LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAFI DAN SUMBANGAN - SAINS - 2025

Ludwig Boltzmann (1844-1906) adalah seorang saintis Austria yang dianggap sebagai bapa kepada mekanik statistik. Sumbangannya dalam bidang sains adalah pelbagai; Persamaan dan prinsip Boltzmann, mekanik statistik atau H.

Atas sumbangan dan idea perintisnya, nama keluarga beliau terkenal, bukan sahaja di kalangan komuniti saintifik, tetapi juga masyarakat umum. Bahkan terdapat beberapa karya seni dan monumen untuk menghormatinya.

Potret saintis Ludwig Boltzmann

Karya Boltzmann melengkapkan karya ilmiah yang sangat penting, seperti karya yang dilakukan oleh Maxwell. Sumbangan mereka bahkan mempunyai pengaruh yang besar terhadap pekerjaan yang dilakukan oleh Albert Einstein.

Karya-karya Boltzmann dikembangkan terutamanya dalam bidang fizik, namun ia juga menerbitkan karya-karya yang berkaitan dengan bidang lain seperti sains kehidupan dan falsafah sains.

Biografi

Ludwig Boltzmann dilahirkan pada 20 Februari 1844 di Austria, di bandar Vienna. Pada masa itu, kawasan ini merupakan sebahagian daripada Kerajaan Austro-Hungarian. Keluarga Ludwig dicirikan sebagai kaya, yang memungkinkannya memiliki kemungkinan memiliki pendidikan yang baik.

Selain aset keluarganya, Ludwig juga memiliki kekayaan sederhana yang diwarisi dari datuknya; Ini membantunya membayar pelajarannya tanpa menghadapi masalah.

Pada usia 15 tahun, Ludwig menjadi yatim piatu, jadi warisan dari datuknya lebih banyak melayani setelah ditinggalkan tanpa ayah pada usia muda.

Pengajian

Latihan pertama Boltzmann adalah di bandar Linz, di utara Austria, tempat keluarganya berpindah.

Catatan sejarah dapat menunjukkan bahawa, sejak kecil, Ludwig Boltzmann dicirikan sebagai sangat penasaran, selain sangat berminat untuk belajar, dengan cita-cita besar dan, kadang-kadang, dengan sikap gelisah dan cemas.

Kemudian dia memasuki Universiti Vienna, di mana dia menerima ajaran dari tokoh terkenal seperti ahli fizik Josef Stephan, ahli matematik József Miksa Petzval dan ahli fizik dan matematik Andreas von Ettingshausen.

Dia lulus dari universiti ini pada tahun 1866; tutor tesis doktoral Boltzmann adalah tepat Josef Stephan, yang dengannya dia kemudian bekerja. Kerja dengan Stephan ini berlangsung selama 3 tahun, dari tahun 1867 hingga 1869, dan pada masa itu mereka memberi tumpuan untuk menganalisis kehilangan tenaga yang dialami oleh unsur panas.

Peringkat pengajaran

Bermula pada tahun 1869, Ludwig Boltzmann mendedikasikan dirinya untuk mengajar di University of Graz, universiti kedua terbesar di Austria. Di universiti itu dia memberi kelas dalam fizik teori. Sejajar dengan ini, Boltzmann meneruskan latihannya di bandar-bandar Jerman di Berlin dan Heidelberg.

Boltzmann mengajar di University of Graz hingga tahun 1873, tahun di mana dia mula mengajar matematik di University of Vienna. Dia kembali ke Graz tiga tahun kemudian, pada tahun 1876, pada waktu itu dia sudah diakui dalam bidang sains sebagai hasil dari serangkaian karya yang diterbitkan dan berbagai penyelidikan.

Statistik Maxwell-Boltzmann

Salah satu penyiasatan yang paling luar biasa pada masa itu adalah statistik Maxwell-Boltzmann, yang dikembangkan olehnya dan Maxwell pada tahun 1871.

