Ludwig Boltzmann: Biografia e Contribuições

Ludwig Boltzmann (1844-1906) foi um cientista austríaco considerado o pai da mecânica estatística. Suas contribuições no campo da ciência foram diversas; Equação e princípio de Boltzmann, mecânica estatística ou H.

Por suas contribuições e idéias pioneiras, seu sobrenome é amplamente conhecido, não apenas entre a comunidade científica, mas também pela sociedade em geral. Mesmo em sua homenagem, existem várias obras artísticas e monumentos que celebram suas contribuições.

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Retrato do cientista Ludwig Boltzmann

O trabalho de Boltzmann complementou trabalhos científicos de grande importância, como os realizados por Maxwell. Até suas contribuições tiveram grande influência no trabalho de Albert Einstein.

Os trabalhos de Boltzmann foram desenvolvidos principalmente em física , mas ele também publicou trabalhos relacionados a outros campos, como ciências da vida e filosofia da ciência.

Biografia

Ludwig Boltzmann nasceu em 20 de fevereiro de 1844 na Áustria, na cidade de Viena. Naquela época, essa área fazia parte do Império Austro-Húngaro.A família de Ludwig era caracterizada por ser rica, o que permitia uma boa educação.

Além da propriedade de sua família, Ludwig também teve uma modesta fortuna herdada de seu avô; Isso o ajudou a pagar por seus estudos sem nenhuma dificuldade.

Aos 15 anos, Ludwig ficou órfão como pai, então a herança de seu avô foi ainda mais útil depois de ter perdido seu pai em tenra idade.

Estudos

A primeira formação de Boltzmann foi na cidade de Linz, no norte da Áustria, para onde a família havia se mudado.

Os registros históricos conseguiram demonstrar que, quando criança, Ludwig Boltzmann se caracterizou por ser extremamente curioso, além de estar muito interessado em aprender, com grande ambição e, às vezes, com atitudes inquietas e ansiosas.

Mais tarde, ele entrou na Universidade de Viena, onde recebeu ensinamentos de personagens ilustres como o físico Josef Stephan, o matemático József Miksa Petzval e o físico e matemático Andreas von Ettingshausen.

Ele se formou nesta universidade em 1866; O tutor da tese de doutorado de Boltzmann foi precisamente Josef Stephan, com quem trabalhou posteriormente. Este trabalho com Stephan durou 3 anos, de 1867 a 1869, e na época eles se concentraram em analisar as perdas de energia experimentadas pelos elementos quentes.

Estágio de ensino

Desde 1869, Ludwig Boltzmann dedicou-se ao ensino na Universidade de Graz, a segunda maior casa de estudos da Áustria. Naquela universidade, ele ensinou física teórica. Paralelamente, Boltzmann continuou seu treinamento nas cidades alemãs de Berlim e Heidelberg.

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Boltzmann ensinou na Universidade de Graz até 1873, ano em que começou a ensinar matemática na Universidade de Viena. Ele retornou a Graz três anos depois, em 1876, quando já era reconhecido no campo da ciência como resultado de uma série de trabalhos publicados e várias investigações.

E stadística Maxwell-Boltzmann

Uma das investigações mais destacadas da época foi a estatística Maxwell-Boltzmann, desenvolvida por ele e Maxwell em 1871.

Durante 1894, ele retornou à Universidade de Viena para trabalhar como professor de física teórica. Naquele momento, Boltzmann foi forçado a interagir com Ernst Mach, físico e filósofo com quem Boltzmann tinha profundas diferenças.

Tantos eram os problemas que existiam entre esses dois cientistas que Boltzmann decidiu partir para Leipzig para evitar o contato com Mach.

Ernst Mach abandonou o ensino na Universidade de Viena em 1901 por razões de saúde; portanto, Boltzmann retornou em 1902 e não apenas obteve novamente a opção de dar aulas teóricas de física, mas também tomou as rédeas da cadeira de história e filosofia da ciência, um assunto que Mach havia ensinado anteriormente.

Hipótese sobre o átomo

Após seu retorno à Universidade de Viena, Boltzmann começou a tornar público seu apoio à hipótese da existência do átomo. Essa consideração foi criticada pela comunidade científica; Entre os críticos mais firmes estava Ernst Mach.

As constantes críticas que recebeu por seu trabalho causaram um efeito muito desfavorável a Boltzmann, que, segundo registros históricos, não parecia ter um caráter calmo.

Antes, Boltzmann parece ter sido um homem de reações intensas e extremas, capaz de provar ser extrovertido e compreensivo e, em outras ocasiões, muito introvertido e propenso a depressão .

