Ludwig Boltzmann Biografija ir įnašai

Ludwig Boltzmann (1844-1906) buvo Austrijos mokslininkas, laikomas statistikos mechanikos tėvu. Jo indėlis mokslo srityje buvo keli; Boltzmanno lygtis ir principas, statistikos mechanika arba H teorema.

Savo įnašams ir novatoriškoms idėjoms, jo pavardė yra plačiai žinoma ne tik tarp mokslo bendruomenės, bet ir visos visuomenės. Net ir jo garbei yra keletas meno kūrinių ir paminklų, kurie švenčia savo indėlį.

Boltzmanno darbai papildė labai svarbius mokslinius darbus, pvz., „Maxwell“ atliktus darbus. Net ir jo indėlis turėjo didelę įtaką Albert Einstein darbui.

Boltzmanno darbai daugiausia buvo sukurti fizikoje, tačiau taip pat paskelbė darbus, susijusius su kitomis sritimis, pvz., Gyvosios gamtos mokslais ir mokslo filosofija..

Indeksas

• 1 Biografija
  • 1.1 Tyrimai
  • 1.2 Mokymo etapas
  • 1.3 Maxwell-Boltzmann statistika
  • 1.4 Hipotezės apie atomą
  • 1.5 Mirtis
• 2 Pagrindiniai įnašai
  • 2.1 Boltzmanno lygtis
  • 2.2 Statistikos mechanizmas
  • 2.3. Entropijos ir Boltzmanno principas
  • 2.4 Mokslo filosofija
• 3 Nuorodos

Biografija

Liudvikas Boltzmannas gimė 1844 m. Vasario 20 d. Austrijoje, Vienos mieste. Tuo metu ši sritis buvo Austrijos ir Vengrijos imperijos dalis. Liudviko šeimai būdingas turtingumas, kuris leido turėti gerą išsilavinimą.

Be savo šeimos paveldo, Liudvikas taip pat turėjo nedidelį likimą, paveldėtą iš jo senelio; tai padėjo jam mokėti už studijas be jokių sunkumų.

15 metų amžiaus Liudvikas buvo našlaičiu kaip tėvu, todėl senelio paveldas buvo dar naudingesnis netekus tėvo jaunystėje.

Tyrimai

Pirmasis Boltzmann mokymas vyko Linco mieste, šiaurės Austrijoje, kur šeima persikėlė. 

Istoriniai įrašai galėjo įrodyti, kad nuo vaikystės Ludwig Boltzmann buvo būdingas labai įdomus, be to, jis labai domisi mokymusi, su dideliais siekiais ir kartais neramiais ir nerimą keliančiais požiūriais.

Vėliau jis įstojo į Vienos universitetą, kur gavo mokymų iš puikių figūrų, tokių kaip fizikas Josef Stephan, matematikas József Miksa Petzval ir fizikas bei matematikas Andreas von Ettingshausen.

1866 m. Baigė šį universitetą; Boltzmanno daktaro disertacijos vadovas buvo tik Josefas Stephanas, su kuriuo vėliau dirbo. Šis darbas su Stephanu truko 3 metus, nuo 1867 iki 1869 m., Ir tuo metu jie daugiausia dėmesio skyrė karštų elementų energijos nuostolių analizei..

Mokymo etapas

Nuo 1869 m. Ludwigas Boltzmannas mokėsi dėstyti Graco universitete, antrame pagal dydį studentų namuose Austrijoje. Tame universitete jis dėstė teorinę fiziką. Tuo pačiu metu Boltzmannas tęsė mokymus Vokietijos ir Berlyno miestuose bei Heidelberge.

Boltzmannas dėstė Graco universitete iki 1873 m., Kai jis pradėjo mokyti matematiką Vienos universitete. Praėjus trejiems metams, 1876 m., Grįžo į Gracą, kai jis jau buvo pripažintas mokslo srityje dėl kelių publikacijų ir įvairių tyrimų..

