Biografia e contributi di Ludwig Boltzmann

Ludwig Boltzmann (1844-1906) era uno scienziato austriaco considerato il padre della meccanica statistica. I suoi contributi nel campo della scienza erano diversi; l'equazione e il principio di Boltzmann, la meccanica statistica o il teorema di H.

Per i suoi contributi e le idee pionieristiche, il suo cognome è ampiamente conosciuto, non solo tra la comunità scientifica, ma anche dalla società in generale. Anche, per suo onore ci sono diverse opere e monumenti artistici che celebrano il loro contributo.

Il lavoro di Boltzmann integrava lavori scientifici di grande importanza, come quelli realizzati da Maxwell. Anche i suoi contributi hanno avuto una grande influenza sul lavoro svolto da Albert Einstein.

Le opere di Boltzmann sono state principalmente sviluppate in fisica, ma ha anche pubblicato opere relative ad altri campi come le scienze della vita e la filosofia della scienza.

indice

• 1 biografia
  • 1.1 Studi
  • 1.2 Fase di insegnamento
  • 1.3 Statistiche di Maxwell-Boltzmann
  • 1.4 Ipotesi sull'atomo
  • 1.5 La morte
• 2 contributi principali
  • 2.1 L'equazione di Boltzmann
  • 2.2 Meccanica statistica
  • 2.3 Principio di entropia e Boltzmann
  • 2.4 Filosofia della scienza
• 3 riferimenti

biografia

Ludwig Boltzmann è nato il 20 febbraio 1844 in Austria, nella città di Vienna. A quel tempo, quest'area faceva parte dell'impero austro-ungarico. La famiglia di Ludwig era caratterizzata dall'essere ricca, che permetteva di avere una buona istruzione.

Oltre al patrimonio della sua famiglia, Ludwig aveva anche una modesta fortuna ereditata da suo nonno; questo lo ha aiutato a pagare per i suoi studi senza alcuna difficoltà.

All'età di 15 anni, Ludwig era rimasto orfano come padre, così che l'eredità di suo nonno era ancora più utile dopo aver perso suo padre in tenera età.

studi

Il primo addestramento di Boltzmann fu nella città di Linz, nel nord dell'Austria, dove la famiglia si era trasferita.

I documenti storici sono stati in grado di dimostrare che, sin dall'infanzia, Ludwig Boltzmann era caratterizzato dall'essere estremamente curioso, oltre ad essere molto interessato all'apprendimento, con grande ambizione e, a volte, con atteggiamenti irrequieti e ansiosi.

Più tardi entrò all'Università di Vienna, dove ricevette insegnamenti di personaggi illustri come il fisico Josef Stephan, il matematico József Miksa Petzval e il fisico e matematico Andreas von Ettingshausen.

Si è laureato in questa università nel 1866; il tutor della tesi di dottorato di Boltzmann era solo Josef Stephan, con il quale lavorò successivamente. Questo lavoro con Stephan è durato 3 anni, dal 1867 al 1869, e in quel momento si sono concentrati sull'analisi delle perdite di energia sperimentate dagli elementi caldi.

Fase di insegnamento

Dal 1869, Ludwig Boltzmann si dedicò all'insegnamento all'Università di Graz, la seconda più grande casa per studenti in Austria. In quell'università ha insegnato fisica teorica. Parallelamente a questo, Boltzmann ha continuato la sua formazione nelle città tedesche di Berlino e Heidelberg.

Boltzmann insegnò all'Università di Graz fino al 1873, anno in cui iniziò a insegnare matematica all'Università di Vienna. Rientrato a Graz tre anni dopo, nel 1876, a quel tempo era già riconosciuto nel campo della scienza a seguito di una serie di lavori pubblicati e varie indagini.

Statistiche di Maxwell-Boltzmann

Una delle più importanti indagini di quel periodo fu la statistica di Maxwell-Boltzmann, sviluppata da lui e Maxwell nell'anno 1871.

Nel 1894 tornò all'Università di Vienna per esibirsi come professore di fisica teorica. A quel tempo Boltzmann fu costretto a interagire con Ernst Mach, fisico e filosofo con il quale Boltzmann aveva profonde differenze.

Tanti erano i problemi che esistevano tra questi due scienziati, che Boltzmann decise di andare a Lipsia per evitare di essere in contatto con Mach.

Ernst Mach lasciò il suo lavoro di insegnante all'Università di Vienna nel 1901 per motivi di salute; pertanto, Boltzmann ritornò nel 1902 e non solo ottenne di nuovo l'opzione di insegnare fisica teorica, ma prese anche le redini della cattedra di storia e filosofia della scienza, una materia precedentemente insegnata da Mach.

Ipotesi sull'atomo

Dopo il suo ritorno all'Università di Vienna, Boltzmann iniziò a rendere pubblico il suo sostegno all'ipotesi dell'esistenza dell'atomo. Questa considerazione è stata molto criticata dalla comunità scientifica; tra i critici più convinti c'era Ernst Mach.

La costante critica che ha ricevuto nei confronti del suo lavoro ha causato un effetto molto sfavorevole su Boltzmann, che secondo i documenti storici non sembra aver avuto un carattere calmo.

Piuttosto, Boltzmann sembra essere stato un uomo dalle reazioni intense ed estreme, capace di dimostrarsi estroverso e amichevole e, altre volte, molto introverso e incline alla depressione.

