Лудвиг Болцман

Лудвиг Болцман
Лудвиг Болцман
Лични подаци
Датум рођења	(1844-02-20)20. фебруар 1844.
Место рођења	Беч, Аустријско царство
Датум смрти	5. септембар 1906.(1906-09-05) (62 год.)
Место смрти	Дуино, Аустроугарска
Образовање	Универзитет у Бечу
Научни рад
Поље	физика

Лудвиг Болцман (енгл. Ludwig Boltzmann; 20. фебруар 1844 — 5. септембар 1906) аустријски физичар. Студирао је физику у Бечу и затим био асистент Јожефа Стефана. Професор математичке физике у Грацу постао је 1869. године. Такође је предавао у Бечу, Минхену и Лајпцигу. Његови студенти су, између осталих, били Сванте Аренијус, Валтер Нерст и Лиза Мајтнер. У младости успешно се бавио експерименталном физиком: за сумпор је показао везу између индекса преламања и диелектричне константе како је предвиђао Максвел.

Главна тема његовог истраживачког рада била је свођење термодинамике на механику због чега је било потребно да се објасни противуречност између реверзибилности механичких и иреверзибилности термодинамичких процеса. Болцман је успоставио везу између ентропије S и функције једночестичне густине вероватноће W. Формула (k_B je Болцманова константа):

$S=k\,\ln W.$

Била је то тачка ослонца за постављање квантне теорије у формулацији Макса Планка, 1900. године и у проширеном Ајнштајновом тумачењу из 1905. године. Друга важна Болцманова достигнућа су једначина за расподелу енергија атома који се слободно крећу у пољу силе (Максвел-Болцманова расподела) и теоријско објашњење емисионе способности апсолутно црног тела, Штефан-Болцманов закон из 1884. године.

Статистичка механика је један од стубова модерне физике. Она описује како су макроскопска посматрања (као што су температура и притисак) повезана са микроскопским параметрима који флуктуирају око просека. Она повезује термодинамичке величине (као што је топлотни капацитет) са микроскопским понашањем, док би, у класичној термодинамици, једина доступна опција била мерење и табеларно приказивање таквих количина за различите материјале.

Болцман је био истакнути поборник атомске теорије. Због слабог одзива, чак и отпора његовим теоријама, већи део живота провео је дубоко разочаран. Није доживео коначну победу својих идеја која је остварена 1905. Ајнштајновом теоријом Брауновог кретања. Године 1906, у 62. години живота, извршио је самоубиство.

Биографија

Детињство и образовање

Болцман је рођен у Ердбергу, предграђу Беча. Његов отац, Лудвиг Георг Болцман, био је порески званичник. Његов деда, који се преселио у Беч из Берлина, био је произвођач сатова, а Болцманова мајка, Катарина Пауернфајнд, била је пореклом из Салцбурга. Основно образовање стекао је у дому својих родитеља. Болцман је похађао средњу школу у Линцу, Горња Аустрија. Када је Болцман имао 15 година, његов отац је умро.

Почевши од 1863. године, Болцман је студирао математику и физику на Универзитету у Бечу. Докторирао је 1866, а стажирао 1869. Болцман је блиско сарађивао са Јожефом Штефаном, директором Института за физику. Стефан је био тај који је Болцмана упознао са Максвеловим делом.

Академска каријера

Године 1869, са 25 година, захваљујући писму препоруке Јозефа Стефана, Болцман је именован за редовног професора математичке физике на Универзитету у Грацу у покрајини Штајерској. Године 1869, провео је неколико месеци у Хајделбергу радећи са Робертом Бунзеном и Леом Кенигсбергером, а 1871. са Густавом Кирхофом и Херманом фон Хелмхолцом у Берлину. Године 1873, Болцман се придружио Универзитету у Бечу као професор математике и тамо је остао до 1876. године.

