Ludwig Boltzmann Βιογραφία και συμβολές

Ludwig Boltzmann (1844-1906) ήταν Αυστριακός επιστήμονας που θεωρείται ο πατέρας της στατιστικής μηχανικής. Οι συνεισφορές του στον τομέα της επιστήμης ήταν αρκετές. η εξίσωση και αρχή του Boltzmann, η στατιστική μηχανική ή το θεώρημα Η.

Για τις συνεισφορές του και τις πρωτοποριακές του ιδέες, το επώνυμό του είναι ευρέως γνωστό, όχι μόνο μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας αλλά και της κοινωνίας εν γένει. Ακόμη και προς τιμήν του υπάρχουν πολλά καλλιτεχνικά έργα και μνημεία που γιορτάζουν τις συνεισφορές τους.

Το έργο του Boltzmann συμπλήρωσε επιστημονικά έργα μεγάλης σημασίας, όπως αυτά που έγιναν από τον Maxwell. Ακόμα και οι συνεισφορές του είχαν ευρεία επιρροή στο έργο του Albert Einstein.

Τα έργα του Boltzmann αναπτύχθηκαν κυρίως στη φυσική, όμως δημοσίευσε επίσης έργα που σχετίζονται με άλλους τομείς, όπως οι επιστήμες της ζωής και η φιλοσοφία της επιστήμης.

Ευρετήριο

• 1 Βιογραφία
  • 1.1 Μελέτες
  • 1.2 Στάδιο διδασκαλίας
  • 1.3 Maxwell-Boltzmann Statistics
  • 1.4 Υποθέσεις σχετικά με το άτομο
  • 1.5 Θάνατος
• 2 Κύριες συνεισφορές
  • 2.1 Η εξίσωση Boltzmann
  • 2.2 Στατιστική μηχανική
  • 2.3 Η αρχή της Entropy και της Boltzmann
  • 2.4 Η φιλοσοφία της επιστήμης
• 3 Αναφορές

Βιογραφία

Ο Ludwig Boltzmann γεννήθηκε στις 20 Φεβρουαρίου 1844 στην Αυστρία, στην πόλη της Βιέννης. Εκείνη την εποχή, αυτή η περιοχή ήταν μέρος της Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας. Η οικογένεια του Ludwig χαρακτηριζόταν από το ότι ήταν πλούσιος, γεγονός που επέτρεψε να έχει τη δυνατότητα να έχει καλή μόρφωση.

Εκτός από την κληρονομιά της οικογένειάς του, ο Ludwig είχε επίσης μια μικρή περιουσία που κληρονόμησε από τον παππού του. αυτό τον βοήθησε να πληρώσει για τις σπουδές του χωρίς καμία δυσκολία.

Στην ηλικία των 15 ετών, ο Λούντβιχ ήταν ορφανός ως πατέρας, έτσι ώστε η κληρονομιά του παππού ήταν ακόμη πιο χρήσιμη μετά την απώλεια του πατέρα του σε νεαρή ηλικία.

Μελέτες

Η πρώτη εκπαίδευση του Boltzmann ήταν στην πόλη Linz, στη βόρεια Αυστρία, όπου η οικογένεια είχε μετακομίσει. 

Ιστορικά αρχεία έχουν δείξει ότι, ως παιδί, Ludwig Boltzmann χαρακτηρίστηκε ως πολύ περίεργο, εκτός από την εμφάνιση με ενδιέφερε πολύ να μάθω, με μεγάλη φιλοδοξία και μερικές φορές, με ανήσυχο και ανήσυχοι στάσεις.

Αργότερα μπήκε στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης, όπου έλαβε τις διδασκαλίες των διάσημων ανθρώπων, όπως η φυσική Josef Stephan, Miksa Petzval József μαθηματικός και φυσικός και μαθηματικός Andreas von Ettingshausen.

Αποφοίτησε από το πανεπιστήμιο το 1866. ο διδάσκων της διδακτορικής διατριβής του Boltzmann ήταν μόνο ο Josef Stephan, με τον οποίο στη συνέχεια εργάστηκε. Αυτή η δουλειά με τον Stephan διήρκεσε 3 χρόνια, από το 1867 έως το 1869, και εκείνη την εποχή εστιάστηκαν στην ανάλυση των ενεργειακών απωλειών που βίωσαν τα ζεστά στοιχεία.