Maxwell-Boltzmann statistika

Vienas iš didžiausių to laiko tyrinėjimų buvo Maxwell-Boltzmann statistika, kurią sukūrė jis ir Maxwellas 1871 m..

1894 m. Grįžo į Vienos universitetą, kad jis atliktų teorinės fizikos profesorių. Tuo metu Boltzmannas buvo priverstas bendrauti su fiziku ir filosofu Ernstu Machu, su kuriuo Boltzmannas turėjo didelius skirtumus.

Tiek daug buvo problemų, kurios egzistavo tarp šių dviejų mokslininkų, kad Boltzmannas nusprendė eiti į Leipcigą, kad išvengtų kontakto su Machu.

Ernst Machas dėl sveikatos priežasčių 1901 m. Paliko Vienos universitete dėstomą darbą; todėl Boltzmannas sugrįžo 1902 m. ir ne tik vėl įgijo teorinės fizikos mokymo galimybę, bet ir ėmėsi mokslo istorijos ir filosofijos kėdės, anksčiau Macho dėstytojo, valdymo..

Hipotezė apie atomą

Grįžęs į Vienos universitetą, Boltzmannas pradėjo viešai skelbti jo palaikymą apie atomo egzistavimą. Šį svarstymą kritikavo mokslo bendruomenė; vienas iš tvirtiausių kritikų buvo Ernst Mach.

Nuolatinė kritika, kurią jis gavo savo darbui, padarė labai nepalankų poveikį Boltzmannui, kuris, pasak istorinių įrašų, neturėjo ramybės.

Atrodo, kad Boltzmannas buvo intensyvių ir ekstremalių reakcijų žmogus, galintis įrodyti, kad yra ekstravertas ir draugiškas, o kitais atvejais labai intravertiškas ir linkęs į depresiją..

Vienas iš kritiškiausių Boltzmanno teiginių buvo tas, kad šis mokslininkas nustatė, kad antrasis termodinamikos įstatymas, susijęs su entropija, iš esmės buvo statistinis..

Šis faktas reiškė, kad gali atsirasti skirtingi scenarijai, atsirandantys dėl virpesių, o tai sukeltų rezultatų, kurie nebuvo numatyti šiame įstatyme..

Boltzmanno kritikai nurodė, kad buvo beprasmiška susieti statistinę sritį su termodinamikos įstatymais, nes jie laikė įstatymus absoliučiais klausimais ir negalėjo sutikti, kad šis pagrindinio pobūdžio įstatymas turi kintančių savybių..

Mirtis

Spaudimas dėl stiprios ir nuolatinės Boltzmanno kritikos privertė jį priimti savo gyvenimą. 1906 m. Atostogavo su savo šeima Duino mieste, esančiame netoli Triesto.

Nors jo žmona ir vaikai buvo jūroje, mėgaudamiesi švenčių dienomis, Ludwigas Boltzmannas pakabino save vasarnamyje.

Priežastys

Keletas istorikų nustatė, kad jo savižudybės priežastys buvo glaudžiai susijusios su tuo, kad mokslinė bendruomenė nepripažino jo tyrimų kaip tiesa.

Sakoma, kad Boltzmannas turėjo aiškų ir akivaizdų įsipareigojimą dėl tiesos. Dalis to, ką jis labiausiai paveikė, buvo tai, kad susidūrė su tiesa apie atomo egzistavimą, ir liudija, kaip jo laiko visuomenė nepavertė šio atradimo, kuris, jo manymu, galėtų būti esminis dabartinei kartai ir daugeliui ateities kartų..

Faktas, kad tradicija buvo svarbesnė visuomenėje, o ne naujovės, gautos iš naujųjų transcendentinių sąvokų, sukėlė Botlzmanną depresiją..

Kiti istorikai nurodo, kad Boltzmanno mirties priežastys taip pat apėmė kitus elementus, nes šis mokslininkas turėjo tam tikrų savybių, kurios daugelyje jo veiksmų parodė nestabilumą ir disbalansą..

