Ludwig Boltzmann

Ludwig Boltzmann (1844-1906) je bil avstrijski znanstvenik, ki je veljal za očeta statistične mehanike. Njegovi prispevki na znanstvenem področju so bili več; Enačba in načelo Boltzmanna, statistične mehanike ali izrek H.

Za svoje pionirske prispevke in ideje je njegov priimek splošno znan, ne le med znanstveno skupnostjo, ampak tudi s strani družbe na splošno. Tudi v njegovo čast je več umetniških del in spomenikov, ki praznujejo njihove prispevke.

Delo Boltzmanna je dopolnjevalo zelo pomembne znanstvena dela, kot so tiste, ki jih je izvedel Maxwell. Njegovi prispevki so celo vplivali na delo, ki ga je opravil Albert Einstein.

Dela Boltzmanna so se razvila predvsem v fiziki, vendar je objavljal tudi dela, povezana z drugimi področji, kot so znanost o življenju in filozofija znanosti.

Biografija Ludwiga Boltzmanna

Ludwig Boltzmann se je rodil 20. februarja 1844 v Avstriji na Dunaju. Takrat je bilo to območje del Austrohungal cesarstva. Družina Ludwig je bila bogata, kar mu je omogočilo, da ima možnost dobre izobrazbe.

Poleg dediščine svoje družine je imel Ludwig tudi skromno bogastvo podedovano od dedka; To mu je pomagalo plačati študij, ne da bi imel težave.

Ludwig je bil pri 15 letih očetova sirota, tako da je bila dedka dediščina še bolj koristna, potem ko je v tej zgodnji mladosti zmanjkala očeta.

Študije

Prva tvorba Boltzmanna je bila v mestu Linz, na severni Avstriji, kraj, kamor se je družina preselila. 

Zgodovinski zapisi so lahko dokazali, da je za Ludwiga Boltzmanna kot otrok značilen, da je bil izjemno radoveden, poleg tega, da je bil zelo zainteresiran za učenje, z velikimi ambicijami in včasih z nemirnimi in tesnobnimi stališči.

Kasneje je vstopil na Dunajsko univerzo, kjer je prejel nauke od slavnih likov, kot so fizik Josef Stephan, matematik József Miksa Petzval ter fizični in matematik Andreas von Ettyshause.

Diplomiral na tej univerzi leta 1866; Tutor doktorske naloge je bil samo Josef Stephan, s katerim je pozneje delal. To delo s Stephanom je trajalo 3 leta, od leta 1867 do 1869, in takrat so se osredotočili na analizo izgube energije, ki jih doživljajo vroči elementi.

Faza poučevanja

Od leta 1869 se je Ludwig Boltzmann posvetil poučevanju na Univerzi v Gradcu, drugi največji študijski hiši v Avstriji. Na tej univerzi je učil teoretično fiziko. Vzporedno s tem je Boltzmann nadaljeval svojo oblikovanje v nemških mestih v Berlinu in Heidelbergu.

Boltzmann je na Univerzi v Gradhu poučeval do leta 1873, v katerem je začel poučevati matematiko na Dunajski univerzi. Tri leta pozneje, leta 1876, se je vrnil v Graz, takrat je bil že prepoznan na znanstvenem področju kot rezultat vrste objavljenih del in različnih raziskav.

Maxwell-Boltzmann statistika

Ena najbolj izjemnih preiskav tistega časa je bila statistika Maxwell-Boltzmanna, ki sta jo razvila leta 1871.

Leta 1894 se je vrnil na Dunajsko univerzo, da bi nastopil kot profesor teoretične fizike. Takrat je bil Boltzmann prisiljen komunicirati z Ernstom Machom (1838-1916), fizičnim in filozofom, s katerimi je imel Boltzmann globoke razlike.

Toliko je bilo težav, ki so obstajali med tema dvema znanstvenikoma, za katere se je Boltzmann odločil, da odide v Leipzig, da se izognete stiku s Machom.

Ernst Mach je leta 1901 zaradi zdravstvenih razlogov zapustil svoje učno delo na Dunajski univerzi; Zato se je Boltzmann vrnil leta 1902 in ni le dobil le možnosti poučevanja teoretičnih fizičnih razredov, ampak je tudi prevzel vajeti stolčka za zgodovino in filozofijo znanosti, stvar, ki jo je Machi.

Hipoteza o atomu

Po vrnitvi na Dunajsko univerzo je Boltzmann začel javno podpirati hipotezo o obstoju atoma. Ta premisleka je imelo veliko kritik znanstvene skupnosti; Med najbolj trdnimi kritiki je bil Ernst Mach.

Nenehne kritike, ki jih je prejel pri svojem delu, so pri Boltzmannu zelo neugodne učinke, ki se po zgodovinskih zapisih ni zdelo, da ni imel miren značaj.

Boltzmann bi lahko bil človek intenzivnih in ekstremnih reakcij, kar kaže na ekstrovertirano in simpatično, ob drugih priložnostih.

Eden najbolj kritiziranih vidikov Boltzmannove izjave je bil, da je ta znanstvenik ugotovil, da je drugi zakon termodinamike, povezan z entropijo, v bistvu statistično.

To dejstvo je pomenilo, da se lahko pojavijo različni ustvarjeni scenariji kot posledica nihanj, kar je povzročilo rezultate, ki v tem zakonu niso bili predvideni.

