LUDVIGS BOLTSMANS: BIOGRĀFIJA UN IEGULDĪJUMS - ZINĀTNE - 2025

Ludvigs Boltzmans (1844-1906) bija austriešu zinātnieks, kuru uzskatīja par statistiskās mehānikas tēvu. Viņa ieguldījums zinātnes jomā bija atšķirīgs; Boltsmana vienādojums un princips, statistiskā mehānika vai H.

Par viņa ieguldījumu un novatoriskajām idejām viņa uzvārds ir plaši pazīstams ne tikai zinātnieku aprindās, bet arī sabiedrībā kopumā. Viņam ir pat vairāki mākslas darbi un pieminekļi, kas svin viņa ieguldījumu.

Zinātnieka Ludviga Bolcmana portrets

Boltsmana darbs papildināja ļoti nozīmīgu zinātnisko darbu, tādu kā Maksvela. Viņu ieguldījums pat plaši ietekmēja Alberta Einšteina veikto darbu.

Boltsmana darbi galvenokārt attīstījās fizikā, tomēr viņš publicēja arī darbus, kas saistīti ar citām jomām, piemēram, dzīvības zinātnēm un zinātnes filozofiju.

Biogrāfija

Ludvigs Boltzmans dzimis 1844. gada 20. februārī Austrijā, Vīnes pilsētā. Tajā laikā šī teritorija bija Austroungārijas impērijas sastāvdaļa. Ludviga ģimenei bija raksturīga turība, kas ļāva viņam iegūt labu izglītību.

Papildus saviem ģimenes īpašumiem Ludvigam bija arī pieticīga laime, ko mantoja no sava vectēva; Tas viņam palīdzēja samaksāt par studijām bez grūtībām.

15 gadu vecumā Ludvigs bija bārenis, tāpēc šis mantojums no sava vectēva viņam kalpoja vēl vairāk pēc tam, kad viņš jaunībā palika bez tēva.

Pētījumi

Boltzmann pirmās mācības notika Lincas pilsētā Austrijas ziemeļos, kur ģimene bija pārcēlusies.

Vēstures ieraksti spēja parādīt, ka kopš bērnības Ludvigam Boltzmannam bija raksturīga ārkārtīgi zinātkāre, kā arī ļoti interese par mācīšanos, ar lielām ambīcijām un reizēm ar nemierīgu un nemierīgu attieksmi.

Vēlāk viņš iestājās Vīnes universitātē, kur saņēma mācības no tādiem ievērojamiem personāžiem kā fiziķis Josefs Stefans, matemātiķis Józsefs Miksa Petzvals un fiziķis un matemātiķis Andreass fon Ettingshauzens.

Viņš absolvēja šo universitāti 1866. gadā; Boltzmann doktora disertācijas pasniedzējs bija precīzi Josefs Stefans, ar kuru viņš vēlāk strādāja. Šis darbs ar Stefanu ilga 3 gadus, no 1867. līdz 1869. gadam, un tajā laikā viņi koncentrējās uz karsto elementu enerģijas zaudējumu analīzi.

Mācību posms

Sākot ar 1869. gadu, Ludvigs Boltzmans veltīja mācīšanu Grācas Universitātē, Austrijas otrajā lielākajā universitātē. Tajā universitātē viņš vadīja nodarbības teorētiskajā fizikā. Paralēli tam Boltzmans turpināja mācības Vācijas pilsētās Berlīnē un Heidelbergā.

Boltzmann mācīja Grācas universitātē līdz 1873. gadam, gadā, kurā viņš sāka mācīt matemātiku Vīnes universitātē. Trīs gadus vēlāk, 1876. gadā, viņš atgriezās Grācā, un tajā laikā viņš jau tika atzīts zinātnes jomā publicētu darbu sērijas un dažādu pētījumu rezultātā.

Maksvela-Boltsmana statistika

Viens no izcilākajiem tā laika pētījumiem bija Maksvela-Boltzmana statistika, kuru izstrādāja viņš un Maksvels 1871. gadā.

