LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAFI OCH BIDRAG - VETENSKAP - 2025

Ludwig Boltzmann (1844-1906) var en österrikisk forskare som ansågs vara far till statistisk mekanik. Hans bidrag inom vetenskapsområdet var olika; Boltzmanns ekvation och princip, statistisk mekanik eller H.

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

Porträtt av forskaren Ludwig Boltzmann

Boltzmanns arbete kompletterade vetenskapligt arbete av stor vikt, till exempel de som utförts av Maxwell. Deras bidrag hade till och med ett stort inflytande på det arbete som Albert Einstein utförde.

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

Biografi

Ludwig Boltzmann föddes den 20 februari 1844 i Österrike i Wien. Vid den tiden var detta område en del av det österrikiska-ungerska imperiet. Ludwigs familj kännetecknades av att vara rik, vilket gjorde det möjligt för honom att få en god utbildning.

Förutom sina familjeavgifter 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-tiden föräldralöses Ludwig, så denna arv från 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, där familjen hade flyttat.

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

Senare gick han in i Wien, där han fick lärdomar 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, som han senare arbetade med. Detta arbete med Stephan varade i tre år, från 1867 till 1869, och vid den tiden fokuserade de på att analysera energiförlusterna av heta element.

Undervisningsstadiet

Från och med 1869 ägnade Ludwig Boltzmann sig till undervisningen vid universitetet i Graz, Österrikes näst största universitet. På det universitetet gav han kurser 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 erkändes inom vetenskapsområdet 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 interagera med Ernst Mach, en fysiker och filosof som Boltzmann hade djupa skillnader med.

Så många var problemen som fanns mellan dessa två forskare, att Boltzmann beslutade att åka till Leipzig för att undvika att vara i kontakt med Mach.

Ernst Mach lämnade sitt lärarbete vid universitetet i Wien 1901 av hälsoskäl; därför återvände Boltzmann 1902 och fick inte bara igen möjligheten att undervisa i teoretiska fysikklasser, utan tog också tyggen på 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. Detta övervägande kritiserades allmänt av det vetenskapliga samfundet; Bland de mest kritiska kritikerna var Ernst Mach.

Den ständiga kritiken som 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, att ha visat sig vara utåtriktad och sympatisk och vid andra tillfällen mycket introverad och benägen att depression.

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

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

Kritiker av Boltzmann indikerade att det inte var vettigt att koppla den statistiska domänen till termodynamikens lagar, eftersom de ansåg lagarna vara absoluta frågor, och de kunde inte acceptera att denna grundläggande lag hade varierande egenskaper.

Död

Presset till följd av den starka och ständiga kritiken från Boltzmann fick honom att besluta att ta sitt eget 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 njuter av semestern, hängde Ludwig Boltzmann sig på sommarhemmet.

orsaker

Olika historiker har fastställt att orsakerna till hans självmord var nära relaterade till det faktum att den vetenskapliga gemenskapen inte erkände hans forskning som sann.

Boltzmann sägs ha ett tydligt och tydligt engagemang för sanningen. En del av det som påverkade honom mest var det faktum att han hade hittat en sanning om atomens existens och bevittnat hur samhället i hans tid inte värdesatte denna upptäckt, som han förväntade sig kunna vara avgörande för den nuvarande generationen och för många framtida generationer.

Det faktum att traditionen var viktigare inom ramen för ett samhälle, snarare än innovationer som härrör 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 drag som betecknade instabilitet och obalans i många av hans handlingar.

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

Det var specifikt studierna av kemist-fysiker Jean Perrin som bekräftade sanningen i Boltzmanns konstant, uppkallad efter forskaren, som kopplar energi med absolut temperatur. Detta räckte för att övertyga den vetenskapliga gemenskapen om att det finns atomer.

Huvudsakliga bidrag

Boltzmanns ekvation

Ludwig Boltzmanns mest erkända bidrag är tillvägagångssättet till ekvationen som bär hans namn: Boltzmann-ekvationen. Denna ekvation föresloges ursprungligen 1870 och genomgick senare en viss utveckling.

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

Med ytterligare utveckling blev ekvationen användbar för att beräkna den potentiella jämvikten i jonarter och för att beskriva konformationella förändringar av biologiska molekyler.

Statistisk mekanik

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

Tack vare detta anser de att studier av 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 makroskopiska material och föremål utifrån egenskaperna hos deras atomer och molekyler.

Entropy och Boltzmanns princip

Även om begreppet entropi introducerades av Rudolf Clausius 1865 förde Boltzmann begreppet entropi in 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.

Vetenskapsfilosofi

Boltzmanns bidrag till utvecklingen av vetenskapsfilosofin är också allmänt erkänd.

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

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

Boltzmann trodde fast att filosofi kunde hjälpa vetenskapen att inte ställa värdelösa frågor. Av denna anledning hänvisade Boltzmann till sig själv som en realist, även om många andra identifierade honom som tillhörde den materialistiska strömmen.

referenser

1. Brown HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmanns H-teorem, dess missnöje och statistikmekanikens födelse. Studier i historia och filosofi för modern fysik. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmann-ekvationen inom molekylärbiologi. Framsteg inom biofysik och molekylärbiologi. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann och hans inflytande på vetenskapen. Studier i historia och vetenskapsfilosofi. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Science AA Ett monument för Ludwig Boltzmann. Vetenskap, ny serie. 1932 75 (1944).
5. Swendsen RH Fotnoter till statistikmekanikens historia: I Boltzmanns ord. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Annaler om kärnenergi. 1977; 4 (4–5): 145–159.