Στάδιο διδασκαλίας

Από το 1869, Ludwig Boltzmann αφιερώθηκε στη διδασκαλία στο Πανεπιστήμιο του Graz, το δεύτερο μεγαλύτερο σπίτι του σπουδές στην Αυστρία. Στο πανεπιστήμιο δίδαξε τη θεωρητική φυσική. Παράλληλα με αυτό, Boltzmann συνέχισε την εκπαίδευσή του στις γερμανικές πόλεις του Βερολίνου και της Χαϊδελβέργης.

Ο Boltzmann διδάσκει στο Πανεπιστήμιο του Graz μέχρι το 1873, το έτος κατά το οποίο άρχισε να διδάσκει τα μαθηματικά στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης. Επέστρεψε στο Γκρατς τρία χρόνια αργότερα, το 1876, όταν ήταν ήδη αναγνωρισμένος στον τομέα της επιστήμης ως αποτέλεσμα μιας σειράς δημοσιευμένων έργων και διάφορων ερευνών.

Στατιστικές του Maxwell-Boltzmann

Ένα από τα πιο σημαντικά ερευνητικά εκείνη την εποχή ήταν οι στατιστικές Maxwell-Boltzmann, που αναπτύχθηκε από τον ίδιο και Maxwell το 1871.

Το 1894 επέστρεψε στο πανεπιστήμιο της Βιέννης για να γίνει καθηγητής θεωρητικής φυσικής. Εκείνη την εποχή ο Boltzmann αναγκάστηκε να αλληλεπιδράσει με τον Ernst Mach, φυσικό και φιλόσοφο με τον οποίο ο Boltzmann είχε βαθιές διαφορές.

Τόσοι πολλοί ήταν τα προβλήματα που υπήρχαν μεταξύ αυτών των δύο επιστημόνων, ότι ο Boltzmann αποφάσισε να πάει στη Λειψία για να αποφύγει να έρθει σε επαφή με τον Mach.

Ο Ernst Mach εγκατέλειψε το διδακτικό του έργο στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης το 1901 για λόγους υγείας. Ως εκ τούτου, Boltzmann επέστρεψε το 1902 και κέρδισε και πάλι όχι μόνο την επιλογή να διδάξει θεωρητική φυσική, αλλά και ανέλαβε την προεδρία της ιστορίας και της φιλοσοφίας της επιστήμης, το υλικό που διδάσκονται στο παρελθόν Mach.

Υπόθεση για το άτομο

Μετά την επιστροφή του στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης, ο Boltzmann άρχισε να δημοσιοποιεί την υποστήριξή του στην υπόθεση της ύπαρξης του ατόμου. Αυτή η κριτική επικρίθηκε από την επιστημονική κοινότητα. μεταξύ των πιο επιφυλακτικών κριτικών ήταν ο Ernst Mach.

Η συνεχής κριτική που έλαβε έκανε τη δουλειά του προκάλεσε μια πολύ αρνητική επίδραση στην Boltzmann, ο οποίος σύμφωνα με τα ιστορικά αρχεία δεν φαίνεται να είχαν ένα ήρεμο χαρακτήρα.

Αντίθετα, Boltzmann φαίνεται ότι ήταν ένας άνθρωπος με έντονη και ακραίες αντιδράσεις, μπορεί να αποδειχθεί εξερχόμενες και φιλικό, και άλλες φορές, πολύ εσωστρεφής και επιρρεπής στην κατάθλιψη.

Μια από τις πιο επικριθείσες πτυχές των δηλώσεων του Boltzmann ήταν ότι αυτός ο επιστήμονας έκρινε ότι ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής, που σχετίζεται με την εντροπία, ήταν ουσιαστικά στατιστικός..