1894. gadā viņš atgriezās Vīnes universitātē, lai strādātu par teorētiskās fizikas profesoru. Tajā laikā Boltzmann bija spiests mijiedarboties ar Ernst Mach, fiziķi un filozofu, ar kuru Boltzmann bija dziļas atšķirības.

Tik daudz bija problēmu, kas pastāvēja starp šiem diviem zinātniekiem, ka Boltzmans nolēma doties uz Leipcigu, lai izvairītos no saskares ar Mahu.

Ernsts Mačs 1901. gadā pameta mācības Vīnes universitātē veselības apsvērumu dēļ; tāpēc Boltzmans atgriezās 1902. gadā un ne tikai atkal ieguva iespēju pasniegt teorētiskās fizikas nodarbības, bet arī pārņēma vēstures un zinātnes filozofijas katedras vadības grožus - priekšmetu, kuru iepriekš mācīja Mačs.

Hipotēze par atomu

Pēc atgriešanās Vīnes universitātē Boltzmans sāka publiskot savu atbalstu hipotēzei par atoma esamību. Zinātniskā sabiedrība plaši kritizēja šo apsvērumu; Starp kritizētajiem kritiķiem bija Ernsts Mačs.

Pastāvīgā kritika, ko viņš saņēma par savu darbu, ļoti nelabvēlīgi ietekmēja Boltzmannu, kurš, pēc vēsturiskiem ierakstiem, šķiet, nav izturējies mierīgi.

Drīzāk Boltzmann, šķiet, ir bijis intensīvu un ārkārtēju reakciju cilvēks, kurš spēja izrādīties aizejošs un simpātisks, kā arī citos gadījumos ļoti intraverts un pakļauts depresijai.

Viens no kritizētajiem Boltzmana izteikumu aspektiem bija tas, ka šis zinātnieks noteica, ka otrais termodinamikas likums, kas saistīts ar entropiju, būtībā ir statistisks.

Šis fakts nozīmēja, ka svārstību rezultātā varētu rasties dažādi scenāriji, kas radītu rezultātus, kas nebija paredzēti šajā likumā.

Boltzmann kritiķi norādīja, ka nav jēgas sasaistīt statistikas lauku ar termodinamikas likumiem, jo ​​viņi uzskatīja, ka likumi ir absolūti jautājumi, un nevarēja pieņemt, ka šim pamatlikumam ir mainīgas īpašības.

Nāve

Spiediens spēcīgās un pastāvīgās kritikas dēļ, kuru izteica Boltzmans, lika viņam izlemt pašam izvēlēties dzīvību. 1906. gadā viņš kopā ar ģimeni devās atvaļinājumā Duino pilsētā, kas atrodas netālu no Triestes.

Kamēr viņa sieva un bērni bija jūrā, baudot brīvdienas, Ludvigs Boltsmans pakārts sevi vasaras mājā.

Cēloņi

Dažādi vēsturnieki ir noteikuši, ka viņa pašnāvības cēloņi bija cieši saistīti ar faktu, ka zinātniskā sabiedrība neatzina viņa pētījumu par patiesu.

Tiek teikts, ka Boltsmanam ir skaidra un izteikta apņemšanās ievērot patiesību. Daļa no tā, kas viņu visvairāk ietekmēja, bija fakts, ka viņš bija atradis patiesību par atoma esamību un bija liecinieks tam, kā viņa laika sabiedrība nenovērtēja šo atklājumu, kurš, viņaprāt, varēja būt būtisks pašreizējai paaudzei un daudzām nākamajām paaudzēm.

Fakts, ka tradīcijas bija svarīgākas sabiedrības kontekstā, nevis jauninājumi, kas atvasināti no jauniem laikiem pārpasaulīgiem jēdzieniem, izraisīja Botlzmana depresiju.

Citi vēsturnieki norāda, ka Boltsmana nāves cēloņos bija arī citi elementi, jo šim zinātniekam bija noteiktas pazīmes, kas daudzās viņa darbībās apzīmēja nestabilitāti un nelīdzsvarotību.

