Лудвиг Болтзманн Биографија и прилози



Лудвиг Болтзманн (1844-1906) био је аустријски научник који се сматра оцем статистичке механике. Његов допринос у области науке био је неколико; Болцманова једначина и принцип, статистичка механика или Х теорема.

За своје доприносе и пионирске идеје, његово презиме је надалеко познато, не само међу научном заједницом, већ и од друштва у целини. Чак иу његову част постоји неколико умјетничких дјела и споменика који славе свој допринос.

Болцманов рад употпунио је научне радове од велике важности, као што су они које је направио Маквелл. Чак је и његов допринос имао широк утицај на рад Алберта Ајнштајна.

Болцманови радови су углавном развијени у физици, али је објавио и радове из других области као што су наука о животу и филозофија науке..

Индек

  • 1 Биограпхи
    • 1.1 Студије
    • 1.2
    • 1.3 Маквелл-Болтзманн Статистицс
    • 1.4 Хипотезе о атому
    • 1.5 Смрт
  • 2 Главни доприноси
    • 2.1 Болцманова једначина
    • 2.2 Статистичка механика
    • 2.3 Ентропија и Болцманов принцип
    • 2.4 Филозофија науке
  • 3 Референце

Биограпхи

Лудвиг Болтзманн је рођен 20. фебруара 1844. у Аустрији, у граду Бечу. У то вријеме ово подручје је било дио Аустро-Угарске Монархије. Лудвигову породицу карактерисало је то што је била богата, што је омогућавало могућност доброг образовања.

Поред породичне баштине, Лудвиг је имао и скромно богатство које је наследио од свог деде; ово му је помогло да плати студије без икаквих тешкоћа.

Са 15 година, Лудвиг је остао без родитеља као отац, тако да је дедино наследство било још корисније након што је у раној младости изгубио оца..

Студије

Болцманова прва обука била је у граду Линцу, у северној Аустрији, где се породица преселила. 

Историјски записи су показали да је Лудвиг Болтзманн од детињства био карактеристичан по томе што је био веома знатижељан, поред тога што је био веома заинтересован за учење, са великом амбицијом и, понекад, са немирним и узнемиреним ставовима..

Касније је ушао на Универзитет у Бечу, гдје је добио учења од славних личности као што су физичар Јосеф Степхан, математичар Јозсеф Микса Петзвал и физичар и математичар Андреас вон Еттингсхаусен.

Дипломирао је на овом универзитету 1866; Учитељ Болтзманнове докторске тезе био је само Јосеф Степхан, с којим је касније радио. Овај рад са Степханом трајао је 3 године, од 1867. до 1869. године, и тада су се фокусирали на анализу енергетских губитака које су искусили врући елементи.

Наставна фаза

Од 1869. Лудвиг Болтзманн се посветио предавању на Универзитету у Грацу, другој по величини студентској кући у Аустрији. У том универзитету предавао је теоријску физику. Паралелно са тим, Болцман је наставио обуку у немачким градовима Берлину и Хајделбергу.

Болцман је предавао на Универзитету у Грацу до 1873. године, када је почео да предаје математику на Универзитету у Бечу. У Грац се вратио три године касније, 1876. године, када је већ био признат у области науке као резултат серије објављених радова и разних истраживања..

Статистика Маквелл-Болтзманн

Једна од најистакнутијих истраживања тог времена била је статистика Маквелл-Болтзманна, коју су развили он и Маквелл 1871. године..

Током 1894. године вратио се на Бечки универзитет као професор теоријске физике. У то време Болцман је био принуђен да ступи у интеракцију са физичарем и филозофом Ернст Мачем, са којим је Болтзманн имао дубоке разлике..

Толико је било проблема који су постојали између ова два научника, да је Болцман одлучио да оде у Лајпциг како би избегао контакт са Мачем..

Ернст Мацх је 1901. године напустио свој посао на универзитету у Бечу због здравствених разлога; Стога се Болцман вратио 1902. и не само да је поново добио могућност подучавања теоретске физике, већ је узео и управу катедре за историју и филозофију науке, предмет који је раније предавао Мацх..

Хипотеза о атому

По повратку на Универзитет у Бечу, Болцман је почео да објављује своју подршку хипотези о постојању атома. Ово разматрање је критиковано од стране научне заједнице; међу најоштријим критичарима био је Ернст Мацх.

Стална критика коју је добио према свом раду изазвао је веома неповољан ефекат на Болцманова, који, према историјским записима, није имао смирен карактер.

Чини се да је Болтзманн био човјек интензивних и екстремних реакција, био је у стању показати да је екстровертиран и пријатељски и, у другим приликама, врло интровертан и са тенденцијом ка депресији..

Један од најкритичнијих аспеката Болцманових изјава био је да је овај научник утврдио да је други закон термодинамике, повезан с ентропијом, у суштини статистички по природи..

