LIUDVIKAS BOLTZMANNAS: BIOGRAFIJA IR INDĖLIAI - MOKSLAS - 2025

Liudvikas Boltzmannas (1844–1906) buvo austrų mokslininkas, laikomas statistinės mechanikos tėvu. Jo indėlis mokslo srityje buvo įvairus; Boltzmanno lygtis ir principas, statistinė mechanika arba H.

Dėl savo indėlių ir novatoriškų idėjų jo pavardė yra plačiai žinoma ne tik mokslo, bet ir visos visuomenės tarpe. Jo garbei yra net keli meno kūriniai ir paminklai, švenčiantys jo indėlį.

Mokslininko Ludwigo Boltzmanno portretas

Boltzmanno darbai papildė labai svarbų mokslinį darbą, tokį, kokį atliko Maxwellas. Jų indėlis net turėjo didelę įtaką Alberto Einšteino atliktam darbui.

Boltzmanno darbai daugiausia buvo kuriami fizikos srityje, tačiau jis taip pat publikavo darbus, susijusius su kitomis sritimis, tokiomis kaip gyvybės mokslai ir mokslo filosofija.

Biografija

Ludwigas Boltzmannas gimė 1844 m. Vasario 20 d. Austrijoje, Vienos mieste. Tuo metu ši sritis buvo Austrijos-Vengrijos imperijos dalis. Liudviko šeima pasižymėjo turtingumu, o tai leido jam turėti gerą išsilavinimą.

Be savo šeimos turto, Liudvikas taip pat turėjo kuklią turtą, paveldėtą iš savo senelio; Tai padėjo jam susimokėti už studijas be jokių sunkumų.

15 metų Liudvikas liko našlaičiu, todėl šis palikimas iš senelio jam tarnavo dar labiau, kai jauname amžiuje liko be tėvo.

Studijos

Pirmieji Boltzmanno mokymai vyko Linco mieste, šiaurės Austrijoje, kur šeima persikėlė.

Istoriniai įrašai sugebėjo parodyti, kad nuo vaikystės Liudvikui Boltzmannui buvo būdingas nepaprastai smalsus, be to, labai įdomus mokymasis, didelis užmojis ir kartais neramus bei nerimastingas požiūris.

Vėliau įstojo į Vienos universitetą, kur mokė žymių veikėjų, tokių kaip fizikas Josefas Stephanas, matematikas Józsefas Miksa Petzvalis ir fizikas bei matematikas Andreasas von Ettingshausenas.

Jis baigė šį universitetą 1866 m. Boltzmanno daktaro disertacijos dėstytojas buvo būtent 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 karštųjų elementų patiriamų energijos nuostolių analizei.

Mokymo etapas

Nuo 1869 m. Liudvikas Boltzmannas paskyrė dėstymą Graco universitete, antrame pagal dydį Austrijos universitete. Tame universitete jis vedė teorinės fizikos pamokas. Tuo pat metu Boltzmannas tęsė mokymus Vokietijos miestuose Berlyne ir Heidelberge.

Boltzmannas dėstė Graco universitete iki 1873 m., Tais metais, kai jis pradėjo dėstyti matematiką Vienos universitete. Į Gracą jis grįžo po trejų metų, 1876 m., Tuo metu jis jau buvo pripažintas mokslo srityje dėl paskelbtų darbų serijos ir įvairių tyrimų.

Maksvelo-Boltzmanno statistika

Vienas ryškiausių to meto tyrimų buvo jo ir Maksvelo 1871 m. Parengta Maksvelo-Boltzmanno statistika.

1894 m. Jis grįžo į Vienos universitetą dirbti teorinės fizikos profesoriumi. Tuo metu Boltzmannas buvo priverstas bendrauti su fiziku ir filosofu Ernstu Machu, su kuriuo Boltzmannas turėjo didelių skirtumų.

Tarp šių dviejų mokslininkų egzistavusių problemų buvo tiek daug, kad Boltzmannas nusprendė vykti į Leipcigą, kad išvengtų kontakto su Machu.

Ernstas Machas dėl sveikatos priežasčių 1901 m. Paliko dėstymo darbą Vienos universitete; todėl Boltzmannas grįžo 1902 m. ir ne tik vėl įgijo galimybę dėstyti teorinius fizikos užsiėmimus, bet ir perėmė istorijos ir mokslo filosofijos kėdžių, dalyko, kurį anksčiau mokė Machas, vadeles.

Hipotezė apie atomą

Grįžęs į Vienos universitetą, Boltzmannas ėmė viešai skelbti savo palaikymą atomo egzistavimo hipotezei. Šis požiūris buvo plačiai kritikuojamas mokslo bendruomenės; Tarp įsitvirtinusių kritikų buvo Ernstas Machas.

Nuolatinė kritika, kurią jis gavo už savo darbą, turėjo labai neigiamą poveikį Boltzmannui, kuris, remiantis istoriniais įrašais, atrodo, neturėjo ramaus charakterio.

Greičiau atrodo, kad Boltzmannas buvo intensyvių ir ekstremalių reakcijų žmogus, sugebėjęs įrodyti, kad yra pasitraukęs ir užjaučiantis, o kitomis progomis - labai intravertiškas ir linkęs į depresiją.

Vienas kritikuojamų Boltzmanno teiginių aspektų buvo tas, kad šis mokslininkas nustatė, kad antrasis termodinamikos dėsnis, susijęs su entropija, iš esmės yra statistinio pobūdžio.

