LUDWIG BOLTZMANN: ŽIVOTOPIS A PRÍSPEVKY - VEDA - 2026

Ludwig Boltzmann (1844-1906) bol rakúsky vedec považovaný za otca štatistickej mechaniky. Jeho príspevky v oblasti vedy boli rôzne; Boltzmannova rovnica a princíp, štatistická mechanika alebo H.

Pre svoje príspevky a priekopnícke myšlienky je jeho priezvisko všeobecne známe nielen medzi vedeckou komunitou, ale aj spoločnosťou všeobecne. Na jeho počesť je dokonca niekoľko umeleckých diel a pamiatok, ktoré oslavujú jeho príspevky.

Portrét vedca Ludwiga Boltzmanna

Boltzmannova práca doplnila vedeckú prácu veľkého významu, ako napríklad prácu, ktorú vykonal Maxwell. Ich príspevky mali dokonca značný vplyv na prácu, ktorú vykonal Albert Einstein.

Boltzmannovo diela sa vyvíjali najmä vo fyzike, publikoval však aj diela súvisiace s inými oblasťami, ako sú prírodné vedy a filozofia vedy.

životopis

Ludwig Boltzmann sa narodil 20. februára 1844 v Rakúsku v meste Viedeň. V tom čase bola táto oblasť súčasťou Rakúsko-Uhorska. Ludwigova rodina bola charakterizovaná bohatstvom, čo mu umožnilo mať dobré vzdelanie.

Okrem svojich rodinných majetkov mal Ludwig aj skromné ​​bohatstvo, ktoré zdedil po svojom starom otcovi; To mu pomohlo zaplatiť za štúdium bez akýchkoľvek ťažkostí.

V 15 rokoch bol Ludwig osirelý, takže toto dedičstvo od jeho starého otca mu slúžilo ešte viac potom, čo bol v mladom veku bez otca.

štúdie

Boltzmannovo prvé školenie bolo v meste Linz v severnom Rakúsku, kam sa rodina presťahovala.

Historické záznamy dokázali, že Ludwig Boltzmann sa od detstva vyznačuje tým, že je veľmi zvedavý, že sa okrem záujmu o učenie veľmi zaujíma, s veľkými ambíciami a niekedy aj s nepokojnými a úzkostnými postojmi.

Neskôr vstúpil na Viedenskú univerzitu, kde dostal učenie od známych osobností, napríklad od fyzika Josefa Stephana, matematika Józsefa Miksa Petzvala a fyzika a matematika Andreasa von Ettingshausena.

Absolvoval túto univerzitu v roku 1866; školiteľom Boltzmannovej dizertačnej práce bol presne Štefan Stephan, s ktorým neskôr pracoval. Táto práca s Stephanom trvala 3 roky, od roku 1867 do roku 1869, a v tom čase sa zamerali na analýzu energetických strát, ktoré zažili horúce prvky.

Vyučovacia fáza

Od roku 1869 sa Ludwig Boltzmann venoval výučbe na univerzite v Grazi, druhej najväčšej univerzite v Rakúsku. Na tejto univerzite prednášal kurzy teoretickej fyziky. Paralelne s tým Boltzmann pokračoval vo svojom tréningu v nemeckých mestách Berlín a Heidelberg.

Boltzmann učil na univerzite v Grazi až do roku 1873, v ktorom začal učiť matematiku na viedenskej univerzite. Do Grazu sa vrátil o tri roky neskôr, v roku 1876, v tom čase už bol uznávaný v oblasti vedy na základe série publikovaných diel a rôznych vyšetrovaní.

Štatistika Maxwell-Boltzmanna

Jedným z najvýznamnejších vyšetrení tej doby bola štatistika Maxwella-Boltzmanna, ktorú vyvinul on a Maxwell v roku 1871.

V roku 1894 sa vrátil na Viedenskú univerzitu, kde pôsobil ako profesor teoretickej fyziky. V tom čase bol Boltzmann nútený komunikovať s Ernstom Machom, fyzikom a filozofom, s ktorým mal Boltzmann hlboké rozdiely.

Medzi týmito dvoma vedcami existovalo toľko problémov, že sa Boltzmann rozhodol ísť do Lipska, aby sa vyhli kontaktu s Machom.

Ernst Mach opustil pedagogickú prácu na viedenskej univerzite v roku 1901 zo zdravotných dôvodov; Boltzmann sa preto vrátil v roku 1902 a získal nielen možnosť výučby hodín teoretickej fyziky, ale vzal si aj opraty predsedu histórie a filozofie vedy, čo predtým vyučoval Mach.

Hypotéza o atóme

Po návrate na viedenskú univerzitu Boltzmann začal zverejňovať svoju podporu hypotéze o existencii atómu. Táto úvaha bola vedeckou komunitou kritizovaná; Medzi najsilnejších kritikov bol Ernst Mach.

Neustála kritika, ktorú za svoju prácu dostal, mala veľmi nepriaznivý vplyv na Boltzmanna, ktorý podľa historických záznamov zrejme nemal pokojný charakter.

Boltzmann sa skôr javil ako muž intenzívnych a extrémnych reakcií, ktorý sa dokázal ukázať ako odchádzajúci a súcitný a pri iných príležitostiach veľmi introvertný a náchylný k depresii.

Jedným z najviac kritizovaných aspektov Boltzmannovho tvrdenia bolo, že tento vedec určil, že druhý termodynamický zákon, ktorý sa týka entropie, má v podstate štatistickú povahu.