Године 1872, много пре него што су жене примљене на аустријске универзитете, упознао Хенријету фон Ајгентлер, наставницу математике и физике у Грацу. Одбијена јој је дозвола да незванично ревидира предавања. Болцман је подржао њену одлуку о жалби, која је била успешна. Дана 17. јула 1876. Лудвиг Болцман се оженио Хенријетом; имали су три ћерке: Хенријету (1880), Иду (1884) и Елзу (1891); и сина Артхура Лудвига (1881). Болцман се вратио у Грац да би преузео катедру експерименталне физике. Међу његовим ученицима у Грацу били су Сванте Арениус и Валтер Нернст. У Грацу је провео 14 срећних година и тамо је развио свој статистички концепт природе.

Радови

• Verhältniss zur Fernwirkungstheorie, Specielle Fälle der Elektrostatik, stationären Strömung und Induction (на језику: немачки). 2. Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1893. 
• Theorie van der Waals, Gase mit zusammengesetzten Molekülen, Gasdissociation, Schlussbemerkungen (на језику: немачки). 2. Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1896. 
• Theorie der Gase mit einatomigen Molekülen, deren Dimensionen gegen die mittlere Weglänge verschwinden (на језику: немачки). 1. Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1896. 
• Abteilung der Grundgleichungen für ruhende, homogene, isotrope Körper (на језику: немачки). 1. Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1908. 
• Vorlesungen über Gastheorie (на језику: француски). Paris: Gauthier-Villars. 1922. 

• 
  Volumes I and II of Vorlesungen über Gastheorie (1896-1898)
• 
  Title page to volumes I and II of Vorlesungen über Gastheorie (1896-1898)
• 
  Table of contents to volumes I and II of Vorlesungen über Gastheorie (1896-1898)
• 
  Introduction to volumes I and II of Vorlesungen über Gastheorie (1896-1898)