Šis faktas suponavo, kad dėl virpesių gali būti sugeneruoti įvairūs scenarijai, kurie duotų rezultatų, kurie nebuvo numatyti šiame įstatyme.

Boltzmanno kritikai nurodė, kad nėra prasmės susieti statistikos lauko su termodinamikos dėsniais, nes jie manė, kad įstatymai yra absoliutūs klausimai, ir negalėjo sutikti, kad šis pagrindinis įstatymas pasižymi kintamomis savybėmis.

Mirtis

Dėl stiprios ir nuolatinės Boltzmanno kritikos spaudimas privertė jį apsispręsti pačiam. 1906 m. Jis atostogavo su šeima Duino mieste, esančiame netoli Triesto.

Kol žmona ir vaikai buvo prie jūros, mėgaudamiesi atostogomis, Liudvikas Boltzmannas pakabino save vasaros namuose.

Priežastys

Įvairūs istorikai nustatė, kad jo savižudybės priežastys buvo glaudžiai susijusios su tuo, kad mokslo bendruomenė nepripažino jo tyrimų tiesa.

Sakoma, kad Boltzmannas aiškiai ir ryžtingai įsipareigoja tiesai. Dalis to, kas jį paveikė labiausiai, buvo tai, kad jis atrado tiesą apie atomo egzistavimą ir buvo liudininkas, kaip jo meto visuomenė nevertino šio atradimo, kuris, jo manymu, galėjo būti esminis dabartinei kartai ir daugeliui ateities kartų.

Tai, kad tradicija buvo svarbesnė visuomenės struktūroje, o ne naujovės, išplaukiančios iš to meto transcendentalių naujų koncepcijų, sukėlė Botlzmanno depresiją.

Kiti istorikai nurodo, kad Boltzmanno mirties priežastys apėmė ir kitus elementus, nes šis mokslininkas turėjo tam tikrų bruožų, reiškiančių nestabilumą ir disbalansą daugelyje jo veiksmų.

Netrukus po jo mirties šios mokslinės bendruomenės nariai ėmė rinkti įrodymus, patvirtinančius Boltzmanno sukurtas koncepcijas, tuo pačiu sulaukdami jam mokslinio pripažinimo už jo indėlį. Tai įvyko praėjus vos dvejiems metams po Boltzmanno mirties.

Būtent chemiko-fiziko Jeano Perrino tyrimai patvirtino mokslininko vardu pavadintos Boltzmanno konstantos, siejančios energiją su absoliučia temperatūra, tikrumą. To pakako įtikinti mokslo bendruomenę apie atomų egzistavimą.

Pagrindiniai įnašai

Boltzmanno lygtis

Liudviko Boltzmanno indėlis yra požiūris į lygtį, kuri yra jo vardu: Boltzmanno lygtis. Iš pradžių ši lygtis buvo pasiūlyta 1870 m., Vėliau ji buvo šiek tiek patobulinta.

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

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

Statistinė mechanika

Kai kurie autoriai teigia, kad Boltzmannas buvo pirmasis asmuo, kuris iš tikrųjų pritaikė statistiką tirdamas dujas.

Dėl šios priežasties jie mano, kad kinetinės teorijos studijos tapo statistinės mechanikos studijomis.

Už šį indėlį Boltzmannas yra daugelio pripažintas statistinės mechanikos tėvu.

Ši disciplina leido ištirti makroskopinių medžiagų ir objektų savybes pagal jų atomų ir molekulių savybes.

Entropija ir Boltzmanno principas

Nors entropijos sąvoką 1865 m. Įvedė Rudolfas Clausius, Boltzmanas entropijos sąvoką įtraukė į kasdienį gyvenimą.

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

Remdamasis šia koncepcija, Boltzmannas suformulavo entropijos lygtį, žinomą kaip Boltzmanno principas.

Mokslo filosofija

Taip pat plačiai pripažįstamas Boltzmanno indėlis į mokslo filosofijos plėtrą.

Daugybė jo šios srities idėjų buvo surinkta 1905 m. Išleistame jo tekste „Populiarūs raštai“.

Boltzmannas nagrinėjo labai įvairias filosofines mokslo temas. Tarp jų jis aptarė tokias sąvokas kaip realizmas ir idealizmas. Taip pat kritikuoju tokius garsius filosofus kaip Kantas ir Hegelis.

Boltzmannas tvirtai tikėjo, kad filosofija gali padėti mokslui neužduoti nenaudingų klausimų. Dėl šios priežasties Boltzmannas save vadino realistu, nors daugelis kitų jį apibūdino kaip priklausantį materialistinei srovei.

Nuorodos

1. Rudasis HR Myrvoldo W. Uffinko J. Boltzmanno H-teorema, jos dispozicija ir statistinės mechanikos atsiradimas. Šiuolaikinės fizikos istorijos ir filosofijos studijos. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmanno lygtis molekulinėje biologijoje. Biofizikos ir molekulinės biologijos pažanga. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Flammas D. Ludwigas Boltzmannas ir jo įtaka mokslui. Istorijos ir mokslo filosofijos studijos. 1983; 14 (4): 255–278.
4. „Science AA“ paminklas Liudvikui Boltzmannui. Mokslas, nauja serija. 1932 m. 75 (1944 m.).
5. Swendsen RH Statistinės mechanikos istorijos išnašos: Boltzmanno žodžiais. „Physica A“: statistinė mechanika ir jos taikymai. 2010; 389 (15), 2898–2901.
6. „Williams MMR“ Ludwigas Boltzmannas. Branduolinės energijos metraščiai. 1977; 4 (4–5): 145–159.