LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAPHIE ET CONTRIBUTIONS - SCIENCE - 2024

Ludwig Boltzmann (1844-1906) était un scientifique autrichien considéré comme le père de la mécanique statistique. Ses contributions dans le domaine de la science étaient diverses; L'équation et le principe de Boltzmann, la mécanique statistique ou H.

Pour ses contributions et ses idées pionnières, son nom de famille est largement connu, non seulement dans la communauté scientifique, mais aussi dans la société en général. Il y a même plusieurs œuvres artistiques et monuments en son honneur qui célèbrent ses contributions.

Portrait du scientifique Ludwig Boltzmann

Les travaux de Boltzmann complètent les travaux scientifiques de grande importance, tels que ceux menés par Maxwell. Leurs contributions ont même eu une grande influence sur le travail réalisé par Albert Einstein.

Les travaux de Boltzmann se sont principalement développés en physique, mais il a également publié des travaux liés à d'autres domaines tels que les sciences de la vie et la philosophie des sciences.

Biographie

Ludwig Boltzmann est né le 20 février 1844 en Autriche, dans la ville de Vienne. A cette époque, cette zone faisait partie de l'Empire austro-hongrois. La famille de Ludwig se caractérisait par sa richesse, ce qui lui permettait d'avoir la possibilité d'avoir une bonne éducation.

En plus de ses biens familiaux, Ludwig avait également une fortune modeste héritée de son grand-père; Cela l'a aidé à payer ses études sans avoir de difficultés.

À 15 ans, Ludwig était orphelin, donc cet héritage de son grand-père le servit encore plus après avoir été laissé sans père à un jeune âge.

Études

La première formation de Boltzmann eut lieu dans la ville de Linz, dans le nord de l'Autriche, où la famille avait déménagé.

Les archives historiques ont pu montrer que, depuis l'enfance, Ludwig Boltzmann se caractérisait par son extrême curiosité, en plus d'être très intéressé par l'apprentissage, avec une grande ambition et, parfois, avec des attitudes agitées et anxieuses.

Plus tard, il entra à l'Université de Vienne, où il reçut les enseignements d'illustres personnalités telles que le physicien Josef Stephan, le mathématicien József Miksa Petzval et le physicien et mathématicien Andreas von Ettingshausen.

Il est diplômé de cette université en 1866; le tuteur de la thèse de doctorat de Boltzmann était précisément Josef Stephan, avec qui il travailla plus tard. Ce travail avec Stephan a duré 3 ans, de 1867 à 1869, et à cette époque ils se sont concentrés sur l'analyse des pertes d'énergie subies par les éléments chauds.

Stage d'enseignement

À partir de 1869, Ludwig Boltzmann se consacre à l'enseignement à l'Université de Graz, la deuxième plus grande université d'Autriche. Dans cette université, il a donné des cours de physique théorique. Parallèlement, Boltzmann poursuit sa formation dans les villes allemandes de Berlin et Heidelberg.

Boltzmann a enseigné à l'Université de Graz jusqu'en 1873, année au cours de laquelle il a commencé à enseigner les mathématiques à l'Université de Vienne. Il revint à Graz trois ans plus tard, en 1876, époque à laquelle il était déjà reconnu dans le domaine de la science grâce à une série d'ouvrages publiés et à diverses recherches.

Statistique de Maxwell-Boltzmann

L'une des recherches les plus remarquables de cette époque était la statistique de Maxwell-Boltzmann, développée par lui et Maxwell en 1871.

En 1894, il retourna à l'Université de Vienne pour travailler comme professeur de physique théorique. À cette époque, Boltzmann a été contraint d'interagir avec Ernst Mach, un physicien et philosophe avec qui Boltzmann avait de profondes différences.

Les problèmes qui existaient entre ces deux scientifiques étaient si nombreux que Boltzmann a décidé de se rendre à Leipzig pour éviter d'être en contact avec Mach.

Ernst Mach a quitté son travail d'enseignant à l'Université de Vienne en 1901 pour des raisons de santé; Par conséquent, Boltzmann est revenu en 1902 et a non seulement obtenu à nouveau l'option d'enseigner des cours de physique théorique, mais a également pris les rênes de la chaire d'histoire et de philosophie des sciences, une matière précédemment enseignée par Mach.

