustas Botlzmann depressiooni.

Teised ajaloolased näitavad, et ka Boltzmanni surma põhjused sisaldasid ka teisi elemente, kuna sellel teadlasel oli teatud omadusi, mis tähistasid paljudes tema tegevustes ebastabiilsust ja tasakaalustamatust.

Varsti pärast tema surma hakkasid selle teadusringkonna liikmed koguma tõendeid, mis kinnitasid Boltzmanni välja töötatud kontseptsioone, samal ajal kui nad panid ta oma panuse eest teadusliku tunnustuse. See juhtus vaid kaks aastat pärast Boltzmanni surma.

Just keemiku-füüsiku Jean Perrini uuringud kinnitasid teadlase poolt nime saanud Boltzmanni konstantsuse tõepärasust, mis seob energia absoluutse temperatuuriga. See oli piisav, et teadlaskond oleks veendunud aatomite olemasolus.

Peamised panused

Boltzmanni võrrand

Ludwigi Boltzmanni kõige tuntum panus on tema nime kandva võrrandi lähenemine: Boltzmanni võrrand. See võrrand tegi algselt ettepaneku selle kohta 1870. aastal ja seejärel mõningaid arenguid.

Võrrand, mis põhineb aatomite ja molekulide mõistetel, määras tõenäosuse leida molekulid antud olekus.

Järgnevate arengute korral oli võrrand kasulik iooniliikide võimaliku tasakaalu arvutamiseks ja bioloogiliste molekulide konformatsiooniliste muutuste kirjeldamiseks.

Statistiline mehaanika

Mõned autorid väidavad, et Boltzmann oli esimene isik, kes tõepoolest gaaside uurimisel statistikat kasutas.

Tänu sellele arvavad nad, et kineetilise teooria uuringud olid statistilise mehaanika uuringud.

Selle panuse jaoks tunnustavad paljud Boltzmanni statistilise mehaanika isana.

See distsipliin on võimaldanud uurida materjalide omadusi ja makroskoopilisi objekte nende aatomite ja molekulide omadustest.

Entropy ja Boltzmanni põhimõte

Ehkki entroopia kontseptsiooni oli Rudolf Clausius kasutusele võtnud 1865. aastal, võttis Boltzmann igapäevases elus ette entropia mõiste..

1877. aastal teatas Boltzmann, et entroopia on füüsilise süsteemi seisundi häire mõõde.

Selle kontseptsiooni kohaselt koostas Boltzmann entropia võrrandi, mida nimetatakse Boltzmanni põhimõtteks.

Teaduse filosoofia

Boltzmanni panus teaduse filosoofia arendamisse on samuti laialdaselt tunnustatud. 

Paljud tema ideed selles valdkonnas koguti 1905. aastal avaldatud tekstis "Populaarsed kirjutised".

Boltzmann käsitles teaduse filosoofilisi teemasid väga erinevalt. Nende seas arutas ta selliseid mõisteid nagu realism ja idealism. Ma kritiseerisin ka tuntud filosoofe nagu Kant ja Hegel.

Boltzmann uskus kindlalt, et filosoofia aitab teadusel mitte küsida kasutuid küsimusi. Sel põhjusel nimetas Boltzmann ennast realistiks, ehkki paljud teised tunnistasid teda kuuluvaks materialistlikule voolule.

Viited

1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmanni H-teoreem, selle rahulolematus ja statistilise mehaanika sünnitus. Uuringud kaasaegse füüsika ajaloost ja filosoofiast. 2009; 40(2): 174-191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmanni võrrand molekulaarbioloogias. Biofüüsika ja molekulaarbioloogia edusammud. 2009; 99(2): 87-93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann ja tema mõju teadusele. Teaduse ajaloo ja filosoofia uuringud. 1983; 14(4): 255-278.
4. Teadus A. A. Ludwig Boltzmanni monument. Teadus, uus seeria. 1932 75(1944).
5. Swendsen R. H. joonealused märkused statistilise mehaanika ajaloost: Boltzmanni sõnades. Physica A: statistiline mehaanika ja selle rakendused. 2010; 389(15), 2898-2901.
6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Tuumaenergia Annals. 1977; 4(4-5): 145-159.