Um dos aspectos mais criticados das declarações de Boltzmann foi que esse cientista determinou que a segunda lei da termodinâmica, relacionada à entropia, era essencialmente estatística.

Esse fato implicava que diversos cenários gerados em decorrência de oscilações poderiam ser gerados, o que resultou em resultados não previstos nesta lei.

Os críticos de Boltzmann indicaram que não fazia sentido vincular o campo estatístico às leis da termodinâmica, uma vez que consideravam as leis questões absolutas e não podiam aceitar que essa lei fundamental tivesse características variáveis.

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Morte

A pressão resultante das fortes e constantes críticas feitas a Boltzmann o fez decidir tirar a própria vida. Em 1906, ele estava de férias com sua família na cidade de Duino, localizada muito perto de Trieste.

Enquanto sua esposa e filhos estavam no mar, aproveitando as férias, Ludwig Boltzmann se enforcou na casa de verão.

Causas

Vários historiadores determinaram que as causas de seu suicídio estavam intimamente relacionadas ao fato de a comunidade científica não reconhecer sua pesquisa como verdadeira.

Dizem que Boltzmann tinha um compromisso claro e marcado com a verdade. Parte do que mais o afetou foi o fato de ter encontrado uma verdade sobre a existência do átomo e testemunhar como a sociedade de sua época não valorizava essa descoberta, que ele antecipou que poderia ser essencial para a geração atual e para muitas gerações futuras.

O fato de a tradição ser mais importante no contexto de uma sociedade, em vez de inovações derivadas de novos conceitos transcendentais da época, levou Botlzmann a ficar deprimido.

Outros historiadores indicam que as causas da morte de Boltzmann também incluíram outros elementos, uma vez que este cientista possuía certas características que denotavam instabilidade e desequilíbrio em muitas de suas ações.

Logo após sua morte, membros dessa comunidade científica começaram a gerar evidências que corroboravam os conceitos desenvolvidos por Boltzmann, enquanto o faziam merecer reconhecimento científico por suas contribuições. Isso aconteceu apenas dois anos depois da morte de Boltzmann.

Foram especificamente os estudos do físico-químico Jean Perrin que confirmaram a veracidade da constante de Boltzmann, nomeada em homenagem ao cientista, que liga a energia à temperatura absoluta. Isso foi suficiente para a comunidade científica estar convencida da existência de átomos.

Principais Contribuições

Equação de Boltzmann

A contribuição mais reconhecida de Ludwig Boltzmann é a abordagem da equação que leva seu nome: A equação de Boltzmann. Esta equação foi proposta originalmente em 1870 e posteriormente sofreu alguns desenvolvimentos.

A equação, baseada nas noções de átomos e moléculas, definiu a probabilidade de encontrar as moléculas em um dado estado.

Com desenvolvimentos subseqüentes, a equação tornou-se útil para calcular o equilíbrio potencial em espécies de íons e para descrever mudanças conformacionais de moléculas biológicas.

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Mecânica estatística

Alguns autores dizem que Boltzmann foi a primeira pessoa a aplicar verdadeiramente as estatísticas no estudo de gases.

Graças a isso, consideram que os estudos da teoria cinética se tornaram estudos da mecânica estatística.

Por essa contribuição, Boltzmann é reconhecido por muitos como o pai da mecânica estatística.

Esta disciplina permitiu estudar as propriedades de materiais e objetos macroscópicos a partir das propriedades de seus átomos e moléculas.

Entropia e princípio de Boltzmann

Embora o conceito de entropia tenha sido introduzido por Rudolf Clausius em 1865, Boltzmann trouxe a noção de entropia para a vida cotidiana.

Em 1877, Boltzmann indicou que a entropia é uma medida da desordem do estado de um sistema físico.

Sob esse conceito, Boltzmann formulou uma equação para entropia conhecida como princípio de Boltzmann.

Filosofia da ciência

As contribuições de Boltzmann para o desenvolvimento da filosofia da ciência também são amplamente reconhecidas.

Muitas de suas idéias neste campo foram coletadas em seu texto “Escritos populares”, publicado em 1905.

Boltzmann lidou com diversos tópicos filosóficos dentro da ciência. Entre eles, ele discutiu termos como realismo e idealismo. Também critico filósofos renomados como Kant e Hegel.

Boltzmann acreditava firmemente que a filosofia poderia ajudar a ciência a não fazer perguntas inúteis. Portanto, Boltzmann se referia a si mesmo como realista, embora muitos outros o identificassem como pertencente à corrente materialista.

Referências

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