LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAFI OG BIDRAG - VIDENSKAB - 2024

Ludwig Boltzmann (1844-1906) var en østrigsk videnskabsmand, der blev betragtet som far til statistisk mekanik. Hans bidrag inden for videnskabsområdet var forskellige; Boltzmanns ligning og princip, statistisk mekanik eller H.

Med sine bidrag og banebrydende ideer er hans efternavn almindeligt kendt, ikke kun blandt det videnskabelige samfund, men også af samfundet generelt. Der er endda flere kunstneriske værker og monumenter til hans ære, der fejrer hans bidrag.

Portræt af videnskabsmanden Ludwig Boltzmann

Boltzmanns arbejde supplerede videnskabeligt arbejde af stor betydning, såsom dem, der blev udført af Maxwell. Deres bidrag havde endda en stor indflydelse på det arbejde, der blev udført af Albert Einstein.

Boltzmanns værker er hovedsageligt udviklet inden for fysik, men han udgav også værker relateret til andre områder såsom biovidenskab og videnskabsfilosofi.

Biografi

Ludwig Boltzmann blev født den 20. februar 1844 i Østrig i byen Wien. På det tidspunkt var dette område en del af det østrig-ungarske imperium. Ludwigs familie var kendetegnet ved at være velhavende, hvilket gjorde det muligt for ham at have muligheden for at få en god uddannelse.

Ud over hans familieaktiver havde Ludwig også en beskeden formue arvet fra sin bedstefar; Dette hjalp ham med at betale for sine studier uden problemer.

Som 15-år blev Ludwig forældreløs, så denne arv fra hans bedstefar tjente ham endnu mere efter at have været uden far i en ung alder.

Undersøgelser

Boltzmanns første træning var i byen Linz i det nordlige Østrig, hvor familien var flyttet.

Historiske optegnelser har været i stand til at vise, at Ludwig Boltzmann siden barndommen var præget af at være ekstremt nysgerrig, ud over at være meget interesseret i læring, med stor ambition og til tider med rastløse og ængstelige holdninger.

Senere trådte han ind på Wien-universitetet, hvor han modtog undervisning fra berømte figurer som fysikeren Josef Stephan, matematikeren József Miksa Petzval og fysikeren og matematikeren Andreas von Ettingshausen.

Han er uddannet fra dette universitet i 1866; vejlederen for Boltzmanns doktorafhandling var netop Josef Stephan, som han senere arbejdede med. Dette arbejde med Stephan varede i 3 år, fra 1867 til 1869, og på det tidspunkt fokuserede de på at analysere de energitab, som varme elementer oplever.

Undervisningstrin

Fra og med 1869 dedikerede Ludwig Boltzmann sig til undervisning ved Universitetet i Graz, Østrigs næststørste universitet. På dette universitet gav han klasser i teoretisk fysik. Parallelt med dette fortsatte Boltzmann sin træning i de tyske byer Berlin og Heidelberg.

Boltzmann underviste på universitetet i Graz indtil 1873, året hvor han begyndte at undervise i matematik på universitetet i Wien. Han vendte tilbage til Graz tre år senere, i 1876, på hvilket tidspunkt han allerede blev anerkendt inden for videnskabsområdet som et resultat af en række offentliggjorte værker og forskellige undersøgelser.

Maxwell-Boltzmann-statistik

En af de mest fremragende undersøgelser i den tid var Maxwell-Boltzmann-statistikken, der blev udviklet af ham og Maxwell i 1871.

I 1894 vendte han tilbage til Wien Universitet for at arbejde som professor i teoretisk fysik. På det tidspunkt blev Boltzmann tvunget til at interagere med Ernst Mach, en fysiker og filosof, som Boltzmann havde dybe forskelle med.

Så mange var de problemer, der eksisterede mellem disse to videnskabsfolk, at Boltzmann besluttede at tage til Leipzig for at undgå at være i kontakt med Mach.

Ernst Mach forlod sit undervisningsarbejde på universitetet i Wien i 1901 af sundhedsmæssige årsager; derfor vendte Boltzmann tilbage i 1902 og fik ikke kun igen muligheden for at undervise i teoretiske fysikklasser, men tog også tøjlerne af formanden for historie og videnskabsfilosofi, et emne, der tidligere blev undervist af Mach.

Hypotese om atomet

Da han vendte tilbage til Wien-universitetet, begyndte Boltzmann at offentliggøre sin støtte til hypotesen om atomet eksisterede. Denne betragtning blev bredt kritiseret af det videnskabelige samfund; Blandt de hårdeste kritikere var Ernst Mach.

Den konstante kritik, han modtog for sit arbejde, havde en meget ugunstig virkning på Boltzmann, der ifølge historiske poster ikke ser ud til at have haft en rolig karakter.

Tværtimod synes Boltzmann at have været en mand med intense og ekstreme reaktioner, idet han kunne vise sig at være udadvendt og sympatisk og ved andre lejligheder meget indadvendt og tilbøjelig til depression.

Et af de mest kritiserede aspekter af Boltzmanns udsagn var, at denne videnskabsmand bestemte, at den anden lov om termodynamik, der var relateret til entropi, i det væsentlige var statistisk.

