Ludwig Boltzmann Biografi og Bidrag



Ludwig Boltzmann (1844-1906) var en østerriksk forsker regnet som far til statistisk mekanikk. Hans bidrag innen vitenskapen var flere; Boltzmann-ligningen og -prinsippet, statistisk mekanikk eller H-teorien.

For hans bidrag og banebrytende ideer er hans etternavn kjent, ikke bare blant det vitenskapelige samfunn, men også av samfunnet generelt. Til æren er det flere kunstneriske verk og monumenter som feirer sine bidrag.

Boltzmanns arbeid suppleres med vitenskapelige verk av stor betydning, som de som er laget av Maxwell. Selv hans bidrag hadde stor innflytelse på Albert Einsteins arbeid.

Boltzmanns arbeider ble hovedsakelig utviklet i fysikk, men han publiserte også verk relatert til andre felt som biovitenskap og vitenskapsfilosofi.

index

  • 1 Biografi
    • 1.1 Studier
    • 1.2 Undervisningsfase
    • 1.3 Maxwell-Boltzmann Statistikk
    • 1.4 Hypoteser om atomet
    • 1,5 død
  • 2 Hovedbidrag
    • 2.1 Boltzmann-ligningen
    • 2.2 Statistisk mekanikk
    • 2.3 Entropi og Boltzmann-prinsippet
    • 2.4 Vitenskapsfilosofi
  • 3 referanser

biografi

Ludwig Boltzmann ble født 20. februar 1844 i Østerrike, i byen Wien. På den tiden var dette området en del av det østro-ungarske imperiet. Ludvigs familie ble preget av å være velstående, som fikk muligheten til å ha en god utdanning.

I tillegg til hans familie hadde Ludwig en beskjeden formue arvet fra sin bestefar; Dette hjalp ham til å betale for sine studier uten å ha noen problemer.

Ved 15 år var Ludwig foreldreløs som en far, slik at bestefars arv var enda mer nyttig etter å ha mistet faren i ung alder.

studier

Boltzmanns første opplæring var i byen Linz, i Nord-Østerrike, hvor familien hadde flyttet. 

Historiske poster har kunnet demonstrere at Ludwig Boltzmann siden barndommen ble preget av å være ekstremt nysgjerrig, i tillegg til å være veldig interessert i å lære, med stor ambisjon og noen ganger med rastløs og engstelig holdninger.

Han senere gikk inn i Universitetet i Wien, hvor han fikk undervisning av kjente mennesker som fysisk Josef Stephan, Miksa Petzval József matematikeren og fysikeren og matematikeren Andreas von Ettingshausen.

Han ble uteksaminert fra dette universitetet i 1866; Boltzmanns doktorsavhandling var bare Josef Stephan, som han senere jobbet med. Dette arbeidet med Stephan varet i 3 år, fra 1867 til 1869, og på den tiden fokuserte de på å analysere energitapene som oppleves av varme elementer.

Undervisningsfasen

Fra 1869 tok Ludwig Boltzmann seg til undervisning ved Universitetet i Graz, nest største studenthuset i Østerrike. På dette universitetet lærte han teoretisk fysikk. Parallelt med dette fortsatte Boltzmann sin trening i de tyske byene Berlin og Heidelberg.

Boltzmann lærte ved Universitetet i Graz fram til 1873, året der han begynte å undervise i matematikk ved Universitetet i Wien. Han kom tilbake til Graz tre år senere, i 1876, da han allerede var anerkjent innen vitenskapen som følge av en rekke publiserte verk og ulike undersøkelser.

Statistikk av Maxwell-Boltzmann

En av de mest fremragende undersøkelsene på den tiden var statistikken over Maxwell-Boltzmann, utviklet av han og Maxwell i år 1871.

I løpet av 1894 returnerte han til Universitetet i Wien for å utføre som professor i teoretisk fysikk. På den tiden ble Boltzmann tvunget til å samhandle med Ernst Mach, fysiker og filosof med hvem Boltzmann hadde dype forskjeller.

Så mange var problemene som eksisterte mellom disse to forskerne, at Boltzmann bestemte seg for å gå til Leipzig for å unngå å være i kontakt med Mach.

Ernst Mach forlot sin lærerjobb ved Universitetet i Wien i 1901 av helsehensyn; Derfor returnerte Boltzmann i 1902 og fikk ikke bare muligheten til å undervise teoretisk fysikk igjen, men tok også tømmene til historiens og vitenskapsfilosofi, et emne som tidligere ble undervist av Mach..

Hypotesen om atomet

Etter at han kom tilbake til Universitetet i Wien, begynte Boltzmann å offentliggjøre sin støtte til hypotesen om atomets eksistens. Denne vurderingen ble kritisert av det vitenskapelige samfunn; blant de mest staunch kritikerne var Ernst Mach.

Den konstante kritikken han mottok mot sitt arbeid, forårsaket en svært ugunstig effekt på Boltzmann, som ifølge historiske poster ikke synes å ha hatt en rolig karakter.

Snarere synes Boltzmann å ha vært en mann med intense og ekstreme reaksjoner, kan vise seg å være utadvendt og vennlig, og andre ganger veldig innadvendt og utsatt for depresjon.

