ЛЮДВИГ БОЛЬЦМАНН: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024

Людвиг Больцманн (1844–1906) был австрийским ученым, который считался отцом статистической механики. Его вклад в области науки был разнообразен; Уравнение и принцип Больцмана, статистическая механика или теория Г.

За его вклад и новаторские идеи его фамилия широко известна не только в научном сообществе, но и в обществе в целом. В его честь есть даже несколько художественных произведений и памятников, посвященных его вкладу.

Портрет ученого Людвига Больцмана

Работа Больцмана дополнила важную научную работу, например, выполненную Максвеллом. Их вклад даже оказал большое влияние на работу Альберта Эйнштейна.

Работы Больцмана развивались в основном в области физики, однако он также опубликовал работы, связанные с другими областями, такими как науки о жизни и философия науки.

биография

Людвиг Больцманн родился 20 февраля 1844 года в Австрии, в городе Вена. В то время эта территория входила в состав Австро-Венгерской империи. Семья Людвига была богатой, что позволяло ему иметь хорошее образование.

Помимо семейного имущества, Людвиг имел скромное состояние, унаследованное от деда; Это помогло ему без проблем оплачивать учебу.

В 15 лет Людвиг осиротел, поэтому наследство от деда послужило ему еще больше после того, как в юном возрасте он остался без отца.

Исследования

Первое обучение Больцмана прошло в городе Линц на севере Австрии, куда переехала семья.

Исторические записи показали, что Людвиг Больцман с детства отличался необычайным любопытством, не только большим интересом к учебе, но и огромными амбициями, а иногда и беспокойным и тревожным отношением.

Позже он поступил в Венский университет, где получил учения от выдающихся личностей, таких как физик Йозеф Стефан, математик Йожеф Микса Петцваль и физик и математик Андреас фон Эттингсгаузен.

Он окончил этот университет в 1866 году; репетитором докторской диссертации Больцмана был именно Йозеф Стефан, с которым он позже работал. Эта работа со Стефаном длилась 3 года, с 1867 по 1869 год, и в то время они были сосредоточены на анализе потерь энергии, испытываемых горячими элементами.

Этап обучения

Начиная с 1869 года Людвиг Больцманн посвятил себя преподаванию в Университете Граца, втором по величине университете Австрии. В этом университете он преподавал теоретическую физику. Параллельно с этим Больцман продолжал обучение в немецких городах Берлине и Гейдельберге.

Больцман преподавал в Университете Граца до 1873 года, когда он начал преподавать математику в Венском университете. Он вернулся в Грац три года спустя, в 1876 году, когда он уже получил признание в области науки в результате ряда опубликованных работ и различных исследований.

Статистика Максвелла-Больцмана

Одним из самых выдающихся исследований того времени была статистика Максвелла-Больцмана, разработанная им и Максвеллом в 1871 году.

В 1894 году он вернулся в Венский университет, чтобы работать профессором теоретической физики. В то время Больцман был вынужден взаимодействовать с Эрнстом Махом, физиком и философом, с которым у Больцмана были глубокие разногласия.

Между этими двумя учеными было так много проблем, что Больцман решил поехать в Лейпциг, чтобы избежать контакта с Махом.

Эрнст Мах оставил свою преподавательскую работу в Венском университете в 1901 году по состоянию здоровья; поэтому Больцман вернулся в 1902 г. и не только снова получил возможность преподавать уроки теоретической физики, но и взял бразды правления кафедрой истории и философии науки, предмета, который ранее преподавал Мах.

Гипотеза об атоме

По возвращении в Венский университет Больцман начал публично заявлять о своей поддержке гипотезы о существовании атома. Это соображение широко критиковалось научным сообществом; Среди самых стойких критиков был Эрнст Мах.

Постоянная критика, которую он получал за свою работу, очень неблагоприятно повлияла на Больцмана, который, согласно историческим записям, не отличался спокойным характером.

Скорее, Больцман, похоже, был человеком интенсивных и крайних реакций, способным проявить общительность и сочувствие, а в других случаях - очень интровертированным и склонным к депрессии.

Один из наиболее критикуемых аспектов утверждений Больцмана заключался в том, что этот ученый определил, что второй закон термодинамики, связанный с энтропией, является по существу статистическим по своей природе.

Этот факт означал, что в результате колебаний могут возникать различные сценарии, которые приведут к результатам, не предусмотренным в этом законе.

