Лудвиг Болцман Биография и приноси



Лудвиг Болцман (1844-1906) е австрийски учен, считан за баща на статистическата механика. Неговият принос в областта на науката беше няколко; уравнение и принцип на Болцман, статистическа механика или теорема Н.

За неговите приноси и пионерски идеи, фамилията му е широко известна не само сред научната общност, но и от обществото като цяло. Дори в негова чест има няколко художествени творби и паметници, които празнуват техния принос.

Работата на Болцман допълва научните творби от голямо значение, като тези на Максуел. Дори неговият принос имаше голямо влияние върху работата на Алберт Айнщайн.

Творбите на Болцман се развиват главно във физиката, но той публикува и творби, свързани с други области като науките за живота и философията на науката..

индекс

  • 1 Биография
    • 1.1 Проучвания
    • 1.2
    • 1.3 Статистика на Максуел-Болцман
    • 1.4 Хипотези за атома
    • 1.5 Смърт
  • 2 Основни вноски
    • 2.1 Уравнението на Болцман
    • 2.2 Статистическа механика
    • 2.3 Ентропия и принцип на Болцман
    • 2.4 Философия на науката
  • 3 Препратки

биография

Лудвиг Болцман е роден на 20 февруари 1844 г. в Австрия, във Виена. По това време тази област е част от Австро-Унгарската империя. Семейството на Лудвиг се характеризира с това, че е богат, което позволява да има възможност за добро образование.

Освен наследството на семейството си, Лудвиг също имаше скромно състояние, наследено от дядо му; това му помогна да плати за обучението си, без да има никакви трудности.

На 15-годишна възраст Лудвиг е осиротял като баща, така че наследството на дядото е още по-полезно, след като е загубил баща си в ранна възраст..

проучвания

Първото обучение на Болцман е в град Линц, в северна Австрия, където семейството се е преместило. 

Историческите записи са успели да докажат, че от детството си Лудвиг Болцман се характеризираше с изключително любопитство, в допълнение към това, че се интересува много от ученето, с голяма амбиция и понякога с неспокойни и тревожни нагласи..

По-късно той постъпва във Виенския университет, където получава учения от знаменити фигури като физика Йозеф Стефан, математик Йозеф Микса Петцвал и физик и математик Андреас фон Еттингсхаузен..

Завършва този университет през 1866 г .; Учителят на докторската дисертация на Болцман беше само Йозеф Стефан, с когото впоследствие работи. Тази работа със Стефан е продължила 3 ​​години, от 1867 до 1869 г., и по това време те са фокусирани върху анализа на енергийните загуби, изпитвани от горещи елементи.

Учебен етап

От 1869 г. Лудвиг Болцман се посвещава на преподаването в университета в Грац, втората по големина студентска къща в Австрия. В този университет той преподава теоретична физика. Успоредно с това Болцман продължава обучението си в германските градове Берлин и Хайделберг.

Болцман преподава в университета в Грац до 1873 г., годината, в която започва да преподава математика във Виенския университет. Той се завръща в Грац три години по-късно, през 1876 г., когато вече е признат в областта на науката в резултат на поредица от публикувани творби и различни научни изследвания..

Статистика на Максуел-Болцман

Едно от най-забележителните изследвания по това време е статистиката на Максуел-Болцман, разработена от него и Максуел през 1871 г..

През 1894 г. се връща във Виенския университет като професор по теоретична физика. По това време Болцман е бил принуден да взаимодейства с физика и философа Ернст Мах, с когото Болцман е имал дълбоки различия..

Толкова много бяха проблемите между двамата учени, че Болцман реши да отиде в Лайпциг, за да избегне контакт с Мах..

Ърнст Мах напуска преподавателската си работа във Виенския университет през 1901 г. по здравословни причини; затова Болцман се завръща през 1902 г. и не само получава опцията за преподаване на теоретична физика, но също така поема ръководството на катедрата по история и философия на науката, предмет, който преди това е преподавал от Мах..

Хипотеза за атома

След завръщането си във Виенския университет, Болцман започва да оповестява публично подкрепата си за хипотезата за съществуването на атома. Това съображение бе критикувано от научната общност; сред най-твърдите критици беше Ернст Мах.

Постоянната критика, която получаваше по отношение на творчеството му, предизвика много неблагоприятен ефект върху Болцман, който според историческите данни не изглежда да е имал спокоен характер..

По-скоро Болцман изглежда е бил човек с интензивни и екстремни реакции, способен да демонстрира, че е екстровертен и приятелски настроен, а в други случаи много интроветен и с тенденция към депресия..

Един от най-критикуваните аспекти на изявленията на Болцман е, че този учен е определил, че вторият закон на термодинамиката, свързан с ентропията, е по същество статистически характер..

