Ludwig Boltzmann

físic austríac

Ludwig Edward Boltzmann (Viena, 20 de febrer del 1844 - Duino, Itàlia, 5 de setembre del 1906) va ser un físic i filòsof austríac pioner de la mecànica estadística i un fervent defensor de l'existència dels àtoms. Validant la hipòtesi de Demòcrit segons la qual «la matèria pot ser considerada com un conjunt d'entitats indivisibles», Boltzmann, amb l'ajut de la seva equació cinètica anomenada «de Boltzmann», va teoritzar sobre nombroses equacions de mecànica dels fluids.[1] El 1877 va proporcionar la definició actual d'entropia, , on Ω és el nombre de microestats l'energia dels quals és igual a l'energia del sistema, interpretada com una mesura del desordre estadístic d'un sistema.[2] Max Planck va anomenar la constant kB com la constant Boltzmann.[3]

Infotaula de personaLudwig Edward Boltzmann
Boltzmann-Ludwig.jpg
Ludwig Boltzmann
Biografia
Naixement(de) Ludwig Eduard Boltzmann Modifica el valor a Wikidata
20 febrer 1844 Modifica el valor a Wikidata
Viena Modifica el valor a Wikidata
Mort5 setembre 1906 Modifica el valor a Wikidata (62 anys)
Duino-Aurisina (Itàlia) Modifica el valor a Wikidata
Causa de mortSuïcidi Modifica el valor a Wikidata (Penjament Modifica el valor a Wikidata)
SepulturaZentralfriedhof (Viena) 48° 09′ 06″ N, 16° 26′ 18″ E / 48.151628°N,16.438456°E / 48.151628; 16.438456
Dades personals
NacionalitatImperi austrohongarès Imperi Austrohongarés
FormacióUniversitat de Viena
Tesi acadèmicaÜber die mechanische Bedeutung des zweiten Hauptsatzes der mechanischen Wärmetheorie (Sobre la interpretació mecànica de la segona llei de la termodinàmica) (1866)
Director de tesiJosef Stefan
Conegut perLa constant de Boltzmann
Activitat
Camp de treballFísica teòrica Modifica el valor a Wikidata
Lloc de treball Viena
Munic
Graz
Leipzig Modifica el valor a Wikidata
OcupacióFísica
OrganitzacióUniversitat de Viena
Membre de
AlumnesPaul Ehrenfest, Marian Smoluchowski i Friedrich Hasenöhrl Modifica el valor a Wikidata
Obra
Obres destacables
Estudiant doctoralPaul Ehrenfest
Philipp Frank
Gustav Herglotz
Lise Meitner
Hermann von Lewinski
Família
CònjugeHenriette Boltzmann (en) Tradueix Modifica el valor a Wikidata
FillsHenriette BoltzmannIda Boltzmann Modifica el valor a Wikidata
Premis
Signatura
Ludwig Boltzmann signature.svg Modifica el valor a Wikidata

Find a Grave: 1518 Modifica el valor a Wikidata

En el transcurs de la seva carrera de físic, Boltzmann va tenir igualment l'ocasió d'adoptar un punt de vista filosòfic més general sobre les ciències. Tot inscrivint-se plenament en la tradició de filosofia de les ciències austríaques, les seves posicions poden igualment ser considerades alhora com una anticipació de les concepcions de Thomas Kuhn relatives a les revolucions científiques. Partidari d'un enfocament evolucionista inspirat dels treballs de Charles Darwin, Boltzmann considerà les teories científiques com tantes «imatges del món» susceptibles d'evolucionar en funció del nostre marc cultural. Va desenvolupar igualment la tesi segons la qual el coneixement consisteix principalment en una elaboració de models, i va sistematitzar aquesta idea a l'article Model que redacta per a l'Encyclopædia Britannica. Aquestes concepcions exercirien una influència decisiva sobre el positivisme lògic del Cercle de Viena, així com sobre Ludwig Wittgenstein que va reconèixer en ell una de les seves influències principals.

BiografiaModifica

Va nàixer a Viena, que a l'època era la capital de l'Imperi Austrohongarès. Nascut dins d'una família benestant, Boltzmann va cursar estudis mitjans a Linz, doctorant-se en la Universitat de Viena el 1866. L'any següent treballaria com a ajudant de Josef Stefan.

Va ser professor de física a Graz el 1869, encara que quatre anys després va acceptar un lloc com a professor de matemàtiques a Viena. Malgrat això, tornaria a Graz com a catedràtic el 1876. Per aquella època ja era conegut per la comunitat científica, pel seu desenvolupament, el 1871, de l'estadística de Maxwell-Boltzmann per a les velocitats de les molècules d'un gas.

El 1894, Viena després de la mort de Josef Stefan, va reprendre el seu lloc, aquesta vegada com a professor de física teòrica, en la Universitat de Viena. L'any següent, Ernst Mach va obtenir la càtedra d'Història i Filosofia de les Ciències. Mach era un dels més ferms opositors al treball de Boltzmann. El 1900, a causa del seu descontentament amb Mach, Boltzmann es va traslladar a Leipzig on va conèixer Wilhelm Ostwald.

