Ludwig Boltzmann Biografi och bidrag

2837
Egbert Haynes

Ludwig boltzmann (1844-1906) var en österrikisk forskare som ansågs fadern till statistisk mekanik. Hans bidrag inom vetenskapen var olika; Boltzmanns ekvation och princip, statistisk mekanik eller H therorem.

För hans bidrag och banbrytande idéer är hans efternamn allmänt känt, inte bara bland det vetenskapliga samfundet utan också av samhället i allmänhet. Till hans ära finns det till och med flera konstnärliga verk och monument som firar hans bidrag..

Porträtt av forskaren Ludwig Boltzmann

Boltzmanns arbete kompletterade vetenskapligt arbete av stor betydelse, såsom det som utfördes av Maxwell. Deras bidrag hade till och med ett brett inflytande på Albert Einsteins arbete.

Boltzmanns verk utvecklades huvudsakligen inom fysik, men han publicerade också verk relaterade till andra områden som biovetenskap och vetenskapsfilosofi.

Artikelindex

  • 1 Biografi
    • 1.1 Studier
    • 1.2 Undervisningsstadium
    • 1.3 Maxwell-Boltzmann-statistik
    • 1.4 Hypotes om atomen
    • 1.5 Död
  • 2 Huvudbidrag
    • 2.1 Boltzmann-ekvationen
    • 2.2 Statistisk mekanik
    • 2.3 Entropi och Boltzmanns princip
    • 2.4 Vetenskapens filosofi
  • 3 Referenser

Biografi

Ludwig Boltzmann föddes den 20 februari 1844 i Österrike, i staden Wien. Vid den tiden var detta område en del av det österrikisk-ungerska riket. Ludwigs familj kännetecknades av att vara rik, vilket gjorde det möjligt för honom att ha en bra utbildning.

Förutom sina familjetillgångar hade Ludwig också en blygsam förmögenhet som ärvts från sin farfar; detta hjälpte honom att betala för sina studier utan att ha några svårigheter.

Vid 15 års ålder var Ludwig föräldralös, så detta arv från hans farfar tjänade honom ännu mer efter att ha lämnats utan far i ung ålder..

Studier

Boltzmanns första träning var i staden Linz, i norra Österrike, dit familjen hade flyttat. 

Historiska uppgifter har kunnat visa att Ludwig Boltzmann sedan barndomen karaktäriserades av att vara extremt nyfiken, förutom att vara mycket intresserad av att lära, med stor ambition och ibland med rastlösa och oroliga attityder.

Senare gick han in i universitetet i Wien, där han fick undervisning från berömda figurer som fysikern Josef Stephan, matematikern József Miksa Petzval och fysikern och matematikern Andreas von Ettingshausen..

Han tog examen från detta universitet 1866; handledaren för Boltzmanns doktorsavhandling var just Josef Stephan, med vilken han senare arbetade. Detta arbete med Stephan varade i tre år, från 1867 till 1869, och vid den tiden fokuserade de på att analysera energiförlusterna som upplevs av heta element..

Undervisningsstadiet

Från och med 1869 ägnade Ludwig Boltzmann sig åt undervisning vid universitetet i Graz, det näst största universitetet i Österrike. Vid det universitetet gav han lektioner i teoretisk fysik. Parallellt med detta fortsatte Boltzmann sin utbildning i de tyska städerna Berlin och Heidelberg.

Boltzmann undervisade vid universitetet i Graz fram till 1873, året då han började undervisa i matematik vid universitetet i Wien. Han återvände till Graz tre år senare, 1876, då han redan var erkänd inom vetenskapen som ett resultat av en serie publicerade verk och olika undersökningar.

Maxwell-Boltzmann-statistik

En av de mest framstående undersökningarna på den tiden var Maxwell-Boltzmann-statistiken, utvecklad av honom och Maxwell 1871.

Under 1894 återvände han till universitetet i Wien för att arbeta som professor i teoretisk fysik. Vid den tiden tvingades Boltzmann att interagera med Ernst Mach, en fysiker och filosof som Boltzmann hade stora skillnader med..

Så många var de problem som fanns mellan dessa två forskare, att Boltzmann bestämde sig för att åka till Leipzig för att undvika att vara i kontakt med Mach.

Ernst Mach lämnade sitt lärararbete vid universitetet i Wien 1901 av hälsoskäl; Därför återvände Boltzmann 1902 och fick inte bara möjligheten att undervisa teoretiska fysikklasser, utan tog också ledningen för ordföranden för historia och vetenskapsfilosofi, ett ämne som tidigare undervisats av Mach.

Hypotes om atomen

När han återvände till universitetet i Wien började Boltzmann offentliggöra sitt stöd för hypotesen om atomens existens. Denna övervägande kritiserades allmänt av det vetenskapliga samfundet Bland de starkaste kritikerna var Ernst Mach.

Den ständiga kritiken han fick för sitt arbete hade en mycket ogynnsam effekt på Boltzmann, som enligt historiska uppgifter inte verkar ha haft en lugn karaktär..

Snarare verkar Boltzmann ha varit en man med intensiva och extrema reaktioner, som kunde visa sig vara utåtriktad och vänlig och vid andra tillfällen mycket introvert och benägen för depression.

