Λούντβιχ Μπόλτζμαν, Ludwig Eduard Boltzmann

Ο Λούντβιχ Μπόλτζμαν (Ludwig Eduard Boltzmann, 20 Φεβρουαρίου 1844 – 5 Σεπτεμβρίου 1906) ήταν Αυστριακός θεωρητικός φυσικός. Ο Μπόλτζμαν υπήρξε από τους θεμελιωτές της Στατιστικής Φυσικής και Θερμοδυναμικής. Συνδύασε τη Θεωρία Πιθανοτήτων στον 2ο Θερμοδυναμικό Νόμο, αποδεικνύοντας ότι η πιθανότερη κατάσταση ενός θερμοδυναμικού συστήματος είναι η κατάσταση ισορροπίας. Απέδειξε το θεώρημα ισοκατανομής της ενέργειας(Νόμος Μάξουελ-Μπόλτζμαν) και ήταν ένας από τους σημαντικότερους υποστηρικτές της Ατομικής Θεωρίας όταν πολλοί μεγάλοι επιστήμονες αμφισβητούσαν ακόμα την ύπαρξη των ατόμων.

Ο Μπόλτζμαν γεννήθηκε στη Βιέννη και ήταν γιος του Λούντβιχ Γκέοργκ Μπόλτζμαν (Ludwig George Boltzmann) και της Katharina Pauernfeind. Ο γιος Μπόλτζμαν πήγε γυμνάσιο στο Λιντς, αλλά σε ηλικία 15 ετών έμεινε ορφανός από πατέρα. Σπούδασε Φυσική στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης από το 1863. Ανάμεσα στους δασκάλους του συγκαταλέγονταν και οι Γιόζεφ Λόσμιντ και Γιόζεφ Στέφαν. Ο Μπόλτζμαν εκπόνησε τη διδακτορική διατριβή του υπό την επίβλεψη του δεύτερου με θέμα την Κινητική θεωρία των αερίων και πήρε το διδακτορικό του το 1866. Στη συνέχεια εργάσθηκε επί δύο ακόμα χρόνια ως βοηθός του Στέφαν, ο οποίος του γνώρισε τις μελέτες του Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ.

Το 1869 ο Μπόλτζμαν διορίσθηκε καθηγητής της Μαθηματικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Γκρατς, ενώ εργάσθηκε αρκετούς μήνες στη Χαϊδελβέργη με τους Ρόμπερτ Μπούνσεν και Λέο Κένιγκσμπεργκερ. Το 1871 συνεργάσθηκε με τους Κίρχοφ και Χέλμχολτζ στο Βερολίνο. Το 1873 ο Μπόλτζμαν έγινε καθηγητής των Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης. Τον προηγούμενο χρόνο γνώρισε και ερωτεύθηκε τη Henriette von Aigentler, δασκάλα Μαθηματικών και Φυσικής στο Γκρατς. Οι γυναίκες απαγορευόταν τότε να εγγράφονται στα πανεπιστήμια της Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας, και η Henriette είχε κάνει αίτηση να παρακολουθεί απλώς διαλέξεις σε αυτά, αίτηση που απορρίφθηκε. Ο Μπόλτζμαν τη συμβούλευσε να εφεσιβάλει την απόφαση, πράγμα που έπραξε επιτυχώς. Στις 17 Ιουλίου 1876 παντρεύτηκαν, οπότε ο Μπόλτζμαν παραιτήθηκε από τη θέση του στη Βιέννη και ανέλαβε την έδρα της Πειραματικής Φυσικής στην πόλη της συζύγου του, το Γκρατς. Απέκτησαν τρεις κόρες και δυο γιους. Στα επόμενα 14 χρόνια παρέμεινε εκεί και ανέπτυξε τη στατιστική του προσέγγιση για την ερμηνεία της Φύσης, ενώ ενέπνευσε και συνεργάσθηκε με φοιτητές όπως ο Σβάντε Αρρένιους και ο Βάλτερ Νερνστ. Το 1885 εκλέχθηκε μέλος της Αυτοκρατορικής Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών και το 1887 Πρόεδρος του Πανεπιστημίου του Γκρατς. Το 1890 ο Μπόλτζμαν κατέλαβε την έδρα της Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου και το 1893 διαδέχθηκε τον δάσκαλό του Γιόζεφ Στέφαν ως καθηγητής της Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης.