Mach va deixar la Universitat de Viena el 1901 per motius de salut, la qual cosa va permetre a Boltzmann tornar l'any següent. En aquesta ocasió, a més de recuperar la seva càtedra de Física, va obtenir la càtedra de Mach d'Història i Filosofia de les Ciències. El 1904 va visitar Estats Units, on s'estava celebrant l'Exposició Universal de Saint Louis.

El 1906 es va suïcidar per penjament durant unes vacances a Duino, prop de Trieste. El motiu que li va portar al suïcidi roman poc clar, però pot haver estat relacionat amb el seu ressentiment en ser rebutjada la seva tesi sobre la realitat de l'àtom i les molècules per la comunitat científica de llavors, —una creença compartida, no obstant això, per Maxwell al Regne Unit i Gibbs als Estats Units; i per la majoria dels químics des dels descobriments de John Dalton el 1808—. La dura oposició al seu treball, amb Ostwald com a cap —la hipòtesi de l'existència d'àtoms, que encara no estava demostrada completament-, va poder haver causat trastorns psíquics que el portarien al suïcidi.

Només uns anys després de la seva mort, els treballs de Jean Perrin sobre les suspensions col·loïdals (1908-1909) van confirmar els valors del Nombre d'Avogadro i la constant de Boltzmann, convencent a la comunitat científica de l'existència dels àtoms.

La constant de BoltzmannModifica

Article principal: Constant de Boltzmann

Citant Planck, La connexió logarítmica entre l'entropia i la probabilitat va ser expressada per primera vegada per Boltzmann en la seva teoria cinètica dels gasos. Aquesta famosa fórmula per a l'entropia ( ) és:

 

on,   = 1.3806504(24) × 10−23 J K−1   = 8.6173404(24) × 10−5 eV K−1 és la constant de Boltzmann, i   és el logaritme neperià o natural.   és el nombre dels possibles microestats corresponents a l'estat macroscòpic d'un sistema —el nombre de camins (no observables) de l'estat termodinàmic d'un sistema (observable) pot ser efectuats assignant diferents posicions i moments a unes quantes molècules.

El paradigma de Boltzmann va ser un gas ideal de   partícules idèntiques, de les quals   són les i-èsimes condicions microscòpiques de posició i quantitat de moviment.   podria ser obtinguda utilitzant de les permutacions de l'estadística de Maxwell-Boltzmann.

 

on i varia dins de totes les condicions moleculars possibles. La correcció en el denominador és a causa del fet que partícules idèntiques en la mateixa condició són indistingibles.   és denominada com a probabilitat termodinàmica.

ReferènciesModifica

  1. Diccionario de Filosofía (en castellà). 1a. Barcelona: SPES Editorial (edició especial per a RBA Editoriales), 2003, p. 27 (Biblioteca de Consulta Larousse). ISBN 84-8332-398-2. 
  2. Klein, Martin. «Boltzmann, Ludwig». A: Encyclopædia Britannica (en anglès). 3. Commemorative Edition for Expo 70. Chicago: William Benton, 1970, p. 893a. ISBN 0-85229-135-3. 
  3. Partington, J.R.. An Advanced Treatise on Physical Chemistry. 1, Fundamental Principles, The Properties of Gases. Longmans, Green and Co., 1949, p. 300. 

BibliografiaModifica

  • Max Planck (1914). The Theory of Heat Radiation (La teoría de la radiación por calor), P. Blakiston Son & Co. Dover (1959) y (1991). ISBN 0-486-66811-8
  • Richard C. Tolman (1938). The Principles of Statistical Mechanics (Los principios de la mecánica estadística), Oxford University Press. Dover (1979). ISBN 0-486-63896-0
  • Ernst Cassirer, El problema del conocimiento en la filosofía y en la ciencia modernas, México, FCE, tomo IV, 1979.
  • J. Willard Gibbs (1901). Elementary Principles in Statistical Mechanics (Principios elementales de mecánica estadística), Ox Bow Press (1981). ISBN 0-918024-19-6.
  • David Lindley. Boltzmann's Atom: The Great Debate That Launched A Revolution In Physics (El átomo de Boltzmann: El gran debate que generó una revolución en la física). ISBN 0-684-85186-5
  • A. J. Lotka (1922). "Contribution to the energetics of evolution" (Contribución a la energética de la evolución). Proceedings of the National Academy of Sciences, 8: 147–151.
  • J. Bronowski (1973). El ascenso del hombre (The Ascent of Man) (cap. 10, "Un mundo dentro del mundo"). Bogotá: Fondo Educativo Interamericano. No. 853 (Alejandro Ludlow Wiechers, trad.).

Enllaços externsModifica

  • O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. «Ludwig Boltzmann» (en anglès). MacTutor History of Mathematics archive. School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland. (anglès)
  • Brush, Stephen G. «Boltzmann, Ludwig». Complete Dictionary of Scientific Biography, 2008. [Consulta: 16 novembre 2017].
  • Boltzmann's Work in Statistical Physics (anglès)