En av de mest kritiserade aspekterna av Boltzmanns uttalanden var att den här forskaren bestämde att termodynamikens andra lag, relaterad till entropi, i huvudsak var statistisk..

Detta faktum innebar att olika scenarier kunde genereras till följd av svängningar, vilket skulle ge upphov till resultat som inte förutsågs i denna lag..

Kritikerna av Boltzmann antydde att det inte var vettigt att koppla det statistiska fältet med termodynamikens lagar, eftersom de ansåg att lagarna var absoluta frågor och inte kunde acceptera att denna grundläggande lag hade variabla egenskaper.

Död

Trycket till följd av den starka och ständiga kritiken mot Boltzmann fick honom att besluta att ta sitt liv. 1906 var han på semester med sin familj i staden Duino, som ligger mycket nära Trieste..

Medan hans fru och barn var till sjöss och njöt av semestern hängde Ludwig Boltzmann sig i sommarstugan.

Orsaker

Olika historiker har bestämt att orsakerna till hans självmord var nära relaterade till det faktum att det vetenskapliga samfundet inte erkände hans forskning som sanningsenlig.

Boltzmann sägs ha haft ett tydligt och tydligt engagemang för sanningen. En del av det som påverkade honom mest var det faktum att han hittade en sanning om atomens existens och bevittnade hur hans tids samhälle inte uppskattade denna upptäckt, som han förväntade sig kunde vara avgörande för den nuvarande generationen och för många framtida generationer..

Det faktum att tradition var viktigare inom ramen för ett samhälle snarare än innovationer härledda från nya begrepp transcendentala för tiden, fick Botlzmann att bli deprimerad..

Andra historiker indikerar att orsakerna till Boltzmanns död också inkluderade andra element, eftersom denna forskare hade vissa egenskaper som angav instabilitet och obalans i många av hans handlingar.

Strax efter hans död började medlemmar av detta vetenskapssamhälle generera bevis som bekräftade de koncept som utvecklats av Boltzmann, samtidigt som de fick honom vetenskapligt erkännande för hans bidrag. Detta hände bara två år efter att Boltzmann dog..

Det var specifikt studierna av kemisten-fysikern Jean Perrin som bekräftade sanningen av Boltzmanns konstant, uppkallad efter forskaren, som förbinder energi med absolut temperatur. Detta räckte för att övertyga det vetenskapliga samfundet om attomer finns..

Huvudbidrag

Boltzmanns ekvation

Det mest erkända bidraget från Ludwig Boltzmann är tillvägagångssättet för ekvationen som bär hans namn: Boltzmann-ekvationen. Denna ekvation föreslogs ursprungligen 1870 och genomgick senare en del utveckling.

Ekvationen, baserad på begreppen atomer och molekyler, definierade sannolikheten för att hitta molekylerna i ett givet tillstånd.

Med senare utveckling blev ekvationen användbar för att beräkna den potentiella jämvikten i jonarter och för att beskriva konformationsförändringar av biologiska molekyler..

Statistisk mekanik

Vissa författare hävdar att Boltzmann var den första personen som verkligen tillämpade statistik i studien av gaser.

Tack vare detta anser de att studierna om kinetisk teori blev studier av statistisk mekanik..

För detta bidrag erkänns Boltzmann av många som far till statistisk mekanik.

Denna disciplin har gjort det möjligt att studera egenskaperna hos material och makroskopiska objekt från egenskaperna hos deras atomer och molekyler..

Entropi och Boltzmanns princip

Även om begreppet entropi hade introducerats av Rudolf Clausius 1865, tog Boltzmann föreställningen om entropi i vardagen..

1877 indikerade Boltzmann att entropi är ett mått på störningen i tillståndet i ett fysiskt system.

Enligt detta koncept formulerade Boltzmann en ekvation för entropi som kallas Boltzmanns princip.

Vetenskapens filosofi

Boltzmanns bidrag till utvecklingen av vetenskapens filosofi är också allmänt erkända. 

Många av hans idéer inom detta område samlades i hans text "Populära skrifter" som publicerades 1905.

Boltzmann behandlade mycket varierande filosofiska ämnen inom vetenskapen. Bland dem diskuterade han termer som realism och idealism. Jag kritiserar också kända filosofer som Kant och Hegel.

Boltzmann trodde bestämt att filosofin kunde hjälpa vetenskapen att inte ställa värdelösa frågor. Av denna anledning kallade Boltzmann sig själv som en realist, även om många andra identifierade honom som tillhörande den materialistiska strömmen.

Referenser

  1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmanns H-sats, dess missnöje och födelsen av statistisk mekanik. Studier i modern fysiks historia och filosofi. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmann-ekvationen i molekylärbiologi. Framsteg inom biofysik och molekylärbiologi. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann och hans inflytande på vetenskap. Studier i historia och vetenskapsfilosofi. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Vetenskap A. A. Ett monument för Ludwig Boltzmann. Vetenskap, ny serie. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Fotnoter till statistikmekanikens historia: Med Boltzmanns ord. Physica A: Statistisk mekanik och dess tillämpningar. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Annaler av kärnenergi. 1977; 4(4-5): 145-159.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.