Ludvig Bolcman

Ludvig Bolcman
Ludvig Bolcman
Lični podaci
Datum rođenja	(1844-02-20)20. februar 1844.
Mesto rođenja	Beč, Austrijsko carstvo
Datum smrti	5. septembar 1906.(1906-09-05) (62 god.)
Mesto smrti	Duino, Austrougarska
Obrazovanje	Univerzitet u Beču
Naučni rad
Polje	fizika

Ludvig Bolcman (engl. Ludwig Boltzmann; 20. februar 1844 — 5. septembar 1906) austrijski fizičar. Studirao je fiziku u Beču i zatim bio asistent Jožefa Stefana. Profesor matematičke fizike u Gracu postao je 1869. godine. Takođe je predavao u Beču, Minhenu i Lajpcigu. Njegovi studenti su, između ostalih, bili Svante Arenijus, Valter Nerst i Liza Majtner. U mladosti uspešno se bavio eksperimentalnom fizikom: za sumpor je pokazao vezu između indeksa prelamanja i dielektrične konstante kako je predviđao Maksvel.

Glavna tema njegovog istraživačkog rada bila je svođenje termodinamike na mehaniku zbog čega je bilo potrebno da se objasni protivurečnost između reverzibilnosti mehaničkih i ireverzibilnosti termodinamičkih procesa. Bolcman je uspostavio vezu između entropije S i funkcije jednočestične gustine verovatnoće W. Formula (k_B je Bolcmanova konstanta):

$S=k\,\ln W.$

Bila je to tačka oslonca za postavljanje kvantne teorije u formulaciji Maksa Planka, 1900. godine i u proširenom Ajnštajnovom tumačenju iz 1905. godine. Druga važna Bolcmanova dostignuća su jednačina za raspodelu energija atoma koji se slobodno kreću u polju sile (Maksvel-Bolcmanova raspodela) i teorijsko objašnjenje emisione sposobnosti apsolutno crnog tela, Štefan-Bolcmanov zakon iz 1884. godine.

Statistička mehanika je jedan od stubova moderne fizike. Ona opisuje kako su makroskopska posmatranja (kao što su temperatura i pritisak) povezana sa mikroskopskim parametrima koji fluktuiraju oko proseka. Ona povezuje termodinamičke veličine (kao što je toplotni kapacitet) sa mikroskopskim ponašanjem, dok bi, u klasičnoj termodinamici, jedina dostupna opcija bila merenje i tabelarno prikazivanje takvih količina za različite materijale.

Bolcman je bio istaknuti pobornik atomske teorije. Zbog slabog odziva, čak i otpora njegovim teorijama, veći deo života proveo je duboko razočaran. Nije doživeo konačnu pobedu svojih ideja koja je ostvarena 1905. Ajnštajnovom teorijom Braunovog kretanja. Godine 1906, u 62. godini života, izvršio je samoubistvo.

Biografija

Detinjstvo i obrazovanje

Bolcman je rođen u Erdbergu, predgrađu Beča. Njegov otac, Ludvig Georg Bolcman, bio je poreski zvaničnik. Njegov deda, koji se preselio u Beč iz Berlina, bio je proizvođač satova, a Bolcmanova majka, Katarina Pauernfajnd, bila je poreklom iz Salcburga. Osnovno obrazovanje stekao je u domu svojih roditelja. Bolcman je pohađao srednju školu u Lincu, Gornja Austrija. Kada je Bolcman imao 15 godina, njegov otac je umro.

Počevši od 1863. godine, Bolcman je studirao matematiku i fiziku na Univerzitetu u Beču. Doktorirao je 1866, a stažirao 1869. Bolcman je blisko sarađivao sa Jožefom Štefanom, direktorom Instituta za fiziku. Stefan je bio taj koji je Bolcmana upoznao sa Maksvelovim delom.

Akademska karijera

Godine 1869, sa 25 godina, zahvaljujući pismu preporuke Jozefa Stefana, Bolcman je imenovan za redovnog profesora matematičke fizike na Univerzitetu u Gracu u pokrajini Štajerskoj. Godine 1869, proveo je nekoliko meseci u Hajdelbergu radeći sa Robertom Bunzenom i Leom Kenigsbergerom, a 1871. sa Gustavom Kirhofom i Hermanom fon Helmholcom u Berlinu. Godine 1873, Bolcman se pridružio Univerzitetu u Beču kao profesor matematike i tamo je ostao do 1876. godine.

Godine 1872, mnogo pre nego što su žene primljene na austrijske univerzitete, upoznao Henrijetu fon Ajgentler, nastavnicu matematike i fizike u Gracu. Odbijena joj je dozvola da nezvanično revidira predavanja. Bolcman je podržao njenu odluku o žalbi, koja je bila uspešna. Dana 17. jula 1876. Ludvig Bolcman se oženio Henrijetom; imali su tri ćerke: Henrijetu (1880), Idu (1884) i Elzu (1891); i sina Arthura Ludviga (1881). Bolcman se vratio u Grac da bi preuzeo katedru eksperimentalne fizike. Među njegovim učenicima u Gracu bili su Svante Arenius i Valter Nernst. U Gracu je proveo 14 srećnih godina i tamo je razvio svoj statistički koncept prirode.

Radovi

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

Vidi još

• Bolcmanova konstanta
• Bolcmanov mozak
• Maksvel–Bolcmanova distribucija

Literatura

• 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. str. 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”. Ur.: 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”. Ur.: E.G.D. Cohen; W. Thirring. The Boltzmann Equation: Theory and Applications. Acta physica Austriaca Suppl. 10. Wien: Springer. str. 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 (na jeziku: German). J. A. Barth. CS1 održavanje: Neprepoznat jezik (veza)
• 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. 

Spoljašnje veze

• Uffink, Jos (2004). „Boltzmann's Work in Statistical Physics”. Stanford Encyclopedia of Philosophy. Pristupljeno 11. 6. 2007. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. „Ludvig Bolcman”. 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 održavanje: Format datuma (veza)
• Ludvig Bolcman na sajtu MGP (jezik: engleski)
• Weisstein, Eric W. (ur.). „Boltzmann, Ludwig (1844–1906)”. ScienceWorld.