Ова чињеница имплицира да би се могли генерисати различити сценарији који су настали као посљедица осцилација, што би довело до резултата који нису предвиђени овим законом..

Болцманови критичари су указали да је бесмислено повезивати статистичку домену са законима термодинамике, будући да су закони сматрали апсолутним питањима, и нису могли прихватити да овај закон фундаменталног карактера има варијабилне карактеристике..

Смрт

Притисак који је био резултат снажне и сталне критике Болтзманну, натерао га је да се одлучи за свој живот. Године 1906. био је на одмору са својом породицом у граду Дуину, који се налази у непосредној близини Трста.

Док су његова жена и дјеца били на мору, уживајући у празницима, Лудвиг Болтзманн се објесио у љетниковцу.

Узроци

Неколико историчара је утврдило да су узроци његовог самоубиства уско повезани са чињеницом да научна заједница није признала његове истраге као истините.

Речено је да је Болцман имао јасну и изражену посвећеност истини. Део онога што је највише утицало на њега била је чињеница да је наишао на истину о постојању атома и да је сведочио како друштво његовог времена није ценило ово откриће, за које је очекивао да може бити битно за садашњу генерацију и за многе будуће генерације..

Чињеница да је традиција била важнија у оквиру друштва, уместо иновација изведених из нових трансценденталних концепата за време, довела је до тога да је Ботлзманн постао депресиван.

Други историчари указују да су узроци Болцманове смрти укључивали и друге елементе, будући да је овај научник имао одређене особине које су означавале нестабилност и неравнотежу у многим његовим поступцима..

Убрзо након његове смрти, чланови ове научне заједнице почели су да генеришу доказе који су поткрепили концепте које је развио Болцман, а истовремено су га учинили вредним научног признања за његов допринос. То се десило само две године након што је Болтзманн умро.

Управо су студије хемичара-физичара Жана Перина потврдиле истинитост Болцманове константе, назване по научнику, који повезује енергију са апсолутном температуром. То је било довољно да се научна заједница убеди у постојање атома.

Главни доприноси

Болцманова једначина

Најзнацајнији допринос Лудвига Болтзманна је приступ једнацине која носи његово име: Болцманова једнацина. Ова једначина првобитно га је предложила 1870. године, а потом је дошло до одређених промјена.

Једначина, заснована на појмовима атома и молекула, дефинисала је вероватноћу проналажења молекула у датом стању.

Са каснијим развојем, једначина је постала корисна за израчунавање потенцијалног баланса у врстама јона и за описивање конформационих промена биолошких молекула.

Статистичка механика

Неки аутори тврде да је Болцман био прва особа која је истински применила статистику у проучавању гасова.

Захваљујући томе они сматрају да су студије кинетичке теорије биле студије статистичке механике.

За овај допринос, Болцман је признат од многих као отац статистичке механике.

Ова дисциплина је омогућила проучавање својстава материјала и макроскопских објеката од својстава њихових атома и молекула.

Ентропија и Болцманов принцип

Иако је 1865. године Рудолф Цлаусиус увео концепт ентропије, Болцман је схватио ентропију у свакодневни живот.

Болтсман је 1877. године указао да је ентропија мера поремећаја стања физичког система.

Под тим концептом, Болцман је формулисао једначину за ентропију познату као Болцманов принцип.

Филозофија науке

Болцманови доприноси развоју филозофије науке су такођер широко признати. 

Многе његове идеје у овој области сакупљене су у његовом тексту "Популарна писања", објављеном 1905. године.

Болцман је филозофске теме у науци третирао веома различито. Међу њима је говорио о терминима као што су реализам и идеализам. Такође сам критиковао познате филозофе као што су Кант и Хегел.

Болцман је чврсто веровао да филозофија може помоћи науци да не поставља бескорисна питања. Из тог разлога, Болцман је себе назвао реалистом, иако су га многи други идентификовали као припадника материјалистичке струје.

Референце

  1. Бровн Х. Р. Мирволд В. Уффинк Ј. Болтзманова Х-теорема, њени незадовољства и рођење статистичке механике. Студије историје и филозофије модерне физике. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Дубоис Ј. Оуаноуноу Г. Роузаире-Дубоис Б. Болцманова једнаџба у молекуларној биологији. Напредак у биофизици и молекуларној биологији. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Фламм Д. Лудвиг Болтзманн и његов утицај на науку. Студије историје и филозофије науке. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Наука А. А. Споменик Лудвигу Болцману. Наука, нова серија. 1932 75(1944).
  5. Свендсен Р. Х. Фусноте у историји статистичке механике: У Болтзманновим речима. Пхисица А: Статистичка механика и њене примене. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Виллиамс М. М. Лудвиг Болтзманн. Анналс оф Нуцлеар Енерги. 1977; 4(4-5): 145-159.