LUDWIG BOLTZMANN: БИОГРАФИЯ И ПРИНОСИ - НАУКА - 2025

Лудвиг Болцман (1844-1906) е австрийски учен, смятан за баща на статистическата механика. Неговите приноси в областта на науката бяха различни; Уравнението и принципа на Болтман, статистическата механика или Х.

За приноса и пионерските си идеи фамилното му име е широко известно не само сред научната общност, но и изобщо от обществото. Има дори няколко художествени произведения и паметници в негова чест, които празнуват неговия принос.

Портрет на учения Лудвиг Болцман

Работата на Болцман допълва научно-изследователската работа с голямо значение, като тези, извършени от Максуел. Техният принос дори оказа широко влияние върху работата, извършена от Алберт Айнщайн.

Работите на Болцман се развиват главно във физиката, но той публикува и произведения, свързани с други области като науките за живота и философията на науката.

биография

Лудвиг Болцман е роден на 20 февруари 1844 г. в Австрия, в град Виена. По това време тази област е част от Австро-Унгарската империя. Семейството на Лудвиг се характеризирало с богатство, което му позволявало да има възможност за добро образование.

Освен семейните си активи, Лудвиг имал и скромно богатство, наследено от дядо си; Това му помогна да плати за следването си, без да има затруднения.

На 15 години Лудвиг беше осиротял, така че това наследство от дядо му му послужи още повече, след като в млада възраст остана без баща.

Проучвания

Първото обучение на Болтцман е в град Линц, в Северна Австрия, където семейството се е преместило.

Историческите записи успяха да покажат, че още от детството си Лудвиг Болцман се характеризираше с това, че е изключително любопитен, освен че е много заинтересован да учи, с голяма амбиция и понякога с неспокойни и тревожни нагласи.

По-късно той постъпва във Виенския университет, където получава учения от знаменити фигури като физик Йозеф Стефан, математикът Йозеф Микса Петцвал и физикът и математик Андреас фон Етингсхаузен.

Завършва този университет през 1866 г.; преподавател на докторската дисертация на Болцман е именно Йозеф Стефан, с когото по-късно работи. Тази работа със Стефан продължи 3 години, от 1867 до 1869 г. и по това време те се фокусираха върху анализа на загубите на енергия, преживени от горещи елементи.

Учебен етап

В началото на 1869 г. Лудвиг Болцман се посвещава на преподаване в университета в Грац, втория по големина университет в Австрия. В този университет той даваше часове по теоретична физика. Паралелно с това Болцман продължава обучението си в германските градове Берлин и Хайделберг.

Болцман преподава в университета в Грац до 1873 г., годината, в която започва да преподава математика във Виенския университет. Връща се в Грац три години по-късно, през 1876 г., по това време той вече е признат в областта на науката в резултат на поредица от публикувани трудове и различни разследвания.

Статистиката на Максуел-Болтцман

Едно от най-забележителните разследвания по онова време е статистиката на Максуел-Болтцман, разработена от него и Максуел през 1871г.

През 1894 г. се завръща във Виенския университет, за да работи като професор по теоретична физика. По това време Болцман е принуден да взаимодейства с Ернст Мах, физик и философ, с когото Болцман има дълбоки разлики.

Толкова много бяха проблемите, съществуващи между тези двама учени, че Болцман реши да отиде в Лайпциг, за да избегне контакт с Мах.

Ернст Мах напуска преподавателската си работа във Виенския университет през 1901 г. по здравословни причини; следователно, Болцман се завърна през 1902 г. и не само получи отново възможността да преподава теоретични часове по физика, но и пое юздите на катедрата по история и философия на науката, предмет, по-рано преподаван от Мах.

Хипотеза за атома

След завръщането си във Виенския университет Болцман започва да оповестява публично своята подкрепа за хипотезата за съществуването на атома. Това съображение беше широко критикувано от научната общност; Сред непоколебимите критици беше Ернст Мах.

Постоянната критика, която той получи за работата си, имаше много неблагоприятен ефект върху Болцман, който според историческите записи изглежда не е имал спокоен характер.

По-скоро Болцман изглежда е бил човек с интензивни и екстремни реакции, способен да се окаже, че е изходящ и симпатичен, а в други моменти много интровертен и склонен към депресия.

Един от най-критикуваните аспекти на изявленията на Болтцман беше, че този учен определи, че вторият закон на термодинамиката, свързан с ентропията, е по същество статистически по своята същност.

Този факт предполагаше, че могат да се генерират различни сценарии като следствие от колебания, които биха довели до резултати, които не са предвидени в този закон.

