Людвиг Больцманн Биография и материалы



Людвиг Больцман (1844-1906) был австрийским ученым, считающимся отцом статистической механики. Его вклад в области науки был несколько; уравнение и принцип Больцмана, статистическая механика или теорема Н.

За его вклад и новаторские идеи его фамилия широко известна не только среди научного сообщества, но и всего общества. Даже в его честь есть несколько художественных произведений и памятников, которые отмечают их вклад.

Работа Больцмана дополняла научные работы, имеющие большое значение, например, работы Максвелла. Даже его вклад оказал большое влияние на работу Альберта Эйнштейна..

Работы Больцмана были в основном развиты в физике, однако он также опубликовал работы, связанные с другими областями, такими как науки о жизни и философия науки..

индекс

  • 1 Биография
    • 1.1 Исследования
    • 1.2 Стадия обучения
    • 1.3 Статистика Максвелла-Больцмана
    • 1.4 Гипотезы об атоме
    • 1.5 Смерть
  • 2 Основные вклады
    • 2.1 Уравнение Больцмана
    • 2.2 Статистическая механика
    • 2.3 Энтропия и принцип Больцмана
    • 2.4 Философия науки
  • 3 Ссылки

биография

Людвиг Больцман родился 20 февраля 1844 года в Австрии, в городе Вена. В то время этот район входил в состав Австро-Венгерской империи. Семья Людвига характеризовалась богатством, что позволяло иметь хорошее образование.

В дополнение к наследию его семьи, у Людвига также было скромное состояние, унаследованное от его деда; это помогло ему оплатить учебу без каких-либо трудностей.

В 15 лет Людвиг осиротел как отец, так что наследство дедушки стало еще более полезным после потери отца в молодом возрасте.

исследования

Первая тренировка Больцмана прошла в городе Линц на севере Австрии, куда семья переехала. 

Исторические записи смогли продемонстрировать, что с детства Людвига Больцмана характеризовали как чрезвычайно любопытный человек, в дополнение к тому, что он был очень заинтересован в обучении, с большими амбициями и, иногда, с беспокойными и тревожными отношениями..

Позже он поступил в Венский университет, где получил учения от выдающихся деятелей, таких как физик Йозеф Стефан, математик Йожеф Микса Петцваль и физик и математик Андреас фон Эттингсхаузен..

Окончил этот университет в 1866 году; Наставником докторской диссертации Больцмана был именно Йозеф Стефан, с которым он впоследствии работал. Эта работа со Стефаном длилась 3 года, с 1867 по 1869 год, и в то время они сосредоточились на анализе потерь энергии, вызванных горячими элементами.

Учебный этап

С 1869 года Людвиг Больцман посвятил себя преподаванию в Университете Граца, второго по величине студенческого дома в Австрии. В этом университете он преподавал теоретическую физику. Параллельно с этим Больцман продолжил обучение в немецких городах Берлине и Гейдельберге..

Больцман преподавал в университете Граца до 1873 года, когда он начал преподавать математику в университете Вены. Он вернулся в Грац три года спустя, в 1876 году, когда он был уже признан в области науки в результате серии опубликованных работ и различных исследований.

Статистика Максвелла-Больцмана

Одним из наиболее выдающихся исследований того времени была статистика Максвелла-Больцмана, разработанная им и Максвеллом в 1871 году..

В 1894 году он вернулся в Венский университет, чтобы выступить в качестве профессора теоретической физики. В то время Больцман был вынужден взаимодействовать с Эрнстом Махом, физиком и философом, с которым у Больцмана были глубокие различия.

Так много проблем было между этими двумя учеными, что Больцман решил поехать в Лейпциг, чтобы избежать контакта с Махом..

Эрнст Мах оставил свою преподавательскую работу в Венском университете в 1901 году по состоянию здоровья; поэтому Больцман вернулся в 1902 году и не только снова получил возможность преподавать теоретическую физику, но и взял на себя управление кафедрой истории и философии науки, предметом, ранее преподававшим Махом..

Гипотеза об атоме

После возвращения в Венский университет Больцман начал обнародовать свою поддержку гипотезы о существовании атома. Это соображение было раскритиковано научным сообществом; среди самых стойких критиков был Эрнст Мах.

Постоянная критика, которую он получил в отношении своей работы, оказала очень неблагоприятное влияние на Больцмана, который, согласно историческим записям, похоже, не имел спокойного характера.

Скорее, Больцман, похоже, был человеком интенсивных и экстремальных реакций, будучи способным демонстрировать экстравертность и дружелюбие, а в других случаях - очень интровертность и склонность к депрессии..

Одним из наиболее критикуемых аспектов заявлений Больцмана было то, что этот ученый определил, что второй закон термодинамики, связанный с энтропией, был по существу статистическим по своей природе..