Pada tahun 1894 dia kembali ke Universiti Vienna untuk bekerja sebagai profesor fizik teori. Pada masa itu Boltzmann terpaksa berinteraksi dengan Ernst Mach, seorang ahli fizik dan ahli falsafah yang dengannya Boltzmann mempunyai perbezaan yang mendalam.

Begitu banyak masalah yang ada di antara kedua saintis ini, sehingga Boltzmann memutuskan untuk pergi ke Leipzig untuk menghindari hubungan dengan Mach.

Ernst Mach meninggalkan pekerjaan mengajarnya di University of Vienna pada tahun 1901 kerana alasan kesihatan; oleh itu, Boltzmann kembali pada tahun 1902 dan tidak hanya memperoleh pilihan untuk mengajar kelas fizik teori, tetapi juga mengambil alih kerusi sejarah dan falsafah sains, subjek yang sebelumnya diajarkan oleh Mach.

Hipotesis mengenai atom

Sekembalinya ke University of Vienna, Boltzmann mula menyatakan sokongannya kepada masyarakat terhadap hipotesis kewujudan atom. Pertimbangan ini dikritik secara meluas oleh komuniti saintifik; Antara pengkritik paling kuat ialah Ernst Mach.

Kritikan berterusan yang dia terima untuk karyanya memberi kesan yang sangat tidak baik pada Boltzmann, yang menurut catatan sejarah tampaknya tidak memiliki watak yang tenang.

Sebaliknya, Boltzmann sepertinya merupakan orang yang mempunyai reaksi yang kuat dan ekstrem, dapat terbukti bersikap ramah dan bersimpati dan, pada masa yang lain, sangat introvert dan terdedah kepada kemurungan.

Salah satu aspek yang paling dikritik dari pernyataan Boltzmann adalah bahawa saintis ini menetapkan bahawa undang-undang termodinamik kedua, yang berkaitan dengan entropi, pada dasarnya bersifat statistik.

Fakta ini menyiratkan bahawa berbagai senario dapat dihasilkan sebagai akibat dari osilasi, yang akan menimbulkan hasil yang tidak diramalkan dalam undang-undang ini.

Pengkritik Boltzmann menunjukkan bahawa tidak masuk akal untuk menghubungkan bidang statistik dengan undang-undang termodinamik, kerana mereka menganggap bahawa undang-undang itu adalah persoalan mutlak, dan tidak dapat menerima bahawa undang-undang asas ini mempunyai ciri-ciri yang berubah-ubah.

Kematian

Tekanan akibat kritikan yang kuat dan berterusan terhadap Boltzmann membuatnya membuat keputusan untuk mengambil nyawanya sendiri. Pada tahun 1906 dia bercuti bersama keluarganya di bandar Duino, yang terletak sangat dekat dengan Trieste.

Semasa isteri dan anak-anaknya berada di laut, menikmati percutian, Ludwig Boltzmann menggantung diri di rumah musim panas.

Punca

Berbagai sejarawan telah menentukan bahawa penyebab bunuh diri berkait rapat dengan fakta bahawa komuniti saintifik tidak mengakui penyelidikannya sebagai benar.

Boltzmann dikatakan mempunyai komitmen yang jelas dan nyata terhadap kebenaran. Sebahagian dari apa yang paling mempengaruhinya adalah kenyataan bahawa dia telah menemukan kebenaran tentang keberadaan atom, dan menyaksikan bagaimana masyarakat pada zamannya tidak menghargai penemuan ini, yang dia jangkakan dapat menjadi penting bagi generasi sekarang dan bagi banyak generasi mendatang.

Kenyataan bahawa tradisi lebih penting dalam kerangka masyarakat, dan bukannya inovasi yang berasal dari konsep baru yang transendental pada masa itu, menyebabkan Botlzmann menjadi tertekan.

Sejarawan lain menunjukkan bahawa penyebab kematian Boltzmann juga merangkumi unsur-unsur lain, kerana saintis ini mempunyai ciri-ciri tertentu yang menunjukkan ketidakstabilan dan ketidakseimbangan dalam banyak tindakannya.