Το γεγονός αυτό συνεπαγόταν ότι θα μπορούσαν να δημιουργηθούν διαφορετικά σενάρια που προέκυψαν από τις ταλαντώσεις, γεγονός που θα οδηγούσε σε αποτελέσματα που δεν είχαν προβλεφθεί στον παρόντα νόμο..

επικριτές του Boltzmann πρότεινε ότι θα ήταν άσκοπο να συνδέσει το στατιστικό τομέα με τους νόμους της θερμοδυναμικής, δεδομένου ότι αυτοί οι νόμοι θεωρήθηκαν απόλυτη θέματα και δεν μπορεί να δεχθεί ότι ο νόμος αυτός είχε θεμελιώδεις μεταβλητές χαρακτήρα.

Θάνατος

Η πίεση που προκάλεσε η ισχυρή και συνεχής κριτική που ασκήθηκε στον Boltzmann τον έκανε να αποφασίσει να πάρει τη δική του ζωή. Το 1906 ήταν σε διακοπές με την οικογένειά του στην πόλη Duino, που βρίσκεται πολύ κοντά στην Τεργέστη.

Ενώ η γυναίκα και τα παιδιά του ήταν στη θάλασσα, απολαμβάνοντας τις διακοπές, ο Ludwig Boltzmann κρεμάστηκε στο καλοκαιρινό σπίτι.

Αιτίες

Αρκετοί ιστορικοί έχουν διαπιστώσει ότι τα αίτια της αυτοκτονίας του συνδέονται στενά με το γεγονός ότι η επιστημονική κοινότητα δεν αναγνώρισε τις έρευνές του ως αληθινές.

Λέγεται ότι Boltzmann είχε μια σαφή και ισχυρή δέσμευση για την αλήθεια. Μέρος του τι τον επηρέασε περισσότερο ήταν το γεγονός ότι έχει δοθεί μια αλήθεια για την ύπαρξη του ατόμου, και μάρτυρας πως η κοινωνία της εποχής του δεν εκτιμούν αυτήν την ανακάλυψη, που αναμένεται μπορούσε να είναι απαραίτητη για τη σημερινή γενιά και για τις επόμενες γενιές.

Το γεγονός ότι η παράδοση ήταν πιο σημαντική στο πλαίσιο μιας κοινωνίας, αντί των καινοτομιών που προέκυψαν από τις καινούριες υπερβατικές ιδέες για το διάστημα, προκάλεσε την κατάθλιψη του Botlzmann.

Άλλοι ιστορικοί υποδεικνύουν ότι τα αίτια του θανάτου του Boltzmann περιελάμβαναν και άλλα στοιχεία, καθώς ο συγκεκριμένος επιστήμονας είχε ορισμένα χαρακτηριστικά που σηματοδότησαν αστάθεια και ανισορροπία σε πολλές από τις ενέργειές του.

Λίγο μετά το θάνατό του, τα μέλη της επιστημονικής κοινότητας άρχισαν να παράγουν αποδεικτικά στοιχεία που επιβεβαιώνουν τις έννοιες που αναπτύχθηκε από Boltzmann, την ίδια στιγμή τον έκανε αντάξια της επιστημονικής αναγνώρισης για τη συμβολή τους. Αυτό συνέβη μόλις δύο χρόνια μετά τον θάνατο του Boltzmann.

Ειδικά οι μελέτες του χημικού-φυσικού Jean Perrin επιβεβαίωσαν την αλήθεια της σταθεράς Boltzmann, που ονομάστηκε από τον επιστήμονα, ο οποίος συνδέει την ενέργεια με την απόλυτη θερμοκρασία. Αυτό αρκεί για να είναι η επιστημονική κοινότητα πεπεισμένη για την ύπαρξη ατόμων.

Κύριες συμβολές

Η εξίσωση Boltzmann

Η πιο αναγνωρισμένη συμβολή είναι η προσέγγιση της εξίσωσης Ludwig Boltzmann που φέρει το όνομά του: την εξίσωση Boltzmann. Η εξίσωση αυτή προτάθηκε αρχικά το 1870 και στη συνέχεια υποβλήθηκε σε κάποιες εξελίξεις.

Η εξίσωση, με βάση τις έννοιες των ατόμων και των μορίων, όρισε την πιθανότητα να βρεθούν τα μόρια σε μια δεδομένη κατάσταση.

