Ludwig Boltzmann Biogrāfija un iemaksas



Ludwig Boltzmann (1844-1906) bija Austrijas zinātnieks, kuru uzskatīja par statistikas mehānikas tēvu. Viņa ieguldījums zinātnes jomā bija vairāki; Boltzmann vienādojums un princips, statistikas mehānika vai H teorēma.

Savu ieguldījumu un novatorisku ideju dēļ viņa uzvārds ir plaši pazīstams ne tikai zinātnieku aprindās, bet arī sabiedrībā kopumā. Pat viņa godam ir vairāki mākslas darbi un pieminekļi, kas atzīmē viņu ieguldījumu.

Boltzmana darbs papildināja ļoti nozīmīgus zinātniskos darbus, piemēram, Maxvela darbus. Pat viņa ieguldījumam bija liela ietekme uz Alberta Einšteina darbu.

Boltzmann darbi galvenokārt tika izstrādāti fizikā, tomēr publicēja arī darbus, kas saistīti ar citām jomām, piemēram, zinātnes par dzīvību un zinātnes filozofiju..

Indekss

  • 1 Biogrāfija
    • 1.1. Pētījumi
    • 1.2. Mācību posms
    • 1.3. Maxwell-Boltzmann statistika
    • 1.4 Hipotēzes par atomu
    • 1.5 Nāve
  • 2 Galvenie ieguldījumi
    • 2.1. Boltzmann vienādojums
    • 2.2 Statistikas mehānika
    • 2.3. Entropijas un Boltzmann princips
    • 2.4 Zinātnes filozofija
  • 3 Atsauces

Biogrāfija

Ludvigs Boltzmans dzimis 1844. gada 20. februārī Austrijā Vīnes pilsētā. Tajā laikā šī teritorija bija daļa no Austrijas un Ungārijas impērijas. Ludviga ģimenei raksturīga bagātība, kas ļāva iegūt labu izglītību.

Papildus viņa ģimenes mantojumam, Ludvigam bija arī neliels laime, kuru pārņēma viņa vectēvs; tas palīdzēja viņam samaksāt par savām studijām bez grūtībām.

15 gadu vecumā Ludvigs bija tēvs bāreņam, lai vectēva mantojums būtu vēl noderīgāks pēc tēva zaudēšanas jaunībā.

Pētījumi

Boltzmann pirmā apmācība notika Lincā, Austrijas ziemeļos, kur ģimene bija pārvietojusies. 

Vēsturiskie ieraksti varēja pierādīt, ka kopš bērnības Ludvigs Boltzmans bija raksturīgs kā ļoti interesants, turklāt ļoti ieinteresēts mācīties, ar lielām ambīcijām un reizēm ar nemierīgām un nemierīgām attieksmēm.

Vēlāk viņš ieradās Vīnes universitātē, kur viņš saņēma mācības no izciliem cilvēkiem, piemēram, fiziķe Josef Stephan, matemātiķis József Miksa Petzval un fiziķis un matemātiķis Andreas von Ettingshausen.

1866. gadā absolvējis šo universitāti; Boltzmann doktora disertācijas pasniedzējs bija tikai Josef Stephan, ar kuru viņš vēlāk strādāja. Šis darbs ar Stefanu ilga 3 gadus, no 1867. līdz 1869. gadam, un tajā laikā viņi koncentrējās uz enerģijas zudumu analīzi, ko radījuši karsti elementi.

Mācību posms

No 1869. gada Ludvigs Boltzmans mācīja mācīties Grācas universitātē, kas ir otrā lielākā studentu māja Austrijā. Šajā universitātē viņš mācīja teorētisko fiziku. Paralēli tam Boltzmann turpināja mācības Vācijas pilsētās Berlīnē un Heidelbergā.

Boltzmann mācīja Grācas universitātē līdz 1873. gadam, kurā viņš sāka mācīt matemātiku Vīnes Universitātē. Viņš atgriezās Grācā trīs gadus vēlāk, 1876. gadā, kad viņš jau bija atzīts zinātnes jomā vairāku publicētu darbu un dažādu pētījumu rezultātā..

