LUDWIG BOLTZMANN: ŽIVOTOPIS A PŘÍSPĚVKY - VĚDA - 2025

Ludwig Boltzmann (1844-1906) byl rakouský vědec považován za otce statistické mechaniky. Jeho příspěvky v oblasti vědy byly různé; Boltzmannova rovnice a princip, statistická mechanika nebo H.

Pro jeho příspěvky a průkopnické nápady je jeho příjmení všeobecně známé nejen mezi vědeckou komunitou, ale i společností obecně. Na jeho počest je dokonce několik uměleckých děl a památek, které slaví jeho příspěvky.

Portrét vědce Ludwiga Boltzmanna

Boltzmannova práce doplnila vědeckou práci, která byla velmi důležitá, jako například práce Maxwellova. Jejich příspěvky měly dokonce široký vliv na práci, kterou provedl Albert Einstein.

Boltzmannovy práce se vyvíjely hlavně ve fyzice, publikoval však i práce související s jinými obory, jako jsou biologie a filozofie vědy.

Životopis

Ludwig Boltzmann se narodil 20. února 1844 v Rakousku, ve Vídni. V té době byla tato oblast součástí Rakousko-Uherska. Ludwigova rodina byla charakterizována bohatstvím, což mu umožnilo mít dobré vzdělání.

Kromě svých majetků měl Ludwig také skromné ​​jmění zděděné od svého dědečka; To mu pomohlo zaplatit za studium bez jakýchkoli potíží.

V 15 letech byl Ludwig osiřelý, takže toto dědictví od jeho dědečka mu sloužilo ještě více poté, co byl v mladém věku bez otce.

Studie

Boltzmannovo první školení bylo ve městě Linz v severním Rakousku, kam se rodina přestěhovala.

Historické záznamy dokázaly, že od dětství byl Ludwig Boltzmann charakterizován tím, že byl velmi zvědavý, kromě toho, že se velmi zajímal o učení, s velkými ambicemi a občas s neklidnými a úzkostnými postoji.

Později vstoupil na vídeňskou univerzitu, kde obdržel učení od slavných osobností, jako je fyzik Josef Stephan, matematik József Miksa Petzval a fyzik a matematik Andreas von Ettingshausen.

Vystudoval tuto univerzitu v roce 1866; vyučujícím Boltzmannova disertační práce byl přesně Josef Stephan, se kterým později pracoval. Tato práce s Stephanem trvala 3 roky, od roku 1867 do roku 1869, a v té době se zaměřili na analýzu energetických ztrát, které zažívají horké prvky.

Výuka fáze

Od roku 1869 se Ludwig Boltzmann věnoval výuce na univerzitě ve Štýrském Hradci, druhé největší univerzitě v Rakousku. Na té univerzitě vyučoval teoretickou fyziku. Paralelně s tím pokračoval Boltzmann v tréninku v německých městech Berlín a Heidelberg.

Boltzmann učil na univerzitě ve Štýrském Hradci až do roku 1873, kdy začal vyučovat matematiku na univerzitě ve Vídni. Do Grazu se vrátil o tři roky později, v roce 1876, kdy byl již v oblasti vědy uznán v důsledku řady publikovaných děl a různých vyšetřování.

Statistika Maxwell-Boltzmanna

Jedním z nejvýznamnějších vyšetřování té doby byla Maxwellova-Boltzmannova statistika, kterou vyvinul on a Maxwell v roce 1871.

V roce 1894 se vrátil na vídeňskou univerzitu, kde pracoval jako profesor teoretické fyziky. V té době byl Boltzmann nucen komunikovat s Ernstem Machem, fyzikem a filozofem, s nímž měl Boltzmann hluboké rozdíly.

Mezi těmito dvěma vědci existovalo tolik problémů, že se Boltzmann rozhodl jít do Lipska, aby se vyhnul kontaktu s Machem.

Ernst Mach opustil svou učitelskou práci na univerzitě ve Vídni v roce 1901 ze zdravotních důvodů; proto se Boltzmann vrátil v roce 1902 a znovu získal nejen možnost výuky tříd teoretické fyziky, ale také převzal otěže předsedy historie a filozofie vědy, což byl dříve vyučovaný Mach.

Hypotéza o atomu

Po návratu na vídeňskou univerzitu začal Boltzmann zveřejňovat svou podporu hypotéze o existenci atomu. Tato úvaha byla široce kritizována vědeckou komunitou; Mezi nejúspěšnější kritiky byl Ernst Mach.

Neustálá kritika, kterou za svou práci dostal, měla velmi nepříznivý dopad na Boltzmanna, který podle historických záznamů zřejmě neměl klidný charakter.

Boltzmann se spíše jevil jako muž intenzivních a extrémních reakcí, který dokázal být odchozí a sympatický a při jiných příležitostech velmi introvertní a náchylný k depresím.

Jedním z nejkritizovanějších aspektů Boltzmannova tvrzení bylo, že tento vědec určil, že druhý zákon termodynamiky, který se týká entropie, má v podstatě statistickou povahu.