Этот факт подразумевал, что могут генерироваться различные сценарии, генерируемые в результате колебаний, что приведет к результатам, которые не были предусмотрены в этом законе..

Критики Больцмана указывали, что бессмысленно связывать статистическую область с законами термодинамики, поскольку они считают законы абсолютными вопросами и не могут принять тот факт, что этот закон фундаментального характера имеет переменные характеристики..

смерть

Давление в результате сильной и постоянной критики в адрес Больцмана заставило его решить покончить с собой. В 1906 году он отдыхал со своей семьей в городе Дуино, расположенном в непосредственной близости от Триеста..

Пока его жена и дети были в море, наслаждаясь праздниками, Людвиг Больцман повесился в летнем домике.

причины

Некоторые историки определили, что причины его самоубийства были тесно связаны с тем фактом, что научное сообщество не признало его исследования правдивыми..

Говорят, что Больцман имел четкую и заметную приверженность истине. Часть того, что больше всего повлияло на него, - это то, что он столкнулся с правдой о существовании атома и стал свидетелем того, как общество его времени не ценило это открытие, которое, как он ожидал, может быть важным для нынешнего поколения и для многих будущих поколений..

Тот факт, что традиция была более важной в рамках общества, а не нововведений, основанных на новых трансцендентальных концепциях того времени, вызвал у Ботлцманна депрессию.

Другие историки указывают, что причины смерти Больцмана также включали другие элементы, так как этот ученый имел определенные особенности, которые обозначали нестабильность и дисбаланс во многих его действиях.

Вскоре после его смерти члены этого научного сообщества начали собирать доказательства, подтверждающие концепции, разработанные Больцманом, и в то же время они сделали его достойным научного признания за его вклад. Это произошло всего через два года после смерти Больцмана.

Именно исследования химика-физика Джина Перрена подтвердили достоверность постоянной Больцмана, названной в честь ученого, который связывает энергию с абсолютной температурой. Этого было достаточно для научного сообщества, чтобы убедиться в существовании атомов.

Основные вклады

Уравнение Больцмана

Наиболее признанным вкладом Людвига Больцмана является подход уравнения, которое носит его имя: уравнение Больцмана. Это уравнение первоначально предложило его в 1870 году и впоследствии претерпело некоторые изменения.

Уравнение, основанное на понятиях атомов и молекул, определило вероятность нахождения молекул в данном состоянии..

С последующими разработками уравнение стало полезным для расчета потенциального баланса в ионных разновидностях и для описания конформационных изменений биологических молекул.

Статистическая механика

Некоторые авторы утверждают, что Больцман был первым человеком, который действительно применил статистику при изучении газов.

Благодаря этому они считают, что исследования кинетической теории оказались исследованиями статистической механики..

За этот вклад Больцман признан многими как отец статистической механики.

Эта дисциплина позволила изучить свойства материалов и макроскопических объектов по свойствам их атомов и молекул..

Энтропия и принцип Больцмана

Хотя концепция энтропии была введена Рудольфом Клаузиусом в 1865 году, Больцман перенял понятие энтропии в повседневной жизни..

В 1877 году Больцман указал, что энтропия является мерой беспорядка состояния физической системы.

Согласно этой концепции, Больцман сформулировал уравнение для энтропии, известное как принцип Больцмана..

Философия науки

Вклад Больцмана в развитие философии науки также широко признан. 

Многие из его идей в этой области были собраны в его тексте «Популярные произведения», опубликованном в 1905 году..

Больцман относился к философским предметам в науке очень разнообразно. Среди них он обсуждал такие термины, как реализм и идеализм. Я также критиковал известных философов, таких как Кант и Гегель.

Больцман твердо верил, что философия может помочь науке не задавать бесполезных вопросов. По этой причине Больцман называл себя реалистом, хотя многие другие идентифицировали его как принадлежащего материалистическому течению..

ссылки

  1. Браун Х. Р. Мирволд У. Уффинк H-теорема Больцмана, ее несоответствия и рождение статистической механики. Исследования по истории и философии современной физики. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Дюбуа Дж. Ууануну Г. Роузер-Дюбуа Б. Уравнение Больцмана в молекулярной биологии. Прогресс в области биофизики и молекулярной биологии. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Фламм Д. Людвиг Больцман и его влияние на науку. Исследования по истории и философии науки. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Наука А. А. Памятник Людвигу Больцману. Наука, Новая серия. 1932 75(1944).
  5. Свендсен Р. Х. Сноски к истории статистической механики: в словах Больцмана. Физика А. Статистическая механика и ее приложения. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Уильямс М. М. Р. Людвиг Больцман. Летопись атомной энергетики. 1977; 4(4-5): 145-159.