LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAFIJA IN PRISPEVKI - ZNANOST - 2026

Ludwig Boltzmann (1844-1906) je bil avstrijski znanstvenik, ki velja za očeta statistične mehanike. Njegovi prispevki na področju znanosti so bili različni; Boltzmannova enačba in princip, statistična mehanika ali H.

Po njegovih prispevkih in pionirskih idejah je njegov priimek splošno znan ne le med znanstveno skupnostjo, temveč tudi družbo na splošno. V njegovo čast je celo več umetniških del in spomenikov, ki slavijo njegove prispevke.

Portret znanstvenika Ludwiga Boltzmanna

Boltzmannovo delo je dopolnjevalo znanstveno delo velikega pomena, kakršno je izvedel Maxwell. Njihovi prispevki so celo imeli velik vpliv na delo, ki ga je opravil Albert Einstein.

Boltzmannova dela so se razvijala predvsem iz fizike, objavljal pa je tudi dela na drugih področjih, kot sta vede o življenju in filozofija znanosti.

Življenjepis

Ludwig Boltzmann se je rodil 20. februarja 1844 v Avstriji, na Dunaju. Takrat je bilo to območje del Avstro-Ogrske. Za družino Ludwiga je bilo značilno, da je premožen, kar mu je omogočilo dobro izobrazbo.

Poleg družinskega premoženja je imel Ludwig tudi skromno bogastvo, podedovano od dedka; To mu je pomagalo plačati študij, ne da bi imel težave.

Pri 15 letih je bil Ludwig osirotel, zato mu je to dedovanje od dedka še bolj služilo, potem ko je v mladosti ostal brez očeta.

Študije

Boltzmannovo prvo usposabljanje je bilo v mestu Linz na severu Avstrije, kamor se je družina preselila.

Zgodovinski zapisi lahko dokažejo, da je bilo Ludwig Boltzmann že od otroštva značilno, da je bil poleg tega zelo radoveden, poleg tega, da ga je zelo zanimalo učenje, z veliko ambicijo in na trenutke z nemirnimi in tesnobnimi stališči.

Kasneje je vstopil na dunajsko univerzo, kjer je dobival nauke od znamenitih osebnosti, kot so fizik Josef Stephan, matematik József Miksa Petzval in fizik in matematik Andreas von Ettingshausen.

Na tej univerzi je diplomiral leta 1866; tutor Boltzmannove doktorske naloge je bil prav Josef Stephan, s katerim je kasneje sodeloval. To delo s Stephanom je trajalo 3 leta, od 1867 do 1869, in takrat so se osredotočili na analizo izgub energije, ki so jih doživeli vroči elementi.

Učni oder

Ludwig Boltzmann se je od leta 1869 posvetil poučevanju na Univerzi v Gradcu, drugi največji univerzi v Avstriji. Na tej univerzi je predaval teoretično fiziko. Vzporedno s tem je Boltzmann nadaljeval šolanje v nemških mestih Berlin in Heidelberg.

Boltzmann je na univerzi v Gradcu poučeval do leta 1873, leta, ko je na dunajski univerzi začel poučevati matematiko. V Gradec se je vrnil tri leta pozneje, leta 1876, takrat je bil zaradi vrste objavljenih del in različnih raziskav že prepoznan na področju znanosti.

Maxwell-Boltzmannova statistika

Ena najbolj izstopajočih preiskav tistega časa je bila Maxwell-Boltzmannova statistika, ki sta jo razvila on in Maxwell leta 1871.

Leta 1894 se je vrnil na dunajsko univerzo, kjer je delal kot profesor teoretične fizike. Takrat je bil Boltzmann prisiljen v stik z Ernstom Machom, fizikom in filozofom, s katerim je imel Boltzmann globoke razlike.

Toliko je bilo težav, ki so obstajale med tema dvema znanstvenikoma, da se je Boltzmann odločil, da gre v Leipzig, da ne bi bil v stiku z Machom.

Ernst Mach je zaradi zdravstvenih razlogov zapustil svoje učiteljsko delo na dunajski univerzi 1901; Boltzmann se je zato vrnil leta 1902 in ne le ponovno dobil možnost poučevanja teoretičnega pouka fizike, ampak je tudi prevzel vajeti katedre za zgodovino in filozofijo znanosti, ki je pred tem predaval Mach.

Hipoteza o atomu

Po vrnitvi na dunajsko univerzo je Boltzmann začel javno podpirati hipotezo o obstoju atoma. To mnenje je znanstvena skupnost zelo kritizirala; Med nepopustljivimi kritiki je bil tudi Ernst Mach.

Nenehne kritike, ki jih je prejel za svoje delo, so imele zelo neugoden učinek na Boltzmanna, za katerega po zgodovinskih zapisih ni videti, da je imel umirjen značaj.

Boltzmann se zdi, da je bil človek intenzivnih in ekstremnih reakcij, ki se je izkazal za odhajajočega in naklonjenega, včasih pa zelo introvertiranega in nagnjenega k depresiji.

Eden najbolj kritiziranih vidikov Boltzmannovih izjav je bil, da je ta znanstvenik ugotovil, da je drugi zakon termodinamike, povezan z entropijo, v bistvu statistične narave.

To dejstvo je pomenilo, da se lahko zaradi nihanj ustvarijo različni scenariji, ki bi privedli do rezultatov, ki niso predvideni v tem zakonu.