Tato skutečnost znamenala, že v důsledku oscilací by mohly být vytvořeny různé scénáře, které by vedly k výsledkům, které tento zákon nepředpokládal.

Kritici Boltzmanna uvedli, že nemá smysl propojovat statistické pole se zákony termodynamiky, protože se domnívali, že zákony jsou absolutními otázkami, a nemohl přijmout, že tento základní zákon má proměnlivé vlastnosti.

Smrt

Tlak v důsledku silné a neustálé kritiky Boltzmanna přiměl jej, aby se rozhodl vzít si svůj vlastní život. V roce 1906 byl na dovolené se svou rodinou ve městě Duino, které se nachází v těsné blízkosti Terstu.

Zatímco jeho manželka a děti byly na moři a užívaly si prázdniny, Ludwig Boltzmann se v letním domě oběsil.

Příčiny

Různí historici určili, že příčiny jeho sebevraždy úzce souvisely se skutečností, že vědecká komunita jeho výzkum neuznávala jako pravdivou.

Boltzmann má prý jasný a výrazný závazek k pravdě. Část toho, co ho nejvíce ovlivnilo, byla skutečnost, že našel pravdu o existenci atomu, a byl svědkem toho, jak společnost jeho času neocenila tento objev, který očekával, že by mohl být nezbytný pro současnou generaci a pro mnoho budoucích generací.

Skutečnost, že tradice byla v rámci společnosti důležitější než inovace odvozené z nových koncepcí transcendentálních, způsobila, že se Botlzmann stal depresivní.

Jiní historici naznačují, že příčiny Boltzmannovy smrti zahrnovaly i další prvky, protože tento vědec měl určité rysy, které v mnoha jeho akcích označovaly nestabilitu a nerovnováhu.

Krátce po jeho smrti začali členové této vědecké komunity vytvářet důkazy, které potvrdily koncepty vyvinuté Boltzmannem, a zároveň mu za jeho příspěvky získaly vědecké uznání. Stalo se to jen dva roky poté, co Boltzmann zemřel.

Právě studie chemika-fyzika Jean Perrina potvrdily pravdivost Boltzmannovy konstanty pojmenované po vědci, která spojuje energii s absolutní teplotou. To stačilo k přesvědčení vědecké komunity o existenci atomů.

Hlavní příspěvky

Boltzmannova rovnice

Ludwig Boltzmann je nejvíce uznávaný příspěvek je přístup k rovnici, která nese jeho jméno: Boltzmann rovnice. Tato rovnice byla původně navržena v roce 1870 a později prošla určitým vývojem.

Rovnice, založená na představách atomů a molekul, definovala pravděpodobnost nalezení molekul v daném stavu.

S dalším vývojem se rovnice stala užitečnou pro výpočet potenciální rovnováhy v iontových druzích a pro popis konformačních změn biologických molekul.

Statistická mechanika

Někteří autoři tvrdí, že Boltzmann byl první, kdo skutečně použil statistiku při studiu plynů.

Díky tomu se domnívají, že studium kinetické teorie se stalo studiem statistické mechaniky.

Za tento příspěvek je Boltzmann mnohými považován za otce statistické mechaniky.

Tato disciplína umožnila studovat vlastnosti makroskopických materiálů a předmětů z vlastností jejich atomů a molekul.

Entropie a Boltzmannův princip

Přestože pojem entropie představil Rudolf Clausius v roce 1865, Boltzmann přinesl pojem entropie do každodenního života.

V roce 1877 Boltzmann uvedl, že entropie je měřítkem poruchy stavu fyzického systému.

Pod tímto pojetím, Boltzmann formuloval rovnici pro entropii známý jako Boltzmann princip.

Filozofie vědy

Boltzmannovy příspěvky k rozvoji filozofie vědy jsou také široce uznávány.

Mnoho z jeho nápadů v této oblasti bylo shromážděno v jeho textu “Populární spisy” publikoval v 1905.

Boltzmann zpracovával velmi různorodá filozofická témata ve vědě. Mezi nimi diskutoval pojmy jako realismus a idealismus. Také kritizuji renomované filozofy, jako jsou Kant a Hegel.

Boltzmann pevně věřil, že filosofie může pomoci vědě klást zbytečné otázky. Z tohoto důvodu se Boltzmann označoval za realistu, ačkoli ho mnoho dalších identifikovalo jako příslušníka materialistického proudu.

Reference

1. H-věta H HR Myrvolda W. Uffinka J. Boltzmanna, jeho nespokojenosti a zrození statistické mechaniky. Studium dějin a filozofie moderní fyziky. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmannova rovnice v molekulární biologii. Pokrok v biofyzice a molekulární biologii. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann a jeho vliv na vědu. Studium dějin a filozofie vědy. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Science AA Památník Ludwiga Boltzmanna. Science, New Series. 1932 75 (1944).
5. Swendsen RH Poznámky pod čarou k historii statistické mechaniky: Boltzmannovými slovy. Physica A: Statistická mechanika a její aplikace. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Annals of Nuclear Energy. 1977; 4 (4–5): 145–159.