Ludwig Boltzmann (1844-1906) bol rakúsky vedec považovaný za otca štatistickej mechaniky. Jeho príspevky do oblasti vedy boli rôznorodé; Boltzmannova rovnica a princíp, štatistická mechanika alebo H.
Vďaka svojim prínosom a priekopníckym myšlienkam je jeho priezvisko všeobecne známe nielen vo vedeckej komunite, ale aj v celej spoločnosti. Jeho prínos pripomína niekoľko umeleckých diel a pamätníkov.
Boltzmannova práca dopĺňala dôležité vedecké práce, ako napríklad Maxwellovu. Jeho príspevky mali dokonca významný vplyv na prácu Alberta Einsteina.
Boltzmannova práca sa venovala predovšetkým fyzike, ale publikoval aj diela súvisiace s inými oblasťami, ako sú biologické vedy a filozofia vedy.
Životopis
Ludwig Boltzmann sa narodil 20. februára 1844 vo Viedni v Rakúsku. V tom čase bola táto oblasť súčasťou Rakúsko-Uhorskej ríše. Ludwigova rodina bola známa svojou bohatosťou, čo mu umožnilo získať dobré vzdelanie.
Okrem rodinného majetku zdedil Ľudovít po svojom starom otcovi aj skromný majetok, ktorý mu bez problémov pomohol zaplatiť za štúdium.
Vo veku 15 rokov osirel Ľudovít ako otec, takže dedičstvo po jeho starom otcovi bolo o to užitočnejšie, že ho v mladom veku stratil.
štúdie
Boltzmannov prvý tréning bol v meste Linz v severnom Rakúsku, kam sa presťahovala jeho rodina.
Historické záznamy ukazujú, že Ludwig Boltzmann sa ako dieťa vyznačoval mimoriadnej zvedavosťou, veľkým záujmom o učenie, veľkou ambíciou a občasným nepokojom a úzkostlivosťou.
Neskôr nastúpil na Viedenskú univerzitu, kde sa učil od významných osobností, ako boli fyzik Josef Stephan, matematik József Miksa Petzval a fyzik a matematik Andreas von Ettingshausen.
Túto univerzitu absolvoval v roku 1866; Boltzmannovým vedúcim dizertačnej práce bol Josef Stephan, s ktorým neskôr spolupracoval. Táto práca so Stephanom trvala tri roky, od roku 3 do roku 1867, a počas tohto obdobia sa zamerali na analýzu energetických strát, ku ktorým dochádza pri horúcich prvkoch.
Pedagogická stáž
Od roku 1869 sa Ludwig Boltzmann venoval vyučovaniu na Univerzite v Grazi, druhej najväčšej univerzite v Rakúsku. Tam vyučoval teoretickú fyziku. Zároveň Boltzmann pokračoval vo svojom vzdelávaní v nemeckých mestách Berlín a Heidelberg.
Boltzmann učil na Univerzite v Grazi do roku 1873, kedy začal učiť matematiku na Viedenskej univerzite. Do Grazu sa vrátil o tri roky neskôr, v roku 1876, kedy už vďaka sérii publikovaných článkov a početným výskumom získal uznanie v oblasti vedy.
Maxwell-Boltzmannova štatistika
Jedným z najvýznamnejších výskumov tej doby bola Maxwellova-Boltzmannova štatistika, ktorú vyvinul spolu s Maxwellom v roku 1871.
V roku 1894 sa vrátil na Viedenskú univerzitu, aby pracoval ako profesor teoretickej fyziky. V tomto čase bol Boltzmann nútený komunikovať s Ernstom Machom, fyzikom a filozofom, s ktorým mal Boltzmann hlboké rozdiely.
Medzi týmito dvoma vedcami bolo toľko problémov, že sa Boltzmann rozhodol odísť do Lipska, aby sa vyhol kontaktu s Machom.
Ernst Mach opustil v roku 1901 vyučovanie na Viedenskej univerzite zo zdravotných dôvodov; Boltzmann sa preto v roku 1902 vrátil a nielenže znovu získal možnosť vyučovať teoretickú fyziku, ale prevzal aj katedru dejín a filozofie vedy, predmetu, ktorý Mach predtým vyučoval.
Hypotéza o atóme
Po návrate na Viedenskú univerzitu začal Boltzmann verejne podporovať hypotézu o existencii atómu. Tento prístup kritizovala vedecká komunita; medzi najhlasnejších kritikov patril Ernst Mach.
Neustála kritika, ktorej sa dostával za svoju prácu, mala na Boltzmanna veľmi nepriaznivý vplyv, pretože podľa historických záznamov sa nejavil pokojným charakterom.
Boltzmann sa skôr javí ako muž intenzívnych a extrémnych reakcií, schopný dokázať, že je extrovertný a chápavý, inokedy však veľmi introvertný a náchylný k depresii.
Jedným z najkritizovanejších aspektov Boltzmannových tvrdení bolo, že tento vedec zistil, že druhý termodynamický zákon, súvisiaci s entropiou, je v podstate štatistický.
Táto skutočnosť naznačovala, že v dôsledku oscilácií mohli byť vygenerované rôzne scenáre, ktoré viedli k výsledkom, ktoré tento zákon nepredvídal.