Maksvela-Boltzmaņa statistika

Viens no izcilākajiem pētījumiem šajā laikā bija Maxwell-Boltzmann statistika, ko viņš un Maxwell izstrādāja 1871. gadā..

1894. gadā viņš atgriezās Vīnes universitātē kā teorētiskās fizikas profesors. Toreiz Boltzmans bija spiests mijiedarboties ar fiziķi un filozofu Ernstu Maču, ar kuru Boltzmanim bija dziļas atšķirības..

Tik daudz bija problēmas, kas pastāvēja starp šiem diviem zinātniekiem, ka Boltzmann nolēma doties uz Leipcigu, lai izvairītos no saskares ar Machu.

Ernsts Mačs 1901.gadā veselības apsvērumu dēļ atstāja savu mācību darbu Vīnes Universitātē; tāpēc Boltzmann atgriezās 1902. gadā un ne tikai ieguva iespēju mācīt teorētisko fiziku, bet arī pārņēma vēstures un zinātnes filozofijas vadību, ko iepriekš mācīja Machs..

Hipotēze par atomu

Pēc viņa atgriešanās Vīnes universitātē Boltzmann sāka publiskot savu atbalstu hipotēzei par atoma esamību. Šo apsvērumu kritizēja zinātnieku aprindas; viens no visstingrākajiem kritiķiem bija Ernsts Mačs.

Pastāvīgā kritika, ko viņš saņēma par savu darbu, izraisīja ļoti nelabvēlīgu ietekmi uz Boltzmannu, kurš, pēc vēsturiskiem datiem, šķiet, nav bijis mierīgs raksturs.

Drīzāk Boltzmann, šķiet, ir bijis intensīvas un ekstremālas reakcijas cilvēks, kas spēj pierādīt, ka tas ir ekstravertēts un draudzīgs un, citos gadījumos, ļoti introvertēts un ar tendenci uz depresiju..

Viens no kritiskākajiem Boltzmannas apgalvojumiem bija tas, ka šis zinātnieks noteica, ka otrais termodinamikas likums, kas saistīts ar entropiju, būtībā bija statistisks..

Šis fakts nozīmēja, ka var rasties dažādi svārstību izraisīti scenāriji, kas radītu rezultātus, kas nebija paredzēti šajā likumā..

Boltzmana kritiķi norādīja, ka ir bezjēdzīgi sasaistīt statistisko jomu ar termodinamikas likumiem, jo ​​viņi uzskatīja, ka likumi ir absolūti problemātiski, un nevarēja pieņemt, ka šim pamattiesību likumam ir mainīgas īpašības..

Nāve

Spiediens, ko izraisīja spēcīgā un pastāvīgā Boltzmana kritika, lika viņam izlemt pieņemt savu dzīvi. 1906. gadā viņš bija kopā ar ģimeni Duino pilsētā, kas atrodas ļoti tuvu Triestei.

Kamēr viņa sieva un bērni bija jūrā, baudot brīvdienas, Ludvigs Boltzans pats piekārās vasaras mājā.

Cēloņi

Vairāki vēsturnieki ir konstatējuši, ka viņa pašnāvības cēloņi ir cieši saistīti ar to, ka zinātnieku aprindas neatzina viņa izmeklēšanu kā patiesu.

Ir teikts, ka Boltzmanam bija skaidra un acīmredzama apņemšanās ievērot patiesību. Daļa no tā, ko tas visvairāk skāris, bija fakts, ka viņš saskārās ar patiesību par atoma esamību un liecināja par to, kā viņa laika sabiedrība nespēja novērtēt šo atklājumu, ko viņš paredzēja būt būtiska pašreizējai paaudzei un daudzām nākamajām paaudzēm..

Fakts, ka tradīcija sabiedrībā ir svarīgāka, nevis jauniem pārpasaulīgajiem jēdzieniem atvasinātajiem laikiem, izraisīja Botlzmann nomākšanu..

Citi vēsturnieki norāda, ka Boltzmann nāves cēloņi iekļāva arī citus elementus, jo šim zinātniekam bija dažas pazīmes, kas daudzās viņa darbībās apzīmēja nestabilitāti un nelīdzsvarotību..