Denne kendsgerning indebar, at forskellige scenarier kunne genereres som en konsekvens af svingninger, hvilket ville give anledning til resultater, der ikke var forudset i denne lov.

Kritikere af Boltzmann oplyste, at det ikke gav mening at forbinde det statistiske domæne med termodynamikens love, da de betragtede lovene som absolutte spørgsmål, og de kunne ikke acceptere, at denne grundlæggende lov havde forskellige egenskaber.

Død

Presset som følge af den stærke og konstante kritik af Boltzmann fik ham til at beslutte at tage sit eget liv. I 1906 var han på ferie med sin familie i byen Duino, der ligger meget tæt på Trieste.

Mens hans kone og børn var på havet og nød ferien, hængte Ludwig Boltzmann sig ved sommerhuset.

Årsager

Forskellige historikere har bestemt, at årsagerne til hans selvmord var tæt knyttet til det faktum, at det videnskabelige samfund ikke anerkendte hans forskning som sand.

Boltzmann siges at have en klar og markant forpligtelse til sandheden. En del af det, der påvirkede ham mest, var det faktum, at han havde fundet en sandhed om eksistensen af ​​atomet og var vidne til, hvordan hans tids samfund ikke værdsatte denne opdagelse, som han forventede kunne være essentiel for den nuværende generation og for mange fremtidige generationer.

Det faktum, at tradition var vigtigere inden for rammerne af et samfund snarere end innovationer, der stammede fra nye begreber transcendentale for den tid, fik Botlzmann til at blive deprimeret.

Andre historikere viser, at årsagerne til Boltzmanns død også omfattede andre elementer, da denne videnskabsmand havde visse træk, der betegner ustabilitet og ubalance i mange af hans handlinger.

Kort efter hans død begyndte medlemmer af dette videnskabelige samfund at generere beviser, der bekræftede de koncepter, der er udviklet af Boltzmann, på samme tid som de gav ham videnskabelig anerkendelse for hans bidrag. Dette skete kun to år efter, at Boltzmann døde.

Det var specifikt undersøgelserne af kemiker-fysiker Jean Perrin, der bekræftede ægtheden af ​​Boltzmanns konstant, opkaldt efter videnskabsmanden, som forbinder energi med absolut temperatur. Dette var nok til at overbevise det videnskabelige samfund om eksistensen af ​​atomer.

Vigtigste bidrag

Boltzmanns ligning

Ludwig Boltzmanns mest anerkendte bidrag er tilgangen til ligningen, der bærer hans navn: Boltzmann-ligningen. Denne ligning blev oprindeligt foreslået i 1870 og gennemgik senere en række udviklinger.

Ligningen, baseret på forestillingerne om atomer og molekyler, definerede sandsynligheden for at finde molekylerne i en given tilstand.

Med yderligere udvikling blev ligningen nyttig til beregning af den potentielle ligevægt i ionarter og til at beskrive konformationelle ændringer af biologiske molekyler.

Statistisk mekanik

Nogle forfattere hævder, at Boltzmann var den første person, der virkelig anvendte statistikker i studiet af gasser.

Takket være dette overvejer de, at kinetiske teoristudier blev studier af statistisk mekanik.

For dette bidrag anerkendes Boltzmann af mange som far til statistisk mekanik.

Denne disciplin har gjort det muligt at undersøge egenskaberne ved makroskopiske materialer og genstande ud fra egenskaberne ved deres atomer og molekyler.

Entropy og Boltzmanns princip

Selvom begrebet entropi var indført af Rudolf Clausius i 1865, bragte Boltzmann forestillingen om entropi ind i hverdagen.

I 1877 indikerede Boltzmann, at entropi er et mål for forstyrrelsen i et fysisk systems tilstand.

Under dette koncept formulerede Boltzmann en ligning for entropi kendt som Boltzmanns princip.

Videnskabsfilosofi

Boltzmanns bidrag til udviklingen af ​​videnskabsfilosofien anerkendes også bredt.

Mange af hans ideer på dette felt blev samlet i hans tekst "Populære forfattere", der blev udgivet i 1905.

Boltzmann behandlede meget forskellige filosofiske emner inden for videnskab. Blandt dem diskuterede han udtryk som realisme og idealisme. Jeg kritiserer også anerkendte filosoffer som Kant og Hegel.

Boltzmann troede bestemt, at filosofi kunne hjælpe videnskaben med ikke at stille unyttige spørgsmål. Af denne grund omtalte Boltzmann sig selv som en realist, skønt mange andre identificerede ham som tilhørende den materialistiske strøm.

Referencer

1. Brun HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmanns H-teorem, dets utilfredshed og fødslen af ​​statistisk mekanik. Studier i historie og filosofi for moderne fysik. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmann-ligningen i molekylærbiologi. Fremskridt inden for biofysik og molekylærbiologi. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann og hans indflydelse på videnskab. Studier i historie og videnskabsfilosofi. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Videnskab AA Et monument for Ludwig Boltzmann. Videnskab, ny serie. 1932 75 (1944).
5. Swendsen RH Fodnoter til statistikmekanikens historie: I Boltzmanns ord. Physica A: Statistisk mekanik og dens anvendelser. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Annaler om kerneenergi. 1977; 4 (4–5): 145–159.