Boltzmannovi kritici poukazovali na to, že nemá zmysel spájať štatistickú oblasť so zákonmi termodynamiky, pretože tieto zákony považovali za absolútne záležitosti a nemohli akceptovať, že tento základný zákon má premenlivé charakteristiky.
Smrť
Tlak vyplývajúci z Boltzmannovej neustálej a intenzívnej kritiky ho priviedol k samovražde. V roku 1906 bol s rodinou na dovolenke v mestečku Duino, veľmi blízko Terstu.
Zatiaľ čo si jeho manželka a deti užívali dovolenku na mori, Ludwig Boltzmann sa obesil vo svojom letnom dome.
Príčiny
Viacerí historici dospeli k záveru, že príčiny jeho samovraždy úzko súviseli so skutočnosťou, že vedecká komunita neuznala jeho výskum za pravdivý.
Hovorí sa, že Boltzmann mal jasný a neochvejný záväzok k pravde. Najviac ho ovplyvnilo najmä objavenie pravdy o existencii atómu a to, ako si spoločnosť jeho doby nevážila tento objav, o ktorom predpokladal, že by mohol byť nevyhnutný pre súčasnú generáciu a pre mnoho ďalších generácií.
Skutočnosť, že v kontexte spoločnosti bola dôležitejšia tradícia než inovácie odvodené z nových transcendentálnych konceptov tej doby, viedla Bötlzmanna k depresii.
Iní historici naznačujú, že príčiny Boltzmannovej smrti zahŕňali aj iné prvky, keďže tento vedec mal určité vlastnosti, ktoré naznačovali nestabilitu a nerovnováhu v mnohých jeho činoch.
Krátko po jeho smrti začali členovia tejto vedeckej komunity získavať dôkazy, ktoré potvrdzovali Boltzmannove koncepty, a zároveň mu za jeho prínos získali vedecké uznanie. Stalo sa tak len dva roky po Boltzmannovej smrti.
Práve štúdie fyzikálneho chemika Jeana Perrina potvrdili pravdivosť Boltzmannovej konštanty, pomenovanej po vedcovi, ktorá spája energiu s absolútnou teplotou. To stačilo na to, aby presvedčilo vedeckú komunitu o existencii atómov.
Hlavné príspevky
Boltzmannova rovnica
Najznámejším prínosom Ludwiga Boltzmanna je prístup k rovnici, ktorá nesie jeho meno: Boltzmannova rovnica. Táto rovnica bola pôvodne navrhnutá v roku 1870 a následne prešla niekoľkými vývojmi.
Rovnica, založená na pojmoch atómov a molekúl, definovala pravdepodobnosť nájdenia molekúl v danom stave.
S následným vývojom sa rovnica stala užitočnou na výpočet potenciálnej rovnováhy v iónových druhoch a na opis konformačných zmien biologických molekúl.
Štatistická mechanika
Niektorí autori tvrdia, že Boltzmann bol prvým človekom, ktorý skutočne aplikoval štatistiku na štúdium plynov.
Vďaka tomu sa domnievajú, že štúdie kinetickej teórie sa stali štúdiami štatistickej mechaniky.
Za tento prínos je Boltzmann mnohými uznávaný ako otec štatistickej mechaniky.
Táto disciplína nám umožnila študovať vlastnosti makroskopických materiálov a objektov na základe vlastností ich atómov a molekúl.
Entropia a Boltzmannov princíp
Hoci koncept entropie zaviedol Rudolf Clausius v roku 1865, Boltzmann priniesol pojem entropie do každodenného života.
V roku 1877 Boltzmann naznačil, že entropia je mierou neusporiadanosti stavu fyzického systému.
Na základe tejto koncepcie Boltzmann sformuloval rovnicu pre entropiu známu ako Boltzmannov princíp.
Filozofia vedy
Boltzmannov prínos k rozvoju filozofie vedy je tiež všeobecne uznávaný.
Mnohé z jeho myšlienok v tejto oblasti boli zhromaždené v jeho texte „Populárne spisy“, publikovanom v roku 1905.
Boltzmann sa venoval rôznym filozofickým témam v rámci vedy. Medzi nimi rozoberal pojmy ako realizmus a idealizmus. Kritizoval aj renomovaných filozofov, ako boli Kant a Hegel.
Boltzmann pevne veril, že filozofia môže pomôcť vede vyhnúť sa kladeniu zbytočných otázok. Preto sa Boltzmann označoval za realistu, hoci mnohí iní ho označovali za príslušníka materialistickej školy.
Referencie
- Brown HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmannova H-veteram, jej nedostatky a zrod štatistickej mechaniky. Štúdie z dejín a filozofie modernej fyziky . 2009; 40 (2): 174-191.
- Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Boltzmannova rovnica v molekulárnej biológii. Pokrok v biofyzike a molekulárnej biológii . 2009; 99 (2): 87-93.
- Flamm D. Ludwig Boltzmann a jeho vplyv na vedu. Štúdium dejín a filozofie vedy . 1983; 14 (4): 255-278.
- Veda AA Pamätník Ludwiga Boltzmanna. Veda, Nová séria . 1932 75 (1944).
- Swendsen RH Poznámky pod čiarou k dejinám štatistickej mechaniky: Boltzmannovými slovami. Fyzika A: Štatistická mechanika a jej aplikácie . 2010; 389 (15), 2898-2901.
- Williams MMR Ludwig Boltzmann. Analy jadrovej energie . 1977; 4 (4-5): 145-159.