Netrukus po jo mirties šios mokslinės bendruomenės nariai pradėjo rengti įrodymus, patvirtinančius Boltzmanno sukurtas koncepcijas, tuo pačiu metu už tai, kad jam buvo naudingas mokslinis pripažinimas už savo indėlį. Tai įvyko vos dvejus metus po to, kai mirė Boltzmannas.

Būtent chemiko-fiziko Jeano Perrino tyrimai patvirtino mokslininko, kuris susieja energiją su absoliučia temperatūra, vardo Boltzmann pastovumo tikrumą. Tai buvo pakankamai, kad mokslo bendruomenė būtų įsitikinusi, jog yra atomų.

Pagrindiniai įnašai

Boltzmanno lygtis

Labiausiai pripažintas Ludwigo Boltzmanno įnašas yra lygtys, kurios pavadinimas yra jo pavadinimas: Boltzmanno lygtis. Ši lygtis iš pradžių pasiūlė jį 1870 m. Ir vėliau patyrė tam tikrus pokyčius.

Lygtis, pagrįsta atomų ir molekulių sąvokomis, apibrėžė tikimybę rasti molekules tam tikroje būsenoje.

Vėlesniais pokyčiais lygtis tapo naudinga apskaičiuojant galimą jonų rūšių balansą ir apibūdinant biologinių molekulių konformacinius pokyčius.

Statistikos mechanika

Kai kurie autoriai teigia, kad Boltzmannas buvo pirmasis asmuo, kuris iš tikrųjų taikė statistiką dujų tyrimams.

Jo dėka jie mano, kad kinetinės teorijos tyrimai buvo statistikos mechanikos tyrimai.

Šiam indėliui Boltzmanną daugelis pripažįsta kaip statistikos mechanikos tėvą.

Ši disciplina leido ištirti medžiagų savybes ir makroskopinius objektus iš jų atomų ir molekulių savybių.

Entropijos ir Boltzmanno principas

Nors entropijos sampratą 1865 m. Įvedė Rudolfas Clausiusas, Boltzmannas įžvelgė entropijos sąvoką kasdieniame gyvenime.

1877 m. Boltzmannas nurodė, kad entropija yra fizinės sistemos būklės sutrikimo matas.

Pagal šią koncepciją Boltzmannas formulavo entropijos lygtį, vadinamą Boltzmanno principu.

Mokslo filosofija

Boltzmanno indėlis į mokslo filosofijos plėtrą taip pat plačiai pripažįstamas. 

Daugelis jo idėjų šioje srityje buvo surinkti 1905 m. Paskelbtame tekste „Populiarių rašinių“.

Boltzmannas filosofinius mokslo dalykus gydė labai įvairiai. Tarp jų aptarė tokius terminus kaip realizmas ir idealizmas. Aš taip pat kritikavau žinomus filosofus, tokius kaip Kantas ir Hegelas.

Boltzmannas tvirtai tikėjo, kad filosofija gali padėti moksliui neprašyti nenaudingų klausimų. Dėl šios priežasties Boltzmannas save paminėjo kaip realistą, nors daugelis kitų jį pripažino priklausančiais materialistinei srovei.

Nuorodos

1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmann'o H-teorema, jos nepasitenkinimas ir statistikos mechanikos gimimas. Moderniosios fizikos istorijos ir filosofijos studijos. 2009 m. 40(2): 174-191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmanno lygtis molekulinėje biologijoje. Biofizikos ir molekulinės biologijos pažanga. 2009 m. 99(2): 87-93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann ir jo įtaka mokslams. Mokslo istorijos ir filosofijos studijos. 1983; 14(4): 255-278.
4. Mokslas A. A. Paminklas Ludwigui Boltzmannui. Mokslas, nauja serija. 1932 m 75(1944).
5. Swendsen R. H. Statistinės mechanikos istorijos išnašos: Boltzmanno žodžiais. Physica A: statistinė mechanika ir jos taikymas. 2010 m. 389(15), 2898-2901.
6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Branduolinės energijos Annals. 1977 m. 4(4-5): 145-159.