Ludwig Boltzmann Životopis a příspěvky

1935
David Holt

Ludwig Boltzmann (1844-1906) byl rakouský vědec považován za otce statistické mechaniky. Jeho příspěvky v oblasti vědy byly různé; Boltzmannova rovnice a princip, statistická mechanika nebo H-věta.

Pro své příspěvky a průkopnické myšlenky je jeho příjmení široce známé, a to nejen mezi vědeckou komunitou, ale i společností obecně. Na jeho počest je dokonce několik uměleckých děl a pomníků, které oslavují jeho příspěvky..

Portrét vědce Ludwiga Boltzmanna

Boltzmannova práce doplnila vědeckou práci velkého významu, jakou provedla Maxwell. Jejich příspěvky měly dokonce široký vliv na práci prováděnou Albertem Einsteinem.

Boltzmann díla byla vyvinuta hlavně ve fyzice, ale také publikoval práce týkající se jiných oborů, jako jsou vědy o životě a filozofie vědy.

Rejstřík článků

  • 1 Životopis
    • 1.1 Studie
    • 1.2 Fáze výuky
    • 1.3 Statistika Maxwell-Boltzmann
    • 1.4 Hypotéza o atomu
    • 1.5 Smrt
  • 2 Hlavní příspěvky
    • 2.1 Boltzmannova rovnice
    • 2.2 Statistická mechanika
    • 2.3 Entropie a Boltzmannův princip
    • 2.4 Filozofie vědy
  • 3 Odkazy

Životopis

Ludwig Boltzmann se narodil 20. února 1844 v Rakousku ve Vídni. V té době byla tato oblast součástí Rakouska-Uherska. Ludwigova rodina byla charakteristická tím, že byla bohatá, což mu umožnilo mít dobré vzdělání.

Kromě svých rodinných aktiv měl Ludwig také skromné ​​jmění zděděné po svém dědečkovi; to mu pomohlo zaplatit za studium bez jakýchkoli obtíží.

V patnácti letech Ludwig osiřel, takže toto dědictví po jeho dědečkovi mu sloužilo ještě více poté, co byl v mladém věku bez otce..

Studie

První Boltzmannovo školení bylo ve městě Linz v severním Rakousku, kam se rodina přestěhovala. 

Historické záznamy dokazují, že od dětství se Ludwig Boltzmann vyznačoval tím, že byl velmi zvědavý, kromě velkého zájmu o učení, s velkými ambicemi a občas i neklidnými a úzkostnými postoji.

Později nastoupil na vídeňskou univerzitu, kde získal učení od slavných osobností, jako je fyzik Josef Stephan, matematik József Miksa Petzval a fyzik a matematik Andreas von Ettingshausen..

Tuto univerzitu absolvoval v roce 1866; školitelem Boltzmannovy disertační práce byl právě Josef Stephan, se kterým později spolupracoval. Tato práce se Stephanem trvala 3 roky, od roku 1867 do roku 1869, a v té době se zaměřila na analýzu energetických ztrát, které zažívají horké prvky..

Fáze výuky

Od roku 1869 se Ludwig Boltzmann věnoval pedagogické činnosti na univerzitě ve Štýrském Hradci, druhé největší univerzitě v Rakousku. Na této univerzitě přednášel teoretickou fyziku. Souběžně s tím Boltzmann pokračoval ve výcviku v německých městech Berlín a Heidelberg.

Boltzmann učil na univerzitě ve Štýrském Hradci až do roku 1873, kdy začal učit matematiku na vídeňské univerzitě. Do Grazu se vrátil o tři roky později, v roce 1876, kdy byl již uznáván v oblasti vědy jako výsledek řady publikovaných prací a různých výzkumů.

Statistika Maxwell-Boltzmann

Jedním z nejvýznamnějších výzkumů té doby byla statistika Maxwella-Boltzmanna vyvinutá jím a Maxwellem v roce 1871.

V průběhu roku 1894 se vrátil na vídeňskou univerzitu, kde pracoval jako profesor teoretické fyziky. V té době byl Boltzmann nucen komunikovat s Ernstem Machem, fyzikem a filozofem, s nímž měl Boltzmann hluboké rozdíly..

Mezi těmito dvěma vědci existovalo tolik problémů, že se Boltzmann rozhodl odejít do Lipska, aby se vyhnul kontaktu s Machem.

Ernst Mach opustil svoji pedagogickou práci na vídeňské univerzitě v roce 1901 ze zdravotních důvodů; Boltzmann se proto v roce 1902 vrátil a nejenže znovu získal možnost vyučovat hodiny teoretické fyziky, ale také převzal otěže předsedy dějin a filozofie vědy, předmětu, který dříve vyučoval Mach.

Hypotéza o atomu

Po svém návratu na vídeňskou univerzitu začal Boltzmann zveřejňovat svou podporu hypotéze o existenci atomu. Tato úvaha byla široce kritizována vědeckou komunitou; Mezi nejodolnější kritiky patřil Ernst Mach.

Neustálá kritika, kterou za svou práci dostal, měla velmi nepříznivý dopad na Boltzmanna, který podle historických záznamů nevypadá, že měl klidný charakter..

Boltzmann se spíše zdá být mužem intenzivních a extrémních reakcí, dokáže prokázat odvahu a přátelství a jindy je velmi introvertní a náchylný k depresím..