Критики Больцмана указали, что не имеет смысла связывать статистическое поле с законами термодинамики, поскольку они считали эти законы абсолютными вопросами и не могли согласиться с тем, что этот фундаментальный закон имел переменные характеристики.

Смерть

Давление в результате жесткой и постоянной критики в адрес Больцмана заставило его принять решение покончить с собой. В 1906 году он был в отпуске со своей семьей в городке Дуино, расположенном в непосредственной близости от Триеста.

Пока его жена и дети были в море, наслаждаясь отдыхом, Людвиг Больцман повесился в летнем доме.

причины

Различные историки определили, что причины его самоубийства были тесно связаны с тем фактом, что научное сообщество не признало его исследование истинным.

Говорят, что Больцман твердо придерживается истины. Отчасти на него больше всего повлияло то, что он узнал правду о существовании атома и стал свидетелем того, как общество его времени не ценило это открытие, которое, как он ожидал, могло иметь важное значение для нынешнего поколения и для многих будущих поколений.

Тот факт, что традиции были более важны в рамках общества, чем инновации, вытекающие из новых трансцендентных для того времени концепций, вызвал у Ботльцмана депрессию.

Другие историки указывают, что причины смерти Больцмана также включали другие элементы, поскольку этот ученый имел определенные особенности, которые указывали на нестабильность и дисбаланс во многих его действиях.

Вскоре после его смерти члены этого научного сообщества начали собирать доказательства, подтверждающие концепции, разработанные Больцманом, в то же время они принесли ему научное признание за его вклад. Это произошло всего через два года после смерти Больцмана.

Именно исследования химика-физика Жана Перрена подтвердили достоверность постоянной Больцмана, названной в честь ученого, которая связывает энергию с абсолютной температурой. Этого было достаточно, чтобы убедить научное сообщество в существовании атомов.

Основные вклады

Уравнение Больцмана

Самый известный вклад Людвига Больцмана - это подход к уравнению, которое носит его имя: уравнение Больцмана. Это уравнение было первоначально предложено в 1870 году, а затем претерпело некоторые изменения.

Уравнение, основанное на понятиях атомов и молекул, определяет вероятность нахождения молекул в заданном состоянии.

При дальнейшем развитии уравнение стало полезным для расчета потенциального равновесия в ионных разновидностях и для описания конформационных изменений биологических молекул.

Статистическая механика

Некоторые авторы утверждают, что Больцман был первым человеком, который действительно применил статистику при изучении газов.

Благодаря этому они считают, что исследования кинетической теории превратились в исследования статистической механики.

За этот вклад многие считают Больцмана отцом статистической механики.

Эта дисциплина позволила изучать свойства макроскопических материалов и объектов на основе свойств их атомов и молекул.

Энтропия и принцип Больцмана

Хотя понятие энтропии было введено Рудольфом Клаузиусом в 1865 году, Больцман ввел понятие энтропии в повседневную жизнь.

В 1877 году Больцман указал, что энтропия - это мера беспорядка в состоянии физической системы.

В рамках этой концепции Больцман сформулировал уравнение для энтропии, известное как принцип Больцмана.

Философия науки

Вклад Больцмана в развитие философии науки также широко признан.

Многие из его идей в этой области были собраны в его тексте «Популярные произведения», опубликованном в 1905 году.

Больцман рассматривал самые разные философские темы в науке. Среди них он обсуждал такие термины, как реализм и идеализм. Я также критикую таких известных философов, как Кант и Гегель.

Больцман твердо верил, что философия может помочь науке не задавать бесполезные вопросы. По этой причине Больцман называл себя реалистом, хотя многие другие относили его к материалистическому течению.

Ссылки

1. Браун Х. Р. Мирвольд В. Уффинк Дж. H-теорема Больцмана, ее недовольство и рождение статистической механики. Исследования по истории и философии современной физики. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Дюбуа Ж. Уануну Г. Рузер-Дюбуа Б. Уравнение Больцмана в молекулярной биологии. Прогресс в биофизике и молекулярной биологии. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Фламм Д. Людвиг Больцманн и его влияние на науку. Исследования по истории и философии науки. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Наука А.А. Памятник Людвигу Больцману. Наука, Новая серия. 1932 75 (1944).
5. Свендсен Р. Х. Сноски к истории статистической механики: Словами Больцмана. Physica A: Статистическая механика и ее приложения. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Уильямс MMR Людвиг Больцманн. Летопись атомной энергетики. 1977; 4 (4–5): 145–159.