Види још

• Болцманова константа
• Болцманов мозак
• Максвел–Болцманова дистрибуција

Литература

• Roman Sexl & John Blackmore (eds.), "Ludwig Boltzmann – Ausgewahlte Abhandlungen", (Ludwig Boltzmann Gesamtausgabe, Band 8), Vieweg, Braunschweig, 1982.
• John Blackmore (ed.), "Ludwig Boltzmann – His Later Life and Philosophy, 1900–1906, Book One: A Documentary History", Kluwer. . 1995. ISBN 978-0-7923-3231-2. 
• John Blackmore, "Ludwig Boltzmann – His Later Life and Philosophy, 1900–1906, Book Two: The Philosopher", Kluwer, Dordrecht, Netherlands. . 1995. ISBN 978-0-7923-3464-4. 
• John Blackmore (ed.), "Ludwig Boltzmann – Troubled Genius as Philosopher", in Synthese, Volume 119, Nos. 1 & 2, 1999, pp. 1–232.
• Blundell, Stephen; Blundell, Katherine M. (2006). Concepts in Thermal Physics. Oxford University Press. стр. 29. ISBN 978-0-19-856769-1. 
• Boltzmann, Ludwig Boltzmann – Leben und Briefe, ed., Walter Hoeflechner, Akademische Druck- u. Verlagsanstalt. Graz, Oesterreich, 1994
• Bronowski, Jacob (1974). „World Within World”. The Ascent Of Man. Little Brown & Co. ISBN 978-0-316-10930-7. 
• Brush, Stephen G. (ed. & tr.), Boltzmann, Lectures on Gas Theory, Berkeley, California. . University of California Press. 1964. 
• Brush, Stephen G. (ed.), Kinetic Theory, New York. . Pergamon Press. 1965. 
• Brush, Stephen G. (1970). „Boltzmann”. Ур.: Charles Coulston Gillispie. Dictionary of Scientific Biography. New York: Scribner. ISBN 978-0-684-16962-0. 
• Brush, Stephen G. (1986). The Kind of Motion We Call Heat: A History of the Kinetic Theory of Gases. Amsterdam: North-Holland. ISBN 978-0-7204-0370-1. 
• Cercignani, Carlo (1998). Ludwig Boltzmann: The Man Who Trusted Atoms. Oxford University Press. ISBN 9780198501541. 
• Darrigol, Olivier (2018). Atoms, Mechanics, and Probability: Ludwig Boltzmann's Statistico-Mechanical. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-881617-1. 
• Ehrenfest, P. & Ehrenfest, T. (1911) "Begriffliche Grundlagen der statistischen Auffassung in der Mechanik", in Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften mit Einschluß ihrer Anwendungen Band IV, 2. Teil ( F. Klein and C. Müller (eds.). Leipzig: Teubner, pp. 3–90. Translated as The Conceptual Foundations of the Statistical Approach in Mechanics. New York. . Cornell University Press. 1959. ISBN 978-0-486-49504-0. 
• Everdell, William R (1988). „The Problem of Continuity and the Origins of Modernism: 1870–1913”. History of European Ideas. 9 (5): 531—552. doi:10.1016/0191-6599(88)90001-0. 
• Everdell, William R (1997). The First Moderns. Chicago: University of Chicago Press. 
• Gibbs, Josiah Willard (1902). Elementary Principles in Statistical Mechanics, developed with especial reference to the rational foundation of thermodynamics. New York: Charles Scribner's Sons. 
• Johnson, Erik (2018). Anxiety and the Equation: Understanding Boltzmann's Entropy. The MIT Press. ISBN 978-0-262-03861-4. 
• Klein, Martin J. (1973). „The Development of Boltzmann's Statistical Ideas”. Ур.: E.G.D. Cohen; W. Thirring. The Boltzmann Equation: Theory and Applications. Acta physica Austriaca Suppl. 10. Wien: Springer. стр. 53–106. ISBN 978-0-387-81137-6. 
• Lindley, David (2001). Boltzmann's Atom: The Great Debate That Launched A Revolution In Physics. New York: Free Press. ISBN 978-0-684-85186-0. 
• Lotka, A. J. (1922). „Contribution to the Energetics of Evolution”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 8 (6): 147—51. Bibcode:1922PNAS....8..147L. PMC 1085052 . PMID 16576642. doi:10.1073/pnas.8.6.147. 
• Meyer, Stefan (1904). Festschrift Ludwig Boltzmann gewidmet zum sechzigsten Geburtstage 20. Februar 1904 (на језику: German). J. A. Barth. CS1 одржавање: Непрепознат језик (веза)
• Planck, Max (1914). The Theory of Heat Radiation. P. Blakiston Son & Co.  English translation by Morton Masius of the 2nd ed. of Waermestrahlung. Reprinted by Dover (1959) &. . 1991. ISBN 978-0-486-66811-6. 
• Tolman, Richard C. (1938). The Principles of Statistical Mechanics. Oxford University Press. . . Reprinted: Dover. 1979. ISBN 978-0-486-63896-6. 

Спољашње везе

• Uffink, Jos (2004). „Boltzmann's Work in Statistical Physics”. Stanford Encyclopedia of Philosophy. Приступљено 11. 6. 2007. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. „Лудвиг Болцман”. MacTutor History of Mathematics archive. University of St Andrews. 
• Ruth Lewin Sime, Lise Meitner: A Life in Physics Chapter One: Girlhood in Vienna gives Lise Meitner's account of Boltzmann's teaching and career.
• Eftekhari, Ali, "Ludwig Boltzmann (1844–1906)." Discusses Boltzmann's philosophical opinions, with numerous quotes.
• Rajasekar, S.; Athavan, N. (7. 9. 2006). „Ludwig Edward Boltzmann”. arXiv:physics/0609047 . CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• Лудвиг Болцман на сајту MGP (језик: енглески)
• Weisstein, Eric W. (ур.). „Boltzmann, Ludwig (1844–1906)”. ScienceWorld.