Táto skutočnosť naznačovala, že v dôsledku kmitov by sa mohli vytvoriť rôzne scenáre, čo by viedlo k výsledkom, ktoré tento zákon nepredpokladá.

Kritici Boltzmanna uviedli, že nemá zmysel spájať štatistické pole so zákonmi termodynamiky, pretože sa domnievali, že zákony sú absolútnymi otázkami, a nemôžu akceptovať, že tento základný zákon má premenlivé charakteristiky.

úmrtia

Tlak v dôsledku silnej a neustálej kritiky zo strany Boltzmanna ho prinútil rozhodnúť sa pre svoj vlastný život. V roku 1906 bol na dovolenke so svojou rodinou v meste Duino, ktoré sa nachádza v tesnej blízkosti Terstu.

Zatiaľ čo jeho manželka a deti boli na mori a užívali si sviatky, Ludwig Boltzmann sa v letnom dome obesil.

príčiny

Rôzni historici určili, že príčiny jeho samovraždy úzko súvisia so skutočnosťou, že vedecká obec neuznala jeho výskum ako pravdivý.

Boltzmann má jasný a výrazný záväzok k pravde. Časť toho, čo ho najviac ovplyvnilo, bola skutočnosť, že našiel pravdu o existencii atómu, a bol svedkom toho, ako si spoločnosť jeho času nemala vážiť tento objav, ktorý predpokladal, že by mohol byť nevyhnutný pre súčasnú generáciu a pre mnohé budúce generácie.

Skutočnosť, že tradícia bola v rámci spoločnosti dôležitejšia ako inovácie, ktoré boli odvodené od nových koncepcií transcendentálnych, spôsobila, že sa Botlzmann stal depresívnym.

Iní historici naznačujú, že príčiny Boltzmannovej smrti zahŕňali aj ďalšie prvky, pretože tento vedec mal určité črty, ktoré v mnohých jeho činoch označovali nestabilitu a nerovnováhu.

Krátko po jeho smrti začali členovia tejto vedeckej obce vytvárať dôkazy, ktoré potvrdili koncepcie vyvinuté Boltzmannovou, a zároveň mu za jeho príspevky získali vedecké uznanie. Stalo sa to len dva roky po smrti Boltzmanna.

Práve štúdie chemika-fyzika Jeana Perrina potvrdili pravdivosť Boltzmannovej konštanty pomenovanej po vedcovi, ktorá spája energiu s absolútnou teplotou. To stačilo na to, aby sa vedecká komunita presvedčila o existencii atómov.

Hlavné príspevky

Boltzmannova rovnica

Najuznávanejším prínosom Ludwiga Boltzmanna je prístup k rovnici, ktorá nesie jeho meno: Boltzmannova rovnica. Táto rovnica bola pôvodne navrhnutá v roku 1870 a neskôr prešla určitým vývojom.

Rovnica, založená na predstavách atómov a molekúl, definovala pravdepodobnosť nájdenia molekúl v danom stave.

S ďalším vývojom sa táto rovnica stala užitočnou pre výpočet potenciálnej rovnováhy v iónových druhoch a pre opis konformačných zmien biologických molekúl.

Štatistická mechanika

Niektorí autori tvrdia, že Boltzmann bol prvou osobou, ktorá skutočne použila štatistiku pri štúdiu plynov.

Vďaka tomu sa domnievajú, že štúdie kinetickej teórie sa stali štúdiami štatistickej mechaniky.

Za tento príspevok je Boltzmann mnohými považovaný za otca štatistickej mechaniky.

Táto disciplína umožnila študovať vlastnosti makroskopických materiálov a predmetov z vlastností ich atómov a molekúl.

Entropia a Boltzmannov princíp

Hoci pojem entropia zaviedol Rudolf Clausius v roku 1865, Boltzmann vniesol pojem entropie do každodenného života.

V roku 1877 Boltzmann naznačil, že entropia je mierou poruchy stavu fyzického systému.

Podľa tohto konceptu Boltzmann sformuloval rovnicu pre entropiu známu ako Boltzmannov princíp.

Filozofia vedy

Boltzmannove príspevky k rozvoju filozofie vedy sú tiež všeobecne známe.

Mnohé z jeho nápadov v tejto oblasti boli zhromaždené v jeho texte „Populárne spisy“ uverejnenom v roku 1905.

Boltzmann riešil veľmi rozmanité filozofické témy vo vede. Medzi nimi diskutoval o pojmoch ako realizmus a idealizmus. Kritizujem tiež renomovaných filozofov, ako sú Kant a Hegel.

Boltzmann pevne veril, že filozofia môže pomôcť vede klásť zbytočné otázky. Z tohto dôvodu sa Boltzmann nazýval realistom, hoci mnohí ho označili za patriaceho do materialistického prúdu.

Referencie

1. H-teorém Brown HR Myrvolda W. Uffinka J. Boltzmanna, jeho nespokojnosti a zrod štatistickej mechaniky. Štúdium dejín a filozofie modernej fyziky. 2009; 40 (2): 174 - 191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmannova rovnica v molekulárnej biológii. Pokrok v oblasti biofyziky a molekulárnej biológie. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann a jeho vplyv na vedu. Štúdium dejín a filozofie vedy. 1983; 14 (4): 255-278.
4. Science AA Pamätník Ludwiga Boltzmanna. Science, New Series. 1932 75 (1944).
5. Swendsen RH Poznámky pod čiarou k histórii štatistickej mechaniky: Boltzmannovými slovami. Physica A: Štatistická mechanika a jej aplikácie. 2010; 389 (15), 2898 - 2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Anály jadrovej energie. 1977; 4 (4–5): 145–159.