Jedním z nejkritizovanějších aspektů Boltzmannova tvrzení bylo, že tento vědec určil, že druhý zákon termodynamiky související s entropií má v zásadě statistickou povahu..

Tato skutečnost naznačovala, že v důsledku oscilací lze vytvořit různé scénáře, které by vedly k výsledkům, které tento zákon nepředpokládá..

Kritici Boltzmanna naznačili, že nemá smysl spojovat statistické pole se zákony termodynamiky, protože se domnívají, že zákony jsou absolutní otázkou, a nemohou akceptovat, že tento základní zákon má proměnné charakteristiky.

Smrt

Tlak v důsledku silné a neustálé kritiky Boltzmanna způsobil, že se rozhodl vzít si život. V roce 1906 byl na dovolené se svou rodinou ve městě Duino, které se nachází velmi blízko Terstu..

Zatímco jeho žena a děti byly na moři a užívaly si prázdniny, Ludwig Boltzmann se oběsil v altánku.

Příčiny

Různí historici zjistili, že příčiny jeho sebevraždy úzce souvisely se skutečností, že vědecká komunita neuznala jeho výzkum jako pravdivý.

O Boltzmannovi se říká, že měl jasný a jasný závazek k pravdě. Část toho, co ho nejvíce ovlivnilo, byla skutečnost, že našel pravdu o existenci atomu a byl svědkem toho, jak společnost své doby neocenila tento objev, o kterém předpokládal, že by mohl být nezbytný pro současnou generaci a pro mnoho budoucích generace..

Skutečnost, že tradice byla důležitější v rámci společnosti, než inovace odvozené z nových časově transcendentálních konceptů, způsobila, že Botlzmann byl v depresi..

Jiní historici naznačují, že příčiny Boltzmannovy smrti zahrnovaly i další prvky, protože tento vědec měl určité rysy, které naznačovaly nestabilitu a nerovnováhu v mnoha jeho činech.

Krátce po jeho smrti začali členové této vědecké komunity získávat důkazy, které potvrzují koncepty vyvinuté Boltzmannem, a zároveň mu za jeho příspěvky získali vědecké uznání. Stalo se tak pouhé dva roky poté, co Boltzmann zemřel..

Konkrétně to byly studie chemika-fyzika Jeana Perrina, které potvrdily pravdivost Boltzmannovy konstanty, pojmenované podle vědce, která spojuje energii s absolutní teplotou. To stačilo k přesvědčení vědecké komunity o existenci atomů..

Hlavní příspěvky

Boltzmannova rovnice

Nejuznávanějším příspěvkem Ludwiga Boltzmanna je přístup k rovnici, která nese jeho jméno: Boltzmannova rovnice. Tato rovnice byla původně navržena v roce 1870 a později prošla určitým vývojem.

Rovnice, založená na pojmech atomů a molekul, definovala pravděpodobnost nalezení molekul v daném stavu.

S pozdějším vývojem se rovnice stala užitečnou pro výpočet potenciální rovnováhy v iontových druzích a pro popis konformačních změn biologických molekul..

Statistická mechanika

Někteří autoři tvrdí, že Boltzmann byl první osobou, která skutečně použila statistiku při studiu plynů.

Díky tomu se domnívají, že studium kinetické teorie se stalo studiem statistické mechaniky..

Za tento příspěvek je Boltzmann mnohými uznáván jako otec statistické mechaniky.

Tato disciplína umožnila studovat vlastnosti materiálů a makroskopických objektů z vlastností jejich atomů a molekul..

Entropie a Boltzmannův princip

Ačkoli koncept entropie zavedl Rudolf Clausius v roce 1865, Boltzmann vnesl pojem entropie do každodenního života..

V roce 1877 Boltzmann naznačil, že entropie je mírou poruchy stavu fyzického systému.

V rámci tohoto konceptu formuloval Boltzmann rovnici pro entropii známou jako Boltzmannův princip.

Filozofie vědy

Boltzmannovy příspěvky k rozvoji filozofie vědy jsou rovněž široce uznávány. 

Mnoho z jeho nápadů v této oblasti bylo shromážděno v jeho textu „Populární spisy“ publikovaném v roce 1905.

Boltzmann se vědou zabýval velmi rozmanitými filozofickými tématy. Mezi nimi diskutoval o pojmech jako realismus a idealismus. Kritizuji také renomované filozofy jako Kant a Hegel.

Boltzmann pevně věřil, že filozofie může pomoci vědě nekládat zbytečné otázky. Z tohoto důvodu se Boltzmann o sobě zmiňoval jako o realistovi, ačkoli mnoho dalších ho označilo za příslušníka materialistického proudu.

Reference

  1. H-věta Browna H. R. Myrvolda W. Uffinka J. Boltzmanna, jeho nespokojenosti a zrod statistické mechaniky. Studium v ​​historii a filozofii moderní fyziky. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmannova rovnice v molekulární biologii. Pokrok v biofyzice a molekulární biologii. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann a jeho vliv na vědu. Studie z historie a filozofie vědy. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Science A. A. Monument for Ludwig Boltzmann. Věda, nová série. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Poznámky pod čarou k historii statistické mechaniky: Boltzmannovými slovy. Physica A: Statistická mechanika a její aplikace. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Annals of Nuclear Energy. 1977; 4(4-5): 145-159.

Zatím žádné komentáře