Boltzmannovi kritiki so navedli, da nima smisla.

Smrt

Pritisk kot posledica močnih in nenehnih kritik, ki jih je Boltzmann odločil za življenje. Leta 1906 je bil na dopustu z družino v mestu Duino, ki se nahaja zelo blizu Trsta.

Medtem ko sta bila njegova žena in otroci na morju in uživali v počitnicah, se je Ludwig Boltzmann obesil v poletni hiši.

Vzroki za vaš samomor

Več zgodovinarjev je ugotovilo, da so vzroki njihovega samomora tesno povezani z dejstvom, da znanstvena skupnost ni priznala njihovih raziskav.

Govorilo se je, da je imel Boltzmann jasno in izrazito zavezano resnico. Del tega, kar je najbolj vplivalo.

Dejstvo, da je bila tradicija pomembnejša v okviru družbe, namesto inovacij, ki izhajajo iz novih transcendentalnih konceptov za zdaj, je Botlzmann depresi.

Drugi zgodovinarji kažejo, da so vzroki Boltzmannove smrti vključevali tudi druge elemente, saj je imel ta znanstvenik določene značilnosti, ki so v mnogih njegovih dejanjih označevale nestabilnost in neravnovesje.

Kmalu po njegovi smrti so člani te znanstvene skupnosti začeli ustvarjati dokaze, da so potrdili koncepte, ki jih je razvil Boltzmann, hkrati pa so bili vredni znanstvenega priznanja za njihove prispevke. To se je zgodilo le dve leti po tem, ko je umrl Boltzmann.

Konkretno so bile študije kemika Jeana Perrina, ki je potrdil resničnost Boltzmannove konstante, imenovane v čast znanstvenika, ki povezuje energijo z absolutno temperaturo. To je bilo dovolj, da je znanstvena skupnost prepričala obstoj atomov.

Boltzmannovi prispevki k znanosti

Boltzmannova enačba

Najbolj priznan prispevek Ludwiga Boltzmanna je pristop k enačbi, ki nosi njegovo ime: Boltzmannova enačba. Ta enačba je bila prvotno predlagana leta 1870 in je nato doživela nekaj razvoja.

Enačba, ki temelji na pojmih atomov in molekul, je določila verjetnost iskanja molekul v določenem stanju.

Z naslednjim razvojem je enačba postala koristna za izračun potencialnega ravnovesja pri ionskih vrstah in za opis konformacijskih sprememb bioloških molekul.

Statistična mehanika

Nekateri avtorji pravijo, da je bila Boltzmann prva oseba, ki je resnično uporabila statistiko pri preučevanju plinov.  Zahvaljujoč temu menijo, da so študije kinetične teorije postale študije statistične mehanike.

Za ta prispevek Boltzmanna mnogi prepoznajo kot oče statistične mehanike.

Ta disciplina je omogočila preučevanje lastnosti makroskopskih materialov in predmetov iz lastnosti njegovih atomov in molekul.

Entropija in načelo Boltzmanna

Čeprav je koncept entropije leta 1865 uvedel Rudolf Clausius, je Boltzmann pojem entropije prinesel v vsakdanje življenje.

Leta 1877 je Boltzmann nakazal, da je entropija merilo motnje stanja fizičnega sistema.

V skladu s tem konceptom je Boltzmann oblikoval enačbo za entropijo, znano kot načelo Boltzmanna.

Filozofija znanosti

Prispevki Boltzmanna k razvoju znanstvene filozofije so prav tako splošno priznani. Veliko njegovih idej na tem področju je bilo zbranih v njegovem besedilu Priljubljeni spisi, Objavljeno leta 1905.

Boltzmann je v znanosti preizkusil zelo raznolika filozofska vprašanja. Med njimi je razpravljal o izrazih kot realizmu in idealizmu. Kritiziral je tudi priznane filozofe, kot sta Kant in Hegel.

Boltzmann je trdno verjel, da filozofija lahko pomaga znanosti, da ne oblikuje nekoristnih vprašanj. Zato je Boltzmann sebe označil za realnega, čeprav so ga mnogi drugi opredelili kot pripadnost materialističnemu toku.

Reference

1. Rjava h. R. Myrvold w. UFFFINK j. Boltzmannov H-teorem, njene nezadovoljstva in rojstvo statistične mehanike. Študije zgodovine in filozofije sodobne fizike. 2009; 40(2): 174-191.
2. Dubois J. Ouanouou g. Rouzaire-Dubois b. Boltzmannova enačba v molekularni biologiji. Napredek v biofiziki in molekularni biologiji. 2009; 99(2): 87–93.
3. Flamm d. Ludwig Boltzmann in njegov vpliv na znanost. Študije zgodovine in filozofije znanosti. 1983; 14(4): 255–278.
4. Znanost a. Do.  Do spomenika za Ludwig Boltzmann. Znanost, nova serija. 1932 75(1944).
5. Swendsen R. H. Opombe k zgodovini statistične mehanike: po Boltzmannovih besedah. Physica A: Statistična mehanika in njegove aplikacije. 2010; 389(15), 2898-2901.
6. Williams m. M. R. Ludwig Boltzmann. Anali jedrske energije. 1977; 4(4-5): 145-159.