En av de mest kritiserte aspektene ved Boltzmanns uttalelser var at denne forskeren fastslått at den andre loven om termodynamikk, knyttet til entropi, var i hovedsak statistisk karakter..

Dette faktum innebar at forskjellige scenarier generert som en konsekvens av svingninger kunne genereres, noe som ville gi opphav til resultater som ikke var forutsatt i denne loven..

Boltzmanns kritikere indikerte at det var meningsløst å knytte det statistiske domenet med termodynamikkloven, siden de betraktet lover som absolutt, og ikke kunne akseptere at denne grunnleggende loven hadde variable egenskaper..

død

Trykket som følge av den sterke og konstante kritikken til Boltzmann gjorde at han bestemte seg for å ta sitt eget liv. I 1906 var han på ferie med sin familie i byen Duino, som ligger svært nær Trieste.

Mens hans kone og barn var på sjøen og var på ferie, hengte Ludwig Boltzmann seg i sommerhuset.

årsaker

Flere historikere har bestemt at årsakene til hans selvmord var nært knyttet til det faktum at det vitenskapelige samfunn ikke kjente sine undersøkelser som sanne.

Det sies at Boltzmann hadde en klar og markert forpliktelse til sannheten. En del av det som var mest berørt av ham var at han hadde kommet over en sannhet om atomets eksistens og vitnet om hvordan tidens samfunn ikke verdsatt denne oppdagelsen, som han forventet kunne være avgjørende for den nåværende generasjonen og for mange kommende generasjoner..

Det faktum at tradisjonen var viktigere innenfor rammen av et samfunn, i stedet for innovasjonene avledet av nye transcendentale konsepter for tiden, førte til at Botlzmann ble deprimert.

Andre historikere indikerer at årsakene til Boltzmanns død også inkluderte andre elementer, siden denne forskeren hadde visse egenskaper som betegner ustabilitet og ubalanse i mange av hans handlinger.

Kort tid etter hans død, medlemmer av det vitenskapelige samfunnet begynte å generere bevis bekreftende konsepter utviklet av Boltzmann, samtidig gjorde ham verdig vitenskapelig anerkjennelse for sine bidrag. Dette skjedde bare to år etter at Boltzmann døde.

Det var spesielt studier av kjemikerfysikeren Jean Perrin som bekreftet sannheten til Boltzmann-konstanten, oppkalt etter forskeren, som forbinder energi med absolutt temperatur. Dette var nok for det vitenskapelige samfunn å være overbevist om eksistensen av atomer.

Hovedbidrag

Boltzmann-ligningen

Ludwig Boltzmanns mest anerkjente bidrag er tilnærmingen til ligningen som bærer hans navn: Boltzmann-ligningen. Denne ligningen foreslo opprinnelig den i 1870 og ble senere utført.

Ligningen, basert på begrepet atomer og molekyler, definerte sannsynligheten for å finne molekylene i en gitt tilstand.

Med etterfølgende utvikling ble ligningen nyttig for å beregne den potensielle balansen i jonarter og for å beskrive konformasjonsendringer av biologiske molekyler.

Statistisk mekanikk

Noen forfattere hevder at Boltzmann var den første personen som virkelig søker statistikk i studiet av gasser.

Takket være det vurderer de at studier av kinetisk teori skjedde for å være studier av statistisk mekanikk.

For dette bidraget, er Boltzmann anerkjent av mange som far til statistisk mekanikk.

Denne disiplinen har tillatt å studere egenskapene til materialer og makroskopiske gjenstander fra egenskapene til deres atomer og molekyler.

Entropi og Boltzmann-prinsippet

Selv om begrepet entropi hadde blitt introdusert av Rudolf Clausius i 1865, tok Boltzmann begrepet entropi til det daglige livet.

I 1877 indikerte Boltzmann at entropi er et mål for tilstanden til et fysisk system.

Under dette konseptet formulerte Boltzmann en ligning for entropi kjent som Boltzmann-prinsippet.

Vitenskapsfilosofi

Boltzmanns bidrag til utviklingen av vitenskapsfilosofien er også anerkjent. 

Mange av hans ideer på dette feltet ble samlet i sin tekst "Popular Writings", publisert i 1905.

Boltzmann behandlet filosofiske fag innen vitenskap meget variert. Blant dem diskuterte han begreper som realisme og idealisme. Jeg kritiserte også kjente filosofer som Kant og Hegel.

Boltzmann trodde fast at filosofien kunne hjelpe vitenskapen til ikke å stille ubrukelige spørsmål. Av denne grunn henviste Boltzmann til seg som en realist, selv om mange andre identifiserte ham som tilhørende den materialistiske strømmen.

referanser

  1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmanns H-teorem, dens utilfredshet og fødsel av statistisk mekanikk. Studier i historie og filosofi for moderne fysikk. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmann-ligningen i molekylærbiologi. Fremgang i biofysikk og molekylærbiologi. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann og hans innflytelse på vitenskap. Studier i historie og vitenskapsfilosofi. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Vitenskap A. A. En monument for Ludwig Boltzmann. Science, New Series. 1932 75(1944);.
  5. Swendsen R. H. Fotnoter til statistikkmekanikkens historie: I Boltzmanns ord. Physica A: Statistisk mekanikk og dens applikasjoner. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M.R. Ludwig Boltzmann. Annonse av kjerneenergi. 1977; 4(4-5): 145-159.