Uno degli aspetti più criticati dichiarazioni Boltzmann era che questo scienziato determinato che la seconda legge della termodinamica, entropia relativi aveva essenzialmente natura statistica.

Questo fatto implicava che si potevano generare diversi scenari generati a seguito di oscillazioni, il che darebbe luogo a risultati che non erano previsti in questa legge.

I critici di Boltzmann suggerito che era inutile collegare il campo statistico con le leggi della termodinamica, dal momento che queste leggi sono state prese in considerazione le questioni assolute e non potevano accettare che questa legge di natura fondamentale hanno caratteristiche variabili.

morte

La pressione dovuta alla forte e costante critica fatta a Boltzmann gli fece decidere di togliersi la vita. Nel 1906 era in vacanza con la sua famiglia nella città di Duino, situata molto vicino a Trieste.

Mentre sua moglie e i suoi figli erano in mare, godendosi le vacanze, Ludwig Boltzmann si è impiccato nella casa estiva.

cause

Diversi storici hanno determinato che le cause del suo suicidio erano strettamente legate al fatto che la comunità scientifica non riconosceva le sue indagini come vere.

Si dice che Boltzmann avesse un chiaro e marcato impegno per la verità. Parte di ciò che più colpiti è stato il fatto di aver dato una verità circa l'esistenza dell'atomo, e la testimonianza di come la società del suo tempo non ha apprezzato questa scoperta, ha anticipato potrebbe essere essenziale per la generazione presente e per le generazioni a venire.

Il fatto che la tradizione era più importante nel contesto di una società, invece di innovazioni derivate da nuovi concetti trascendentali per il tempo, causato Botlzmann è depressa.

Altri storici indicano che le cause della morte di Boltzmann includevano anche altri elementi, dal momento che questo scienziato aveva alcune caratteristiche che denotavano instabilità e squilibrio in molte delle sue azioni.

Poco dopo la sua morte, i membri della comunità scientifica ha cominciato a produrre le prove che confermano i concetti sviluppati da Boltzmann, allo stesso tempo, lo ha reso degno di riconoscimento scientifico per il loro contributo. Questo è successo solo due anni dopo la morte di Boltzmann.

studi sono stati il ​​fisico specificamente chimica Jean Perrin che ha confermato la precisione della costante di Boltzmann, dal nome dello scienziato, che collega l'energia alla temperatura assoluta. Questo è stato sufficiente per convincere la comunità scientifica dell'esistenza degli atomi.

Principali contributi

L'equazione di Boltzmann

Il contributo più riconosciuto di Ludwig Boltzmann è l'approccio dell'equazione che porta il suo nome: l'equazione di Boltzmann. Questa equazione originariamente la propose nel 1870 e successivamente subì alcuni sviluppi.

L'equazione, basata sulle nozioni di atomi e molecole, definiva la probabilità di trovare le molecole in un determinato stato.

Con gli sviluppi successivi, l'equazione divenne utile per calcolare il potenziale equilibrio nelle specie di ioni e per descrivere i cambiamenti conformazionali delle molecole biologiche. 

Meccanica statistica

Alcuni autori affermano che Boltzmann è stata la prima persona ad applicare realmente le statistiche nello studio dei gas.

Grazie a ciò, ritengono che gli studi di teoria cinetica siano avvenuti come studi di meccanica statistica.

Per questo contributo, Boltzmann è riconosciuto da molti come il padre della meccanica statistica.

Questa disciplina ha permesso di studiare le proprietà dei materiali e degli oggetti macroscopici dalle proprietà dei loro atomi e molecole. 

Principio di entropia e Boltzmann

Sebbene il concetto di entropia fosse stato introdotto da Rudolf Clausius nel 1865, Boltzmann portò la nozione di entropia alla vita quotidiana.

Nel 1877 Boltzmann indicò che l'entropia è una misura del disordine dello stato di un sistema fisico.

Sotto questo concetto, Boltzmann formulò un'equazione per l'entropia nota come principio di Boltzmann. 

Filosofia della scienza

Anche i contributi di Boltzmann allo sviluppo della filosofia della scienza sono ampiamente riconosciuti.

Molte delle sue idee in questo campo sono state raccolte nel suo testo "Scritti popolari" pubblicato nel 1905.

Boltzmann trattava argomenti filosofici all'interno della scienza molto vari. Tra questi ha discusso termini come realismo e idealismo. Ho anche criticato filosofi famosi come Kant e Hegel.

Boltzmann credeva fermamente che la filosofia potesse aiutare la scienza a non fare domande inutili. Per questo motivo, Boltzmann si riferiva a se stesso come un realista, anche se molti altri lo identificarono come appartenente alla corrente materialistica.

riferimenti

1. Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Il teorema H di Boltzmann, il suo malcontento e la nascita della meccanica statistica. Studi in Storia e Filosofia della Fisica Moderna. 2009; 40(2): 174-191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. L'equazione di Boltzmann in biologia molecolare. Progressi in Biofisica e Biologia Molecolare. 2009; 99(2): 87-93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann e la sua influenza sulla scienza. Studi in Storia e Filosofia della Scienza. 1983; 14(4): 255-278.
4. Science A. A. Monumento per Ludwig Boltzmann. Scienza, nuova serie. 1932 75(1944).
5. Swendsen R. H. Note a piè di pagina sulla storia della meccanica statistica: nelle parole di Boltzmann. Fisica A: Meccanica statistica e sue applicazioni. 2010; 389(15), 2898-2901.
6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Annali di energia nucleare. 1977; 4(4-5): 145-159.