לודוויג בולצמן ביוגרפיה ותרומות

לודוויג בולצמן (1844-1906) היה מדען אוסטרי נחשב אביו של מכניקה סטטיסטית. התרומות שלו בתחום המדע היו אחדות; משוואת בולצמן ועיקרה, מכניקה סטטיסטית או משפט H.

על תרומותיו ורעיונותיו החלוציים, שם משפחתו ידוע, לא רק בקרב הקהילה המדעית, אלא גם על ידי החברה בכלל. אפילו, לכבודו יש כמה יצירות אמנות ומונומנטים שחוגגים את תרומתם.

עבודתו של בולצמן השלימה עבודות מדעיות בעלות חשיבות רבה, כגון אלה של מקסוול. אפילו לתרומתו היתה השפעה רבה על עבודתו של אלברט איינשטיין.

עבודותיו של בולצמן פותחו בעיקר בפיסיקה, אך הוא גם פרסם עבודות הקשורות לתחומים אחרים כגון מדעי החיים ופילוסופיה של המדע.

אינדקס

• 1 ביוגרפיה
  • 1.1 מחקרים
  • 1.2 שלב ההוראה
  • 1.3 סטטיסטיקה מקסוול - בולצמן
  • 1.4 השערות על האטום
  • 1.5 מוות
• 2 תרומות עיקריות
  • 2.1 משוואת בולצמן
  • 2.2 מכניקה סטטיסטית
  • 2.3 אנטרופיה ועקרון בולצמן
  • 2.4 פילוסופיה של המדע
• 3 הפניות

ביוגרפיה

לודוויג בולצמן נולד ב - 20 בפברואר 1844 באוסטריה, בעיר וינה. אזור זה היה אז חלק מהאימפריה האוסטרו-הונגרית. משפחתו של לודוויג התאפיינה בהיותה עשירה, שאפשרה את האפשרות של חינוך טוב.

נוסף על מורשת משפחתו, גם לודוויג היה בעל הון צנוע שירש מסבו; זה עזר לו לשלם על הלימודים בלי שום קושי.

בגיל 15, לודוויג היה יתום כמו אבא, כך ירושה של סבא היה אפילו יותר שימושי לאחר שאיבד את אביו בגיל צעיר.

מחקרים

ההכשרה הראשונה של בולצמן הייתה בעיר לינץ שבצפון אוסטריה, שם עברה המשפחה. 

רשומות היסטוריות הוכיחו כי, כילד, לודוויג בולצמן התאפיינה מאוד סקרן, בנוסף מראה מאוד מעוניין ללמוד, עם שאיפה גדולה ולפעמים, עם עמדות חסרות מנוחה חרדות.

מאוחר יותר הוא נכנס אוניברסיטת וינה, שם קיבל תורתו של אנשים מפורסמים כגון פיזי יוזף סטפן, מיקשה Petzval יוזף מתמטיקאי ופיזיקאי ומתמטיקאי אנדריאס פון אטינגסהאוזן.

הוא סיים את האוניברסיטה בשנת 1866; המנחה של עבודת הדוקטורט של בולצמן היה רק ​​יוסף סטפן, שאיתו עבד לאחר מכן. עבודה זו עם סטפן נמשכה 3 שנים, מ 1867 עד 1869, ובאותו זמן הם התמקדו בניתוח הפסדי האנרגיה שחוו אלמנטים חמים.

שלב ההוראה

משנת 1869 הקדיש לודוויג בולצמן את עצמו להוראה באוניברסיטת גרץ, בית הסטודנטים השני בגודלו באוסטריה. באוניברסיטה הזאת הוא לימד פיזיקה תיאורטית. במקביל, המשיך בולצמן את הכשרתו בערים הגרמנית בברלין ובהיידלברג.

בולדזמן לימד באוניברסיטת גראץ עד 1873, השנה שבה החל ללמד מתמטיקה באוניברסיטת וינה. הוא חזר לגראץ שלוש שנים לאחר מכן, בשנת 1876, כשהיה כבר מוכר בתחום המדע כתוצאה מסדרת עבודות שפורסמו ומחקרים שונים.

