LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAFIE ȘI CONTRIBUȚII - ŞTIINŢĂ - 2025

Ludwig Boltzmann (1844-1906) a fost un om de știință austriac considerat părintele mecanicii statistice. Contribuțiile sale în domeniul științei au fost diverse; Ecuația și principiul lui Boltzmann, mecanica statistică sau H.

Pentru contribuțiile sale și ideile sale de pionierat, numele său este cunoscut pe scară largă, nu numai în rândul comunității științifice, ci și al societății în general. Există chiar și mai multe lucrări și monumente artistice în onoarea lui care îi sărbătorește contribuțiile.

Portretul savantului Ludwig Boltzmann

Lucrarea lui Boltzmann a completat lucrările științifice de mare importanță, precum cele realizate de Maxwell. Contribuțiile lor au avut chiar o influență largă asupra activității desfășurate de Albert Einstein.

Lucrările lui Boltzmann s-au dezvoltat mai ales în fizică, cu toate acestea a publicat și lucrări legate de alte domenii precum științele vieții și filozofia științei.

Biografie

Ludwig Boltzmann s-a născut pe 20 februarie 1844 în Austria, în orașul Viena. La acea vreme, această zonă făcea parte din Imperiul Austro-Ungar. Familia lui Ludwig s-a caracterizat prin a fi bogată, ceea ce i-a permis să aibă posibilitatea de a avea o educație bună.

Pe lângă bunurile familiei sale, Ludwig avea și o avere modestă moștenită de la bunicul său; Acest lucru l-a ajutat să-și plătească studiile fără să aibă dificultăți.

La 15 ani, Ludwig a rămas orfan, așa că această moștenire de la bunicul său i-a servit și mai mult după ce a rămas fără tată la o vârstă fragedă.

studiu

Prima pregătire a lui Boltzmann a fost în orașul Linz, în nordul Austriei, unde familia s-a mutat.

Înregistrările istorice au arătat că, încă din copilărie, Ludwig Boltzmann s-a caracterizat prin faptul că a fost extrem de curios, pe lângă faptul că este foarte interesat de învățare, cu mare ambiție și, uneori, cu atitudini neliniștite și anxioase.

Mai târziu a intrat la Universitatea din Viena, unde a primit învățături de la figuri ilustre precum fizicianul Josef Stephan, matematicianul József Miksa Petzval și fizicianul și matematicianul Andreas von Ettingshausen.

A absolvit această universitate în 1866; tutorul tezei de doctorat a lui Boltzmann a fost tocmai Josef Stephan, cu care a lucrat ulterior. Această lucrare cu Stephan a durat 3 ani, din 1867 până în 1869, iar la acea dată s-au concentrat pe analiza pierderilor de energie cu care sunt supuse elementele fierbinți.

Etapa de predare

Începând cu 1869, Ludwig Boltzmann s-a dedicat predării la Universitatea din Graz, a doua cea mai mare universitate din Austria. La acea universitate a dat clase de fizică teoretică. În paralel, Boltzmann și-a continuat pregătirea în orașele germane Berlin și Heidelberg.

Boltzmann a predat la Universitatea din Graz până în 1873, anul în care a început să predea matematica la Universitatea din Viena. El a revenit la Graz trei ani mai târziu, în 1876, moment în care era deja recunoscut în domeniul științei ca urmare a unei serii de lucrări publicate și diverse investigații.

Statistică Maxwell-Boltzmann

Una dintre cele mai remarcabile investigații din acea perioadă a fost statistica Maxwell-Boltzmann, dezvoltată de el și Maxwell în 1871.

În timpul anului 1894 s-a întors la Universitatea din Viena pentru a lucra ca profesor de fizică teoretică. La acea vreme, Boltzmann era forțat să interacționeze cu Ernst Mach, un fizician și filozof cu care Boltzmann avea diferențe profunde.

Atât de multe au fost problemele care au existat între acești doi oameni de știință, încât Boltzmann a decis să meargă la Leipzig pentru a evita contactul cu Mach.

Ernst Mach și-a părăsit activitatea de profesor la Universitatea din Viena în 1901 din motive de sănătate; prin urmare, Boltzmann s-a întors în 1902 și nu numai că a obținut din nou opțiunea de a preda ore de teoretică de fizică, dar a luat și frâiele catedrei de istorie și filozofie a științei, subiect predat anterior de Mach.

Ipoteza despre atom

La întoarcerea la Universitatea din Viena, Boltzmann a început să-și facă public sprijinul pentru ipoteza existenței atomului. Această considerație a fost criticată pe larg de comunitatea științifică; Printre cei mai critici critici s-a numărat Ernst Mach.

Critica constantă pe care a primit-o pentru opera sa a avut un efect foarte nefavorabil asupra lui Boltzmann, care, conform documentelor istorice, nu pare să fi avut un caracter calm.

Mai degrabă, Boltzmann pare să fi fost un om cu reacții intense și extreme, reușind să se dovedească a fi ieșit și simpatic și, în alte ocazii, foarte introvertit și predispus la depresie.

Unul dintre cele mai criticate aspecte ale afirmațiilor lui Boltzmann a fost că acest om de știință a stabilit că a doua lege a termodinamicii, legată de entropie, a fost în esență de natură statistică.

