لودفيغ بولتزمان السيرة الذاتية والمساهمات

لودفيج بولتزمان (1844-1906) كان عالم نمساوي يعتبر والد الميكانيكا الإحصائية. وكانت مساهماته في مجال العلوم عدة. معادلة بولتزمان والمبدأ ، الميكانيكا الإحصائية أو نظرية ح.

لمساهماته وأفكاره الرائدة ، فإن لقبه معروف على نطاق واسع ، ليس فقط بين المجتمع العلمي ، ولكن أيضًا من قِبل المجتمع بشكل عام. حتى على شرفه هناك العديد من الأعمال الفنية والآثار التي تحتفل بمساهماتها.

استكمل عمل بولتزمان الأعمال العلمية ذات الأهمية الكبرى ، مثل تلك التي قام بها ماكسويل. حتى أن مساهماته كان لها تأثير واسع على العمل الذي قام به ألبرت أينشتاين.

تم تطوير أعمال بولتزمان بشكل أساسي في الفيزياء ، لكنه نشر أيضًا أعمالًا متعلقة بمجالات أخرى مثل علوم الحياة وفلسفة العلوم.

مؤشر

• 1 السيرة الذاتية
  • 1.1 الدراسات
  • 1.2 مرحلة التدريس
  • 1.3 ماكسويل بولتزمان
  • 1.4 فرضيات حول الذرة
  • 1.5 الموت
• 2 المساهمات الرئيسية
  • 2.1 معادلة بولتزمان
  • 2.2 الميكانيكا الإحصائية
  • 2.3 مبدأ إنتروبيا وبولتزمان
  • 2.4 فلسفة العلوم
• 3 المراجع

سيرة

ولد لودفيج بولتسمان في 20 فبراير 1844 في النمسا ، في مدينة فيينا. في ذلك الوقت ، كانت هذه المنطقة جزءًا من الإمبراطورية النمساوية المجرية. تتميز عائلة لودفيج بكونها ثرية ، مما سمح لها بالحصول على تعليم جيد.

بالإضافة إلى إرث عائلته ، كان لودفيج أيضًا ثروة متواضعة موروثة من جده ؛ هذا ساعده على دفع تكاليف دراسته دون أي صعوبة.

في الخامسة عشرة من عمره ، أصبح يتيم لودفيغ كوالد ، لذلك كان ميراث الجد أكثر فائدة بعد فقد والده في سن مبكرة.

دراسات

كان تدريب بولتزمان الأول في مدينة لينز ، في شمال النمسا ، حيث انتقلت العائلة. 

وقد أظهرت السجلات التاريخية أن، عندما كان طفلا، وقد تميزت لودفيغ بولتزمان كما غريبة جدا، بالإضافة إلى عرض مهتمة جدا للتعلم، مع الطموح الكبير، وأحيانا، مع مواقف مضطربة وقلقة.

دخل في وقت لاحق في جامعة فيينا، حيث حصل على تعاليم الناس الشهيرة مثل البدني جوزيف ستيفان، ميكسا Petzval جوزيف الرياضيات والفيزياء والرياضيات أندرياس فون إتينغشاوسن.

تخرج من هذه الجامعة في عام 1866 ؛ كان مدرس أطروحة الدكتوراه في بولتزمان هو جوزيف ستيفان ، الذي عمل معه لاحقًا. استمر هذا العمل مع ستيفان لمدة 3 سنوات ، من 1867 إلى 1869 ، وفي ذلك الوقت ركزوا على تحليل خسائر الطاقة التي تعاني منها العناصر الساخنة.

مرحلة التدريس

من عام 1869 ، كرس لودفيج بولتزمان نفسه للتدريس في جامعة غراتس ، ثاني أكبر منزل للطلاب في النمسا. في تلك الجامعة قام بتدريس الفيزياء النظرية. بالتوازي مع ذلك ، واصل بولتزمان تدريبه في مدينتي برلين وهيدلبرغ الألمانية.

درس بولتزمان في جامعة غراتس حتى عام 1873 ، وهو العام الذي بدأ فيه تدريس الرياضيات في جامعة فيينا. عاد إلى غراتس بعد ثلاث سنوات ، في عام 1876 ، عندما تم الاعتراف به بالفعل في مجال العلوم نتيجة لسلسلة من الأعمال المنشورة والأبحاث المختلفة.