Drīz pēc viņa nāves šīs zinātniskās kopienas locekļi sāka radīt pierādījumus, kas apstiprināja Boltzmann izstrādātos jēdzienus, vienlaicīgi padarot viņu par vērtīgu zinātnisku atzīšanu par saviem ieguldījumiem. Tas notika tikai divus gadus pēc tam, kad Boltzmann nomira.

Tieši ķīmiķa fiziķa Žana Perrina pētījumi apstiprināja zinātnieka apliecināto Boltzmann konstantes patiesumu, kas saista enerģiju ar absolūto temperatūru. Tas bija pietiekami, lai zinātniskā kopiena būtu pārliecināta par atomu esamību.

Galvenās iemaksas

Boltzmann vienādojums

Visatzītākais Ludviga Boltzmana ieguldījums ir vienādojuma pieeja, kas ir viņa vārds: Boltzmann vienādojums. Šis vienādojums sākotnēji to ierosināja 1870. gadā un pēc tam piedzīvoja nelielu attīstību.

Vienādojums, kas balstās uz atomu un molekulu jēdzieniem, noteica varbūtību atrast molekulas noteiktā stāvoklī.

Turpmākās attīstības rezultātā vienādojums kļuva noderīgs jonu sugu potenciālā līdzsvara aprēķināšanai un bioloģisko molekulu konformāciju izmaiņu aprakstīšanai.

Statistikas mehānika

Daži autori apgalvo, ka Boltzmann bija pirmā persona, kas patiesi piemēroja statistiku gāzu izpētē.

Pateicoties tam, viņi uzskata, ka kinētiskās teorijas pētījumi bija statistiskās mehānikas pētījumi.

Šim ieguldījumam Boltzmannu daudzi atzīst par statistikas mehānikas tēvu.

Šī disciplīna ir ļāvusi izpētīt materiālu un makroskopisko objektu īpašības no to atomu un molekulu īpašībām.

Entropijas un Boltzmann princips

Lai gan entropijas jēdzienu 1865. gadā ieviesa Rudolfs Clausiuss, Boltzmanis ikdienas dzīvē pārņēma entropijas jēdzienu.

1877. gadā Boltzmans norādīja, ka entropija ir fiziskas sistēmas stāvokļa traucējuma mērs.

Saskaņā ar šo jēdzienu Boltzmann formulēja vienādojumu entropijai, ko sauc par Boltzmann principu.

Zinātnes filozofija

Boltzmana ieguldījums zinātnes filozofijas attīstībā ir plaši atzīts. 

Daudzas viņa idejas šajā jomā tika apkopotas 1905. gadā publicētajā tekstā „Populārie raksti”.

Boltzmann apstrādāja zinātnes filozofiskos priekšmetus ļoti daudzveidīgi. Viņu vidū viņš pārrunāja tādus terminus kā reālisms un ideālisms. Es arī kritizēju slaveni filozofi, piemēram, Kantu un Hēgelu.

Boltzmann stingri ticēja, ka filozofija var palīdzēt zinātnei neprasīt bezjēdzīgus jautājumus. Šā iemesla dēļ Boltzmann pats atsaucās uz sevi kā reālistu, lai gan daudzi citi viņu atzina par piederīgiem materiālistiskajai straumei.

Atsauces

  1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmann H-teorēma, tās neapmierinātība un statistikas mehānikas dzimšana. Studijas mūsdienu fizikas vēsturē un filozofijā. 2009. gads; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmann vienādojums molekulārajā bioloģijā. Biofizikas un molekulārās bioloģijas attīstība. 2009. gads; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann un viņa ietekme uz zinātni. Studijas zinātnes vēsturē un filozofijā. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Zinātne A. A. Piemineklis Ludvigam Boltzmannam. Zinātne, Jaunā sērija. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Zemsvītras piezīmes par statistikas mehānikas vēsturi: Boltzmann vārdos. Physica A: statistikas mehānika un tās pielietojumi. 2010. gads; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Kodolenerģētikas Annals. 1977; 4(4-5): 145-159.