Neilgi pēc viņa nāves šīs zinātniskās kopienas locekļi sāka vākt pierādījumus, kas apstiprināja Boltzmana izstrādātās koncepcijas, tajā pašā laikā viņi ieguva viņam zinātnisku atzinību par viņa ieguldījumu. Tas notika tikai divus gadus pēc Boltzmann nāves.

Tieši ķīmiķa-fiziķa Žana Perrīna pētījumi apstiprināja zinātnieka vārdā nosauktā Boltzmanna konstantes, kas enerģiju saista ar absolūto temperatūru, patiesumu. Tas bija pietiekami, lai pārliecinātu zinātnisko sabiedrību par atomu esamību.

Galvenās iemaksas

Boltsmana vienādojums

Ludviga Boltsmana atzītākais ieguldījums ir pieeja vienādojumam, kas tiek apzīmēts ar viņa vārdu: Boltsmana vienādojums. Šis vienādojums sākotnēji tika ierosināts 1870. gadā, un vēlāk tas tika nedaudz attīstīts.

Vienādojums, kas balstīts uz atomu un molekulu jēdzieniem, definēja molekulu atrašanas varbūtību dotajā stāvoklī.

Turpinot attīstību, vienādojums kļuva noderīgs, lai aprēķinātu potenciālo līdzsvaru jonu sugās un aprakstītu bioloģisko molekulu konformācijas izmaiņas.

Statistiskā mehānika

Daži autori apgalvo, ka Boltzmans bija pirmais, kurš patiesi piemēroja statistiku gāzu izpētē.

Pateicoties tam, viņi uzskata, ka kinētiskās teorijas studijas kļuva par statistiskās mehānikas studijām.

Par šo ieguldījumu Boltzmann daudzi atzīst par statistiskās mehānikas tēvu.

Šī disciplīna ļāva izpētīt makroskopisko materiālu un objektu īpašības no to atomu un molekulu īpašībām.

Entropija un Boltsmana princips

Lai arī entropijas jēdzienu 1865. gadā ieviesa Rūdolfs Klausius, Boltzmans entropijas jēdzienu ieviesa ikdienas dzīvē.

1877. gadā Boltzmans norādīja, ka entropija ir fiziskās sistēmas stāvokļa traucējumu mērs.

Saskaņā ar šo koncepciju Boltzmans formulēja entropijas vienādojumu, kas pazīstams kā Boltzmann princips.

Zinātnes filozofija

Plaši atzīts ir arī Boltzmana ieguldījums zinātnes filozofijas attīstībā.

Daudzas viņa idejas šajā jomā tika apkopotas viņa tekstā "Populārie raksti", kas publicēts 1905. gadā.

Boltzmann zinātnē apskatīja ļoti dažādas filozofiskās tēmas. Starp tiem viņš apsprieda tādus terminus kā reālisms un ideālisms. Es kritizēju arī tādus slavenus filozofus kā Kants un Hegels.

Boltsmans stingri uzskatīja, ka filozofija var palīdzēt zinātnei neuzdot bezjēdzīgus jautājumus. Šī iemesla dēļ Boltzmans sevi dēvēja par reālistu, lai gan daudzi citi viņu identificēja kā piederīgu materiālisma strāvai.

Atsauces

1. Brauna HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmann H-teorēma, tās diskomforts un statistiskās mehānikas dzimšana. Studijas mūsdienu fizikas vēsturē un filozofijā. 2009. gads; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltsmana vienādojums molekulārajā bioloģijā. Progress biofizikā un molekulārajā bioloģijā. 2009. gads; 99 (2): 87–93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann un viņa ietekme uz zinātni. Studijas vēstures un zinātnes filozofijas jomā. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Zinātne AA Piemineklis Ludvigam Bolcmanam. Zinātne, jaunā sērija. 1932 75 (1944).
5. Swendsen RH Statistiskās mehānikas vēstures piezīmes: Boltsmana vārdiem. Fizika A: statistiskā mehānika un tās pielietojumi. 2010; 389 (15), 2898–2901.
6. Viljamsa MMR Ludvigs Boltsmans. Kodolenerģijas gadagrāmatas. 1977. gads; 4 (4–5): 145–159.