Критиците на Болцман посочват, че няма смисъл да свързват статистическата област със законите на термодинамиката, тъй като те считат законите за абсолютни въпроси и не могат да приемат, че този основен закон има променливи характеристики.

смърт

Натискът в резултат на силните и постоянни критики, отправени от Болцман, го накара да реши да вземе собствен живот. През 1906 г. той е на почивка със семейството си в град Дуино, разположен съвсем близо до Триест.

Докато съпругата и децата му бяха на море, наслаждавайки се на празниците, Лудвиг Болцман се обеси в летния дом.

Причини

Различни историци са определили, че причините за самоубийството му са тясно свързани с факта, че научната общност не е признала изследванията му за истински.

Твърди се, че Болцман има ясен и подчертан ангажимент към истината. Част от това, което го засегна най-много, беше фактът, че той е открил истина за съществуването на атома и е свидетел как обществото на своето време не оценява това откритие, което според него може да бъде от съществено значение за настоящото поколение и за много бъдещи поколения.

Фактът, че традицията е по-важна в рамките на обществото, а не иновациите, произтичащи от нови трансцендентални за времето концепции, доведе до депресия на Botlzmann.

Други историци посочват, че причините за смъртта на Болтцман включват и други елементи, тъй като този учен имал определени характеристики, които обозначавали нестабилност и дисбаланс в много от неговите действия.

Малко след смъртта му членовете на тази научна общност започват да генерират доказателства, които потвърждават концепциите, разработени от Болцман, в същото време, че са му спечелили научно признание за приноса му. Това се случи само две години след като Болцман почина.

Именно проучванията на химика-физик Жан Перин потвърдиха истинността на константата на Болцман, кръстена на учения, която свързва енергията с абсолютната температура. Това беше достатъчно, за да убеди научната общност в съществуването на атоми.

Основни приноси

Уравнението на Болтман

Най-признатият принос на Лудвиг Болцман е подходът към уравнението, което носи неговото име: Уравнението на Болцман. Първоначално това уравнение е предложено през 1870 г. и по-късно е претърпяло някои разработки.

Уравнението, основаващо се на представите за атоми и молекули, определя вероятността за намиране на молекулите в дадено състояние.

С по-нататъшно развитие уравнението става полезно за изчисляване на потенциалното равновесие при йонните видове и за описание на конформационните промени на биологичните молекули.

Статистическа механика

Някои автори твърдят, че Болтцман е първият човек, който наистина прилага статистиката при изследването на газовете.

Благодарение на това те смятат, че изследванията на кинетичната теория се превръщат в изследвания на статистическата механика.

За този принос Болцман е признат от мнозина като баща на статистическата механика.

Тази дисциплина направи възможно изучаването на свойствата на макроскопични материали и предмети от свойствата на техните атоми и молекули.

Ентропия и принцип на Болцман

Въпреки че понятието ентропия е въведено от Рудолф Клаус през 1865 г., Болцман внесе понятието ентропия в ежедневието.

През 1877 г. Болтцман посочва, че ентропията е мярка за нарушението на състоянието на физическа система.

Съгласно тази концепция Болцман формулира уравнение за ентропия, известно като принцип на Болтцман.

Философия на науката

Приносът на Болтман за развитието на философията на науката също е широко признат.

Много от идеите му в тази област са събрани в неговия текст „Популярни писания“, публикуван през 1905 г.

Болцман третира много различни философски теми в науката. Сред тях той обсъди термини като реализъм и идеализъм. Аз също критикувам известни философи като Кант и Хегел.

Болцман твърдо вярваше, че философията може да помогне на науката да не задава безполезни въпроси. Поради тази причина Болцман се самоопредели като реалист, въпреки че много други го определят като принадлежащ към материалистическия ток.

Препратки

1. Браун HR Myrvold W. Uffink J. H-теорема на J. Boltzmann, нейните недоволства и раждането на статистическата механика. Проучвания по история и философия на съвременната физика. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Уравнението на Больцман в молекулярната биология. Напредък в биофизиката и молекулярната биология. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Пламък Д. Лудвиг Болцман и неговото влияние върху науката. Проучвания по история и философия на науката. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Science AA Паметник на Лудвиг Болцман. Наука, нови серии. 1932 75 (1944).
5. Бележки под линия на Swendsen RH към историята на статистическата механика: По думите на Болцман. Physica A: Статистическа механика и нейните приложения. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Williams MMR Лудвиг Болцман. Анали на ядрената енергия. 1977; 4 (4–5): 145–159.