Този факт предполага, че могат да се генерират различни сценарии, генерирани като последица от колебанията, което би довело до резултати, които не са предвидени в този закон..

Критиците на Болцман посочват, че е безсмислено да се свързва статистическата област със законите на термодинамиката, тъй като те смятат законите за абсолютни въпроси и не могат да приемат, че този закон на фундаменталния характер има променливи характеристики..

смърт

Натискът в резултат на силната и постоянна критика, отправена към Болцман, го накара да реши да отнеме живота си. През 1906 г. е на почивка със семейството си в град Дуино, намиращ се в непосредствена близост до Триест.

Докато жена му и децата му бяха на море, наслаждавайки се на празниците, Лудвиг Болцман се обеси в лятната къща.

каузи

Няколко историци са установили, че причините за неговото самоубийство са тясно свързани с факта, че научната общност не е признала неговите разследвания за верни..

Говори се, че Болцман е имал ясен и ясен ангажимент към истината. Част от това, което най-силно го е засегнало, е фактът, че е срещнал истината за съществуването на атома и свидетелствува за това, как обществото на неговото време не цени това откритие, което той очакваше да бъде от съществено значение за настоящото поколение и за много бъдещи поколения..

Фактът, че традицията е по-важна в рамките на едно общество, а не иновациите, извлечени от новите трансцендентални понятия за времето, накара Ботлцман да стане депресиран..

Други историци показват, че причините за смъртта на Болцман са включвали и други елементи, тъй като този учен имаше някои особености, които показваха нестабилност и дисбаланс в много от неговите действия..

Малко след смъртта му, членовете на тази научна общност започнаха да генерират доказателства, които потвърждават концепциите, разработени от Болцман, като в същото време го правят достоен за научно признание за неговия принос. Това се случи само две години след смъртта на Болцман.

Именно изследванията на химика-физика Жан Перин потвърдиха истинността на константата на Болцман, наречена на учения, която свързва енергията с абсолютната температура. Това е достатъчно, за да бъде научната общност убедена в съществуването на атоми.

Основни вноски

Уравнението на Болцман

Най-признатият принос на Лудвиг Болцман е подходът на уравнението, което носи неговото име: уравнението на Болцман. Това уравнение първоначално го предложи през 1870 г. и впоследствие претърпя известно развитие.

Уравнението, основано на понятията за атоми и молекули, определя вероятността за откриване на молекулите в дадено състояние.

С последващите разработки уравнението стана полезно за изчисляване на потенциалния баланс в йонните видове и за описване на конформационните промени на биологичните молекули.

Статистическа механика

Някои автори твърдят, че Болцман е първият човек, който наистина прилага статистиката в изследването на газовете.

Благодарение на това те считат, че изследванията на кинетичната теория са били проучвания на статистическата механика.

За този принос Болцман е признат от мнозина за баща на статистическата механика.

Тази дисциплина позволява изучаване на свойствата на материалите и макроскопичните обекти от свойствата на техните атоми и молекули.

Ентропия и принцип на Болцман

Въпреки че концепцията за ентропия е била въведена от Рудолф Клаузиус през 1865 г., Болцман е възприел идеята за ентропия в ежедневния живот..

През 1877 г. Болцман посочва, че ентропията е мярка за разстройството на състоянието на физическата система.

Съгласно тази концепция Болцман формулира уравнение за ентропията, известно като принципа на Болцман.

Философия на науката

Приносът на Болцман за развитието на философията на науката също е широко признат. 

Много от неговите идеи в тази област са събрани в неговия текст "Народни писания", публикуван през 1905 година.

Болцман третира философските теми в науката много разнообразни. Сред тях той обсъжда термини като реализъм и идеализъм. Аз също критикувах известни философи като Кант и Хегел.

Болцман твърдо вярва, че философията може да помогне на науката да не задава безполезни въпроси. Поради тази причина, Болцман нарича себе си реалист, въпреки че много други го определят като принадлежащ към материалистическия ток.

препратки

  1. Браун Х. Р. Мирволд У. Уфинк Х-теоремата на Болцман, неговите недоволства и раждането на статистическата механика. Изследвания по история и философия на съвременната физика. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Дюбоа Дж. Напредък в биофизиката и молекулярната биология. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann и неговото влияние върху науката. Изследвания по история и философия на науката. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Наука А. А. Паметник на Лудвиг Болцман. Науката, новата серия. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Бележки към историята на статистическата механика: По думите на Boltzmann. Physica A: Статистическа механика и нейните приложения. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Уилямс М. М. Р. Лудвиг Болцман. Анали за ядрена енергия. 1977; 4(4-5): 145-159.