Tidak lama selepas kematiannya, anggota komuniti saintifik ini mula menghasilkan bukti yang menyokong konsep yang dikembangkan oleh Boltzmann, pada masa yang sama bahawa mereka mendapat pengiktirafan ilmiah atas sumbangannya. Ini berlaku hanya dua tahun selepas Boltzmann meninggal.

Secara khusus kajian-kajian ahli kimia-fizik Jean Perrin yang mengesahkan kebenaran pemalar Boltzmann, dinamai saintis, yang menghubungkan tenaga dengan suhu mutlak. Ini cukup untuk meyakinkan komuniti saintifik mengenai kewujudan atom.

Sumbangan utama

Persamaan Boltzmann

Sumbangan Ludwig Boltzmann yang paling dikenali adalah pendekatan untuk persamaan yang mempunyai namanya: Persamaan Boltzmann. Persamaan ini pada mulanya dicadangkan pada tahun 1870 dan kemudian mengalami beberapa perkembangan.

Persamaan, berdasarkan pengertian atom dan molekul, menentukan kemungkinan mencari molekul dalam keadaan tertentu.

Dengan perkembangan lebih lanjut, persamaan ini menjadi berguna untuk mengira potensi keseimbangan spesies ion dan untuk menggambarkan perubahan konformasi molekul biologi.

Mekanik statistik

Beberapa pengarang mendakwa bahawa Boltzmann adalah orang pertama yang benar-benar menerapkan statistik dalam kajian gas.

Berkat ini, mereka menganggap bahawa kajian teori kinetik menjadi kajian mekanik statistik.

Atas sumbangan ini, Boltzmann diakui oleh banyak pihak sebagai bapa mekanik statistik.

Disiplin ini memungkinkan untuk mengkaji sifat bahan dan objek makroskopik dari sifat atom dan molekulnya.

Prinsip Entropy dan Boltzmann

Walaupun konsep entropi telah diperkenalkan oleh Rudolf Clausius pada tahun 1865, Boltzmann membawa konsep entropi ke dalam kehidupan sehari-hari.

Pada tahun 1877 Boltzmann menunjukkan bahawa entropi adalah ukuran gangguan keadaan sistem fizikal.

Di bawah konsep ini, Boltzmann merumuskan persamaan untuk entropi yang dikenali sebagai prinsip Boltzmann.

Falsafah sains

Sumbangan Boltzmann terhadap pengembangan falsafah sains juga diakui secara meluas.

Banyak idea beliau dalam bidang ini dikumpulkan dalam teksnya "Karya Popular" yang diterbitkan pada tahun 1905.

Boltzmann membahas topik falsafah yang sangat bervariasi dalam sains. Antaranya dia membincangkan istilah seperti realisme dan idealisme. Saya juga mengkritik ahli falsafah terkenal seperti Kant dan Hegel.

Boltzmann yakin bahawa falsafah dapat membantu sains untuk tidak mengemukakan soalan yang tidak berguna. Atas sebab ini, Boltzmann menyebut dirinya sebagai seorang realis, walaupun banyak orang lain mengenalinya sebagai anggota arus materialis.

Rujukan

1. H-teorem Brown HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmann, rasa tidak puas hati, dan kelahiran mekanik statistik. Pengajian dalam Sejarah dan Falsafah Fizik Moden. 2009; 40 (2): 174–191.
2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Persamaan Boltzmann dalam biologi molekul. Kemajuan dalam Biofizik dan Biologi Molekul. 2009; 99 (2): 87–93.
3. Flamm D. Ludwig Boltzmann dan pengaruhnya terhadap sains. Pengajian dalam Sejarah dan Falsafah Sains. 1983; 14 (4): 255–278.
4. Science AA A Monument untuk Ludwig Boltzmann. Sains, Siri Baru. 1932 75 (1944).
5. Nota Kaki Swendsen RH untuk sejarah mekanik statistik: Dalam kata-kata Boltzmann. Physica A: Mekanik Statistik dan Aplikasinya. 2010; 389 (15), 2898-2901.
6. Williams MMR Ludwig Boltzmann. Sejarah Tenaga Nuklear. 1977; 4 (4–5): 145–159.