סטטיסטיקה של מקסוול-בולצמן

אחת החקירות הבולטות באותה תקופה הייתה הסטטיסטיקה של מקסוול-בולצמן, שפותחה על ידו ועל ידי מקסוול בשנת 1871.

בשנת 1894 הוא חזר לאוניברסיטת וינה כדי לבצע כפרופסור לפיסיקה תיאורטית. באותו זמן נאלץ בולצמן לקיים אינטראקציה עם ארנסט מאך, פיזיקאי ופילוסוף, אשר לבולצמן היו הבדלים עמוקים.

רבים כל כך היו הבעיות שקיימו בין שני המדענים האלה, שבולצמן החליט לנסוע ללייפציג כדי להימנע מלהיות בקשר עם מאך.

ארנסט מאך עזבו ללמד באוניברסיטת וינה בשנת 1901 מטעמי בריאות; ולכן, בולצמן חזר בשנת 1902 ושוב זכו לא רק את האפשרות ללמד פיזיקה תיאורטית, אלא גם השתלט על הכיסא של ההיסטוריה והפילוסופיה של המדע, חומר בעבר לימד מאך.

השערה על האטום

לאחר שובו לאוניברסיטת וינה החל בולצמן לפרסם את תמיכתו בהשערת קיומה של האטום. שיקול זה זכה לביקורת מצד הקהילה המדעית; בין המבקרים הקשים ביותר היה ארנסט מאך.

הביקורת המתמדת שקיבל על עבודתו גרמה להשפעה שלילית על בולצמן, שלפי הרשומות ההיסטוריות לא היה לו אופי רגוע.

במקום זאת, בולצמן כנראה איש של תגובות אינטנסיביות קיצוניות, עשוי להתברר יוצא וידידותי, בזמנים אחרים, מאוד מופנם נטייה לדיכאון.

אחד ההיבטים הבולטים ביותר של הצהרות בולצמן היה כי מדען זה קבע כי החוק השני של התרמודינמיקה, הקשורים לאנטרופיה, היה סטטיסטי במהותו..

עובדה זו משתמעת כי ניתן ליצור תרחישים שונים הנוצרים כתוצאה מתנודות, דבר שיביא לתוצאות שלא היו צפויות בחוק זה..

מבקריו של בולצמן הציעו, כך שאין טעם לקשר בתחום הסטטיסטי עם חוקי תרמודינאמיקה, שכן חוקים אלו נחשבו לנושאים מוחלטים ולא יכלו לקבל את עובדת החוק הזה היה משתנה אופי בסיסי.

מוות

הלחץ בעקבות הביקורת החזקה והמתמדת על בולצמן גרם לו להחליט לקחת את חייו. בשנת 1906 הוא היה בחופשה עם משפחתו בעיר Duino, הממוקם קרוב מאוד טריאסטה.

בעוד אשתו וילדיו היו בים, נהנים מהחגים, תלה לודוויג בולצמן את עצמו בבית הקיץ.

סיבות

כמה היסטוריונים קבעו כי הסיבות להתאבדותו קשורות קשר הדוק לכך שהקהילה המדעית לא זיהתה את חקירותיו כאמיתיות.

הוא אמר כי בולצמן היה התחייבות ברורה וחזקה על האמת. חלק ממה השפיע עליו ביותר היה עצם קיומו כמי שנתן האמת על קיומו של האטום, ואת העד כיצד החברה של זמנו לא מעריך תגלית זו, הוא צפוי יכול להיות חיוני עבור הדור הנוכחי ועבור הדורות הבאים.

העובדה שהמסורת היתה חשובה יותר במסגרת החברה, במקום החידושים הנגזרים מתפיסות טרנסצנדנטליות חדשות באותה תקופה, גרמה לבוטלצמן להיות מדוכא.

היסטוריונים אחרים מצביעים על כך שהגורמים למותו של בולצמן כללו גם יסודות אחרים, שכן למדען זה היו תכונות מסוימות המעידות על חוסר יציבות וחוסר איזון ברבות ממעשיו.

זמן קצר לאחר מותו החלו חברי הקהילה המדעית הזאת להמציא ראיות המאששות את המושגים שפיתח בולצמן, ובאותה עת העניקו לו הכרה מדעית על תרומתו. זה קרה רק שנתיים לאחר מותו של בולצמן.