إحصائيات ماكسويل بولتزمان

كان من بين أكثر التحقيقات البارزة في ذلك الوقت إحصائية ماكسويل بولتزمان ، التي طورها هو وماكسويل في عام 1871.

خلال عام 1894 عاد إلى جامعة فيينا لأداء منصب أستاذ الفيزياء النظرية. في ذلك الوقت ، أجبر بولتزمان على التفاعل مع إرنست ماخ ، الفيزيائي والفيلسوف الذي كان لدى بولتزمان اختلافات عميقة معه.

كانت هناك الكثير من المشاكل التي كانت قائمة بين هذين العالمين ، حيث قرر بولتزمان الذهاب إلى لايبزيغ لتجنب التماس مع ماخ.

غادر ارنست ماخ التدريس في جامعة فيينا في عام 1901 لأسباب صحية. لذلك، عاد بولتزمان في عام 1902، ومرة ​​أخرى لم يفز سوى خيار لتعليم الفيزياء النظرية، ولكن كما أخذت على كرسي من تاريخ وفلسفة العلوم والمقررات التي يتم تدريسها من قبل ماخ.

فرضية حول الذرة

بعد عودته إلى جامعة فيينا ، بدأ بولتزمان في الإعلان عن دعمه لفرضية وجود الذرة. وانتقد المجتمع العلمي هذا الاعتبار ؛ من بين النقاد الأكثر قوة كان إرنست ماخ.

تسبب النقد المستمر الذي تلقاه تجاه عمله في إحداث تأثير غير موات على بولتزمان ، الذي يبدو أنه لم يكن له طابع هادئ ، وفقًا للسجلات التاريخية..

بدلاً من ذلك ، يبدو أن بولتزمان كان رجلًا يعاني من ردود فعل شديدة ومكثفة ، وكان قادرًا على إثبات أنه منبثق وودّي ، وفي مناسبات أخرى ، انطوائيًا جدًا ويميل إلى الاكتئاب.

أحد الجوانب الأكثر انتقادا لبيانات بولتزمان هو أن هذا العالم قرر أن القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، المتعلقة بالأنتروبيا ، كان إحصائيا بطبيعته..

تتضمن هذه الحقيقة أنه يمكن إنشاء سيناريوهات مختلفة تم إنشاؤها كنتيجة للتذبذبات ، مما قد يؤدي إلى نتائج لم تكن متوقعة في هذا القانون..

اقترح النقاد بولتزمان أنه لا معنى لربط المجال الإحصائي مع قوانين الديناميكا الحرارية، حيث اعتبرت هذه القوانين القضايا المطلقة ولا يمكن أن تقبل أن هذا القانون كان المتغيرات الشخصية الأساسية.

الموت

الضغط الناجم عن الانتقاد القوي والمستمر لبولتزمان جعله يقرر أن يأخذ حياته. في عام 1906 ، كان في إجازة مع عائلته في مدينة دوينو ، الواقعة بالقرب من تريست.

بينما كانت زوجته وأطفاله في البحر ، مستمتعين بالأعياد ، شنق لودفيج بولتسمان نفسه في المنزل الصيفي.

الأسباب

قرر العديد من المؤرخين أن أسباب انتحاره كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بحقيقة أن المجتمع العلمي لم يعترف بأن تحقيقاته صحيحة.

يشار الى ان بولتزمان كان التزاما واضحا وقويا إلى الحقيقة. جزء مما يؤثر عليه أكثر هو حقيقة من حيث إعطاء الحقيقة حول وجود الذرة، وشاهد كيف المجتمع من وقته لم نقدر هذا الاكتشاف، وقال انه يتوقع أن يكون أساسيا للجيل الحالي وللأجيال القادمة.

حقيقة أن التقاليد كانت أكثر أهمية في إطار المجتمع ، بدلاً من الابتكارات المستمدة من مفاهيم جديدة متسامحة في ذلك الوقت ، تسببت في أن يصبح بوتزمان مكتئباً.

يشير مؤرخون آخرون إلى أن أسباب وفاة بولتسمان شملت أيضًا عناصر أخرى ، نظرًا لأن هذا العالم له سمات معينة تدل على عدم الاستقرار وعدم التوازن في العديد من أفعاله..