Με μεταγενέστερες εξελίξεις, η εξίσωση έγινε χρήσιμη για τον υπολογισμό της δυνητικής ισορροπίας στα ιόντα και για την περιγραφή των διαμορφωτικών αλλαγών των βιολογικών μορίων.

Στατιστική μηχανική

Ορισμένοι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι ο Boltzmann ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε πραγματικά στατιστικά στοιχεία για τη μελέτη αερίων.

Χάρη σε αυτό θεωρούν ότι οι μελέτες της κινητικής θεωρίας συνέβησαν με μελέτες στατιστικής μηχανικής.

Για αυτή τη συμβολή, ο Boltzmann αναγνωρίζεται από πολλούς ως ο πατέρας της στατιστικής μηχανικής.

Αυτή η πειθαρχία επέτρεψε τη μελέτη των ιδιοτήτων των υλικών και των μακροσκοπικών αντικειμένων από τις ιδιότητες των ατόμων και των μορίων τους.

Εντροπία και αρχή Boltzmann

Αν και η έννοια της εντροπίας είχε εισαχθεί από τον Rudolf Clausius το 1865, ο Boltzmann πήρε την έννοια της εντροπίας στην καθημερινή ζωή.

Το 1877 ο Boltzmann ανέφερε ότι η εντροπία είναι ένα μέτρο της διαταραχής της κατάστασης ενός φυσικού συστήματος.

Σύμφωνα με αυτή την έννοια, ο Boltzmann διατύπωσε μια εξίσωση για την εντροπία που είναι γνωστή ως η αρχή Boltzmann.

Φιλοσοφία της επιστήμης

Η συμβολή του Boltzmann στην ανάπτυξη της φιλοσοφίας της επιστήμης είναι επίσης ευρέως αναγνωρισμένη. 

Πολλές από τις ιδέες του στον τομέα αυτό συγκεντρώθηκαν στο κείμενό του "Δημοφιλή γραπτά" που δημοσιεύθηκε το 1905.

Ο Boltzmann αντιμετώπισε φιλοσοφικά θέματα μέσα στην επιστήμη πολύ διαφορετικά. Μεταξύ αυτών συζήτησε όρους όπως ο ρεαλισμός και ο ιδεαλισμός. Επικράτησα επίσης γνωστούς φιλόσοφους όπως ο Καντ και ο Χέγκελ.

Ο Boltzmann πίστευε σθεναρά ότι η φιλοσοφία θα μπορούσε να βοηθήσει την επιστήμη να μην κάνει άχρηστες ερωτήσεις. Για το λόγο αυτό, ο Boltzmann αναφέρθηκε στον εαυτό του ως ρεαλιστής, αν και πολλοί άλλοι τον αναγνώρισαν ως μέλη του υλιστικού ρεύματος.

Αναφορές

1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink Θεωρία H του J. Boltzmann, οι δυσαρέσκειες του και η γέννηση της στατιστικής μηχανικής. Μελέτες στην Ιστορία και τη Φιλοσοφία της Σύγχρονης Φυσικής. 2009; 40(2): 174-191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois Β. Η εξίσωση Boltzmann στη μοριακή βιολογία. Πρόοδος στη βιοφυσική και τη μοριακή βιολογία. 2009; 99(2): 87-93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann και η επιρροή του στην επιστήμη. Μελέτες στην Ιστορία και τη Φιλοσοφία της Επιστήμης. 1983; 14(4): 255-278.
4. Επιστήμη A. Α. Μνημείο για τον Ludwig Boltzmann. Επιστήμη, Νέα Σειρά. 1932 75(1944).
5. Swendsen R. Η υποσημειώσεις στην ιστορία της στατιστικής μηχανικής: Τα λόγια του Boltzmann. Physica A: Στατιστική Μηχανική και εφαρμογές της. 2010; 389(15), 2898-2901.
6. Williams Μ. Μ. R. Ludwig Boltzmann. Χρονικά της Πυρηνικής Ενέργειας. 1977; 4(4-5): 145-159.