Kritiki Boltzmanna so navedli, da ni smiselno povezati statističnega polja z zakoni termodinamike, saj so menili, da so zakoni absolutna vprašanja, in niso mogli sprejeti, da ima ta temeljni zakon spremenljive značilnosti.

Smrt

Pritisk zaradi močne in nenehne kritike Boltzmanna se je odločil, da si vzame življenje. Leta 1906 je bil z družino na dopustu v mestu Duino, ki se nahaja zelo blizu Trsta.

Medtem ko sta bila njegova žena in otroci na morju in uživali v počitnicah, se je Ludwig Boltzmann ob poletnem domu obesil.

Vzroki

Različni zgodovinarji so ugotovili, da so vzroki za njegov samomor tesno povezani s tem, da znanstvena skupnost njegove raziskave ni prepoznala kot resnično.

Boltzmann naj bi se jasno in izrazito zavezal resnici. Del tega, kar ga je najbolj prizadelo, je bilo dejstvo, da je našel resnico o obstoju atoma in bil priča, kako družba svojega časa ni cenila tega odkritja, za katero je menil, da bi lahko bilo ključno za sedanjo generacijo in številne prihodnje generacije.

Dejstvo, da je bila tradicija pomembnejša v družbi, ne pa inovacije, ki izhajajo iz novih transcendentalnih konceptov, je povzročilo depresijo Botlzmanna.

Drugi zgodovinarji trdijo, da so vzroki Boltzmannove smrti vključevali tudi druge elemente, saj je imel ta znanstvenik določene značilnosti, ki so v mnogih njegovih dejanjih nakazovale na nestabilnost in neravnovesje.

Člani te znanstvene skupnosti so kmalu po njegovi smrti začeli ustvarjati dokaze, ki so podkrepili koncepte, ki jih je razvil Boltzmann, hkrati pa so mu za prispevek prislužili znanstveno priznanje. To se je zgodilo le dve leti po smrti Boltzmanna.

Prav raziskave kemika-fizika Jeana Perrina so potrdile verodostojnost Boltzmannove stalnice, imenovane po znanstveniku, ki energijo povezuje z absolutno temperaturo. To je bilo dovolj, da je znanstveno skupnost prepričalo o obstoju atomov.

Glavni prispevki

Boltzmannova enačba

Najbolj priznan prispevek Ludwiga Boltzmanna je pristop k enačbi, ki nosi njegovo ime: Boltzmannova enačba. Ta enačba je bila prvotno predlagana leta 1870, pozneje pa je doživela nekaj razvoja.

Enačba je na podlagi pojmov atomov in molekul določila verjetnost, da najdemo molekule v danem stanju.

Z nadaljnjim razvojem je enačba postala uporabna za izračun potencialnega ravnovesja pri ionskih vrstah in za opis konformacijskih sprememb bioloških molekul.

Statistična mehanika

Nekateri avtorji trdijo, da je bil Boltzmann prva oseba, ki je resnično uporabila statistiko pri preučevanju plinov.

Zahvaljujoč temu menijo, da so študije kinetične teorije postale študije statistične mehanike.

Zaradi tega prispevka Boltzmann mnogi prepoznajo kot očeta statistične mehanike.

Ta disciplina je omogočila preučevanje lastnosti makroskopskih materialov in predmetov iz lastnosti njihovih atomov in molekul.

Entropija in načelo Boltzmanna

Čeprav je koncept entropije leta 1865 uvedel Rudolf Clausius, je pojem entropije v vsakdanje življenje vnesel Boltzmann.

Leta 1877 je Boltzmann navedel, da je entropija merilo motnje stanja fizičnega sistema.

V skladu s tem konceptom je Boltzmann sestavil enačbo za entropijo, znano kot Boltzmannovo načelo.

Filozofija znanosti

Boltzmannovi prispevki k razvoju filozofije znanosti so tudi splošno priznani.

Mnogo njegovih idej na tem področju je bilo zbranih v njegovem besedilu "Priljubljeni spisi", objavljenem leta 1905.

Boltzmann je obravnaval zelo raznolike filozofske teme v znanosti. Med njimi je razpravljal o pojmih, kot sta realizem in idealizem. Kritiziram tudi priznane filozofe, kot sta Kant in Hegel.

Boltzmann je trdno verjel, da lahko filozofija pomaga znanosti, da ne postavlja nekoristnih vprašanj. Zaradi tega se je Boltzmann označil za realista, čeprav so ga mnogi drugi identificirali kot pripadnika materialističnemu toku.

Reference

1. Brown HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmannov H-teorem, njegove nezadovoljstvo in rojstvo statistične mehanike. Študij zgodovine in filozofije moderne fizike. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmannova enačba v molekularni biologiji. Napredek v biofiziki in molekularni biologiji. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Plamen D. Ludwig Boltzmann in njegov vpliv na znanost. Študij zgodovine in filozofije znanosti. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Science AA Spomenik Ludviku Boltzmannu. Znanost, nova serija. 1932 75 (1944).
5. Swendsen RH Opombe k zgodovini statistične mehanike: Boltzmannove besede. Physica A: Statistična mehanika in njene uporabe. 2010; 389 (15), 2898–2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Anali jedrske energije. 1977; 4 (4–5): 145–159.