بعد فترة وجيزة من وفاته، بدأ أعضاء المجتمع العلمي لتوليد أدلة مؤيدة المفاهيم التي وضعتها بولتزمان، في الوقت نفسه جعله تستحق الاعتراف العلمي لمساهماتهم. حدث هذا خلال عامين فقط بعد وفاته بولتزمان.

لقد كانت الدراسات التي أجراها الكيميائي والفيزيائي جان بيرين هي التي أكدت صحة ثابت بولتزمان ، الذي سمي على اسم العالم ، والذي يربط الطاقة بدرجة حرارة مطلقة. كان هذا كافياً للمجتمع العلمي لكي يكون مقتنعًا بوجود الذرات.

المساهمات الرئيسية

معادلة بولتزمان

المساهمة الأكثر شهرة من لودفيج بولتزمان هو نهج المعادلة التي تحمل اسمه: معادلة بولتزمان. اقترحت هذه المعادلة في الأصل في عام 1870 وبعد ذلك عانت بعض التطورات.

المعادلة ، استنادا إلى مفاهيم الذرات والجزيئات ، حددت احتمال العثور على الجزيئات في حالة معينة.

مع التطورات اللاحقة ، أصبحت المعادلة مفيدة لحساب التوازن المحتمل في الأنواع الأيونية ووصف التغييرات المطابقة للجزيئات البيولوجية.

الميكانيكا الإحصائية

يزعم بعض المؤلفين أن بولتزمان كان أول شخص قام بتطبيق الإحصاءات حقًا في دراسة الغازات.

ويرجع الفضل في ذلك إلى أن دراسات النظرية الحركية حدثت لتكون دراسات في الميكانيكا الإحصائية.

من أجل هذه المساهمة ، يُعترف بولتزمان من قِبل الكثيرين كأب الميكانيكا الإحصائية.

سمح هذا الانضباط بدراسة خصائص المواد والأشياء العيانية من خواص ذراتها وجزيئاتها.

مبدأ الانتروبيا وبولتزمان

على الرغم من أن مفهوم الانتروبي قد قدمه رودولف كلوسيوس في عام 1865 ، إلا أن بولتزمان أخذ فكرة الانتروبيا في الحياة اليومية.

في عام 1877 أشار بولتزمان إلى أن الكون هو مقياس لاضطراب حالة النظام البدني.

في ظل هذا المفهوم ، صاغ بولتزمان معادلة للإنتروبيا المعروفة باسم مبدأ بولتزمان.

فلسفة العلوم

مساهمات بولتزمان في تطوير فلسفة العلوم معترف بها على نطاق واسع. 

تم جمع العديد من أفكاره في هذا المجال في نصه "كتابات شعبية" التي نشرت في عام 1905.

بولتزمان تعامل مع الموضوعات الفلسفية في العلوم متنوعة للغاية. من بينهم ناقش مصطلحات مثل الواقعية والمثالية. كما انتقدت الفلاسفة المشهورين مثل كانط وهيغل.

اعتقد بولتزمان اعتقادا راسخا أن الفلسفة يمكن أن تساعد العلم في عدم طرح أسئلة عديمة الفائدة. لهذا السبب ، أشار بولتزمان إلى نفسه على أنه واقعي ، على الرغم من أن كثيرين آخرين عرفوه على أنه ينتمي إلى التيار المادي.

مراجع

1. نظرية H. H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmann ، السخط ، ولادة الميكانيكا الإحصائية. دراسات في تاريخ وفلسفة الفيزياء الحديثة. 2009؛ 40(2): 174-191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. معادلة بولتزمان في البيولوجيا الجزيئية. التقدم في الفيزياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية. 2009؛ 99(2): 87-93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann وتأثيره على العلوم. دراسات في تاريخ وفلسفة العلوم. 1983؛ 14(4): 255-278.
4. Science A. A. A Memorial for Ludwig Boltzmann. العلم ، سلسلة جديدة. 1932 75(1944).
5. Swendsen R. H. حواشي على تاريخ الميكانيكا الإحصائية: بكلمات بولتزمان. Physica A: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها. 2010؛ 389(15) ، 2898-2901.
6. وليامز م. ر. لودفيج بولتزمان. حوليات الطاقة النووية. 1977؛ 4(4-5): 145-159.