Acest fapt a presupus că diverse scenarii ar putea fi generate ca o consecință a oscilațiilor, ceea ce ar da naștere unor rezultate care nu erau prevăzute în această lege.

Criticii lui Boltzmann au indicat că nu are sens să coreleze domeniul statistic cu legile termodinamicii, deoarece considerau că legile erau întrebări absolute și nu puteau accepta că această lege fundamentală are caracteristici variabile.

Moarte

Presiunea ca urmare a criticilor puternice și constante făcute lui Boltzmann l-a determinat să-și ducă propria viață. În 1906 era în vacanță cu familia în orașul Duino, situat foarte aproape de Trieste.

În timp ce soția și copiii lui erau pe mare, bucurându-se de sărbători, Ludwig Boltzmann s-a spânzurat la casa de vară.

cauze

Diversi istorici au stabilit că cauzele sinuciderii sale erau strâns legate de faptul că comunitatea științifică nu a recunoscut cercetările sale ca fiind adevărate.

Se spune că Boltzmann are un angajament clar și marcat față de adevăr. O parte din ceea ce l-a afectat cel mai mult a fost faptul că a găsit un adevăr despre existența atomului și a fost martor cum societatea vremii sale nu a apreciat această descoperire, pe care a anticipat-o că poate fi esențială pentru generația actuală și pentru multe generații viitoare.

Faptul că tradiția era mai importantă în cadrul unei societăți, mai degrabă decât inovațiile derivate din noile concepte transcendente pentru timp, a determinat ca Botlzmann să devină deprimat.

Alți istorici indică faptul că cauzele morții lui Boltzmann au inclus și alte elemente, deoarece acest om de știință avea anumite trăsături care denotau instabilitate și dezechilibru în multe dintre acțiunile sale.

La scurt timp după moartea sa, membrii acestei comunități științifice au început să genereze dovezi care au coroborat conceptele dezvoltate de Boltzmann, în același timp în care i-au câștigat recunoașterea științifică pentru contribuțiile sale. Acest lucru s-a întâmplat la doar doi ani după ce Boltzmann a murit.

În special studiile chimist-fizicianului Jean Perrin au confirmat veridicitatea constantei lui Boltzmann, numită după omul de știință, care leagă energia cu temperatura absolută. Acest lucru a fost suficient pentru a convinge comunitatea științifică despre existența atomilor.

Principalele contribuții

Ecuația lui Boltzmann

Cea mai recunoscută contribuție a lui Ludwig Boltzmann este abordarea ecuației care îi poartă numele: ecuația Boltzmann. Această ecuație a fost propusă inițial în 1870 și ulterior a suferit unele evoluții.

Ecuația, bazată pe noțiunile de atomi și molecule, a definit probabilitatea de a găsi moleculele într-o stare dată.

Odată cu dezvoltarea ulterioară, ecuația a devenit utilă pentru calcularea echilibrului potențial la speciile de ioni și pentru descrierea modificărilor conformaționale ale moleculelor biologice.

Mecanica statistică

Unii autori susțin că Boltzmann a fost prima persoană care a aplicat cu adevărat statistici în studiul gazelor.

Datorită acestui fapt, ei consideră că studiile teoriei cinetice au devenit studii de mecanică statistică.

Pentru această contribuție, Boltzmann este recunoscut de mulți drept părintele mecanicii statistice.

Această disciplină a făcut posibilă studierea proprietăților materialelor și obiectelor macroscopice din proprietățile atomilor și moleculelor lor.

Entropia și principiul lui Boltzmann

Deși conceptul de entropie a fost introdus de Rudolf Clausius în 1865, Boltzmann a adus noțiunea de entropie în viața de zi cu zi.

În 1877 Boltzmann a indicat că entropia este o măsură a tulburării stării unui sistem fizic.

Conform acestui concept, Boltzmann a formulat o ecuație pentru entropia cunoscută drept principiul lui Boltzmann.

Filosofia științei

Sunt recunoscute pe scară largă contribuțiile lui Boltzmann la dezvoltarea filozofiei științei.

Multe dintre ideile sale în acest domeniu au fost colectate în textul său „Scrieri populare” publicat în 1905.

Boltzmann a tratat subiecte filozofice foarte variate în cadrul științei. Printre ei a discutat termeni precum realism și idealism. De asemenea, critic filosofi renumiți precum Kant și Hegel.

Boltzmann credea cu tărie că filozofia ar putea ajuta știința să nu pună întrebări inutile. Din acest motiv, Boltzmann s-a referit la el însuși ca realist, deși mulți alții l-au identificat ca aparținând curentului materialist.

Referințe

1. Brown HR Myrvold W. Teorema H a lui Uffink J. Boltzmann, nemulțumirile sale și nașterea mecanicii statistice. Studii de istorie și filozofie a fizicii moderne. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Ecuația Boltzmann în biologia moleculară. Progresul în biofizică și biologie moleculară. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann și influența sa asupra științei. Studii în istorie și filosofia științei. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Știința AA Un monument pentru Ludwig Boltzmann. Știință, Serie nouă. 1932 75 (1944).
5. Swendsen RH Note de subsol pentru istoria mecanicii statistice: În cuvintele lui Boltzmann. Physica A: Mecanica statistică și aplicațiile sale. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Analele energiei nucleare. 1977; 4 (4–5): 145–159.