Στη Βιέννη ωστόσο, ο Μπόλτζμαν δεν τα πήγαινε καλά με κάποιους από τους συναδέλφους του, ιδιαίτερα με τον Ερνστ Μαχ, οπότε δέχθηκε την πρόσκληση του Βίλχελμ Όστβαλντ και πήγε στο Πανεπιστήμιο της Λειψίας το 1900, για να επιστρέψει στη Βιέννη το 1902, όταν ο Μαχ παραιτήθηκε για λόγους υγείας. Ανάμεσα στους φοιτητές του στη Βιέννη ήταν και οι Πάουλ Έρενφεστ και Λίζα Μάιτνερ. Εκεί ο Μπόλτζμαν δεν δίδασκε μόνο Φυσική, αλλά έδινε και διαλέξεις στη φυσική Φιλοσοφία, οι οποίες αποδείχθηκαν πολύ δημοφιλείς: στην πρώτη από αυτές, παρότι δόθηκε στη μεγαλύτερη αίθουσα, υπήρχαν ακροατές που στέκονταν όρθιοι μέχρι και στις σκάλες. Εξαιτίας της μεγάλης επιτυχίας αυτών των διαλέξεων, ο αυτοκράτορας κάλεσε τον Μπόλτζμαν στα ανάκτορα.

Παρόλα αυτά, ο Μπόλτζμαν υπέφερε από μανιοκατάθλιψη και έτσι κατά τη διάρκεια των θερινών διακοπών του κοντά στην Τεργέστη το 1906 απαγχονίσθηκε σε μία κρίση κατάθλιψης. Η σορός του μεταφέρθηκε στη Βιέννη όπου και τάφηκε. Πάνω στον τάφο του αναγράφεται η σχέση S = klogW.

Η σημαντικότερη συνεισφορά του Μπόλτζμαν ήταν στην κινητική θεωρία των αερίων και περιλαμβάνει την Κατανομή Μάξγουελ-Μπόλτζμαν για τις ταχύτητες των μορίων τους. Η Στατιστική Μάξγουελ-Μπόλτζμαν και η Κατανομή Μπόλτζμαν για τις ενέργειες των μορίων παραμένουν τα θεμέλια της κλασικής Στατιστικής Μηχανικής. Εφαρμόζονται σε πολλά φαινόμενα που δεν απαιτούν την κβαντική στατιστική.

Το μεγαλύτερο μέρος του κατεστημένου στη Φυσική δεν συμμεριζόταν την πίστη του ότι τα άτομα και τα μόρια υπήρχαν πραγματικά, σε αντίθεση με τους περισσότερους χημικούς. Είχε μακρόχρονη διαμάχη επί του θέματος με τον συντάκτη του κορυφαίου γερμανικού ερευνητικού περιοδικού Φυσικής της εποχής του, ο οποίος δεν του επέτρεπε να αναφέρεται σε άτομα ή μόρια ως κάτι παραπάνω από βολικές θεωρητικές κατασκευές. Τρία χρόνια μετά τον θάνατο του Μπόλτζμαν, οι έρευνες του Ζαν Μπατίστ Περρέν στα κολλοειδή έπεισαν για την πραγματική ύπαρξη των μικροσκοπικών σωματιδίων.

Brush, Stephen G., ed. & tr., Boltzmann, Lectures on Gas Theory, Berkeley, CA: U. of California Press, 1964
Brush, Stephen G., ed., Kinetic Theory, NY: Pergamon Press, 1965
Brush, Stephen G., “Boltzmann” in Dictionary of Scientific Biography, NY: Scribner’s, 1970
Brush, Stephen G., The Kind of Motion We Call Heat: A History of the Kinetic Theory of Gases, Amsterdam: North-Holland, 1986
P. Ehrenfest & T. Ehrenfest (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. 390. Translated as The conceptual Foundations of the Statistical Approach in Mechanics. New York: Cornell University Press, 1959. ISBN 0-486-49504-3
Max Planck (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 0-486-66811-8
Everdell, William R., “The Problem of Continuity and the Origins of Modernism: 1870-1913” History of European Ideas 9:5(1988), 531-552
Klein, Martin J. “The Development of Boltzmann’s Statistical Ideas” The Boltzmann Equation: Theory and Applications, ed., E. G. D. Cohen & W. Thirring, Acta Physica Austraica Suppl X(1973), 53-106, Vienna/NY: Springer, 1973
Richard C. Tolman (1938). The Principles of Statistical Mechanics. Oxford University Press. Reprinted: Dover (1979). ISBN 0-486-63896-0
J. Willard Gibbs (1901). Elementary Principles in Statistical Mechanics. Ox Bow Press (1981). ISBN 0-918024-19-6.
David Lindley (Physicist) Boltzmann's Atom: The Great Debate That Launched A Revolution In Physics. ISBN 0-684-85186-5

Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License