דווקא מחקריו של הפיזיקאי הכימאי ז'אן פרין אישרו את אמיתותו של קבוע בולצמן, הקרוי על שמו של המדען, המקשר אנרגיה בטמפרטורה מוחלטת. די היה בכך שהקהילה המדעית תשתכנע בקיומם של אטומים.

תרומות עיקריות

משוואת בולצמן

התרומה המוכרת ביותר של לודוויג בולצמן היא הגישה של המשוואה שנושאת את שמו: משוואת בולצמן. משוואה זו הוצעה במקור ב -1870 ולאחר מכן סבלה מהתפתחויות מסוימות.

המשוואה, המבוססת על מושגים של אטומים ומולקולות, הגדירה את ההסתברות למצוא את המולקולות במצב נתון.

עם ההתפתחויות הבאות, המשוואה הפך שימושי לחישוב האיזון הפוטנציאלי מינים יון ולתאר שינויים קונפורמטיביים של מולקולות ביולוגיות.

מכניקה סטטיסטית

כמה מחברי טוענים כי Boltzmann היה האדם הראשון באמת ליישם סטטיסטיקה במחקר של גזים.

בזכות זה הם חושבים כי מחקרים של תיאוריה קינטית קרה מחקרים של מכניקה סטטיסטית.

על תרומה זו, בולצמן מוכר על ידי רבים כאבי מכניקה סטטיסטית.

משמעת זו אפשרה ללמוד את המאפיינים של חומרים וחפצים מאקרוסקופיים מתכונות האטומים והמולקולות שלהם.

אנטרופיה ועיקרון בולצמן

אף שהמושג של אנטרופיה הוצג על ידי רודולף קלאוזיוס בשנת 1865, לקח בולצמן את רעיון האנטרופיה לחיי היומיום.

בשנת 1877 הצביע בולצמן על כך שהאנטרופיה היא מדד להפרעה במצב של מערכת פיזית.

תחת תפיסה זו ניסח בולצמן משוואה לאנטרופיה המכונה עיקרון בולצמן.

פילוסופיה של המדע

תרומותיו של בולצמן לפיתוח הפילוסופיה של המדע זכו להכרה רחבה. 

רבים מרעיונותיו בתחום זה נאספו בטקסט "כתבים פופולאריים" שפורסם בשנת 1905.

בולצמן טיפל בנושאים פילוסופיים במדע מגוונים מאוד. ביניהם הוא דן במונחים כמו ריאליזם ואידיאליזם. ביקרתי גם את הפילוסופים הנודעים כמו קאנט והגל.

בולצמן האמין בתוקף כי הפילוסופיה יכולה לסייע למדע לא לשאול שאלות חסרות תועלת. מסיבה זו התייחס בולצמן לעצמו כאל ריאליסט, אם כי רבים אחרים זיהו אותו כשייך לזרם המטריאליסטי.

הפניות

1. ח 'ר' מירבולד וו 'אופינק ג' בולצמן H- משפט, את אי שביעות הרצון שלו, ואת הלידה של מכניקה סטטיסטית. לימודי היסטוריה ופילוסופיה של הפיסיקה המודרנית. 2009; 40(2): 174-191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. משוואת בולצמן בביולוגיה מולקולרית. התקדמות בביופיסיקה וביולוגיה מולקולרית. 2009; 99(2): 87-93.
3. פלם ד. לודוויג בולצמן והשפעתו על המדע. לימודי היסטוריה ופילוסופיה של המדעים. 1983 14(4): 255-278.
4. א. א. אנדרטה ללודוויג בולצמן. מדע, סדרה חדשה. 1932 75(1944).
5. Swendsen R. H. הערות על ההיסטוריה של מכניקה סטטיסטית: במילים של בולצמן. פיסיקה א: מכניקה סטטיסטית ויישומיה. 2010; 389(15), 2898-2901.
6. ויליאמס מ. ר. לודוויג בולצמן. אנרגיות של אנרגיה גרעינית. 1977; 4(4-5): 145-159.