Hypothèse sur l'atome

À son retour à l'Université de Vienne, Boltzmann a commencé à rendre public son soutien à l'hypothèse de l'existence de l'atome. Cette considération a été largement critiquée par la communauté scientifique; Parmi les critiques les plus fervents figurait Ernst Mach.

Les critiques constantes qu'il a reçues pour son travail ont eu un effet très défavorable sur Boltzmann, qui, selon les archives historiques, ne semble pas avoir eu un caractère calme.

Au contraire, Boltzmann semble avoir été un homme aux réactions intenses et extrêmes, capable de se montrer extraverti et sympathique et, à d'autres occasions, très introverti et sujet à la dépression.

L'un des aspects les plus critiqués des déclarations de Boltzmann était que ce scientifique avait déterminé que la deuxième loi de la thermodynamique, liée à l'entropie, était essentiellement de nature statistique.

Ce fait impliquait que divers scénarios pouvaient être générés à la suite d'oscillations, ce qui donnerait lieu à des résultats non prévus dans cette loi.

Les critiques de Boltzmann ont indiqué qu'il n'était pas logique de lier le champ statistique aux lois de la thermodynamique, car ils considéraient que les lois étaient des questions absolues et ne pouvaient accepter que cette loi fondamentale ait des caractéristiques variables.

Mort

La pression résultant des critiques vives et constantes adressées à Boltzmann l'a poussé à se suicider. En 1906, il était en vacances avec sa famille dans la ville de Duino, située tout près de Trieste.

Alors que sa femme et ses enfants étaient en mer, profitant des vacances, Ludwig Boltzmann s'est pendu à la maison d'été.

Les causes

Divers historiens ont déterminé que les causes de son suicide étaient étroitement liées au fait que la communauté scientifique ne reconnaissait pas sa recherche comme vraie.

On dit que Boltzmann a un engagement clair et marqué envers la vérité. Une partie de ce qui l'a le plus touché était le fait qu'il avait trouvé une vérité sur l'existence de l'atome, et vu comment la société de son temps ne valorisait pas cette découverte, qui, selon lui, pourrait être essentielle pour la génération actuelle et pour de nombreuses générations futures.

Le fait que la tradition était plus importante dans le cadre d'une société, plutôt que les innovations dérivées de nouveaux concepts transcendantaux pour l'époque, a fait de Botlzmann une dépression.

D'autres historiens indiquent que les causes de la mort de Boltzmann comprenaient également d'autres éléments, car ce scientifique avait certaines caractéristiques qui dénotaient une instabilité et un déséquilibre dans nombre de ses actions.

Peu de temps après sa mort, les membres de cette communauté scientifique ont commencé à produire des preuves qui corroboraient les concepts développés par Boltzmann, en même temps qu'ils lui ont valu une reconnaissance scientifique pour ses contributions. Cela s'est produit deux ans seulement après la mort de Boltzmann.

Ce sont précisément les études du chimiste-physicien Jean Perrin qui ont confirmé la véracité de la constante de Boltzmann, du nom du scientifique, qui relie l'énergie à la température absolue. Cela a suffi à convaincre la communauté scientifique de l'existence des atomes.

Principales contributions

Équation de Boltzmann

La contribution la plus reconnue de Ludwig Boltzmann est l'approche de l'équation qui porte son nom: l'équation de Boltzmann. Cette équation a été initialement proposée en 1870 et a ensuite subi quelques développements.

L'équation, basée sur les notions d'atomes et de molécules, définit la probabilité de trouver les molécules dans un état donné.

Avec un développement ultérieur, l'équation est devenue utile pour calculer l'équilibre potentiel des espèces ioniques et pour décrire les changements conformationnels des molécules biologiques.

Mécanique statistique

Certains auteurs affirment que Boltzmann a été la première personne à véritablement appliquer les statistiques à l'étude des gaz.

Grâce à cela, ils considèrent que les études de théorie cinétique sont devenues des études de mécanique statistique.

Pour cette contribution, Boltzmann est reconnu par beaucoup comme le père de la mécanique statistique.

Cette discipline a permis d'étudier les propriétés des matériaux et objets macroscopiques à partir des propriétés de leurs atomes et molécules.

Entropie et principe de Boltzmann

Bien que le concept d'entropie ait été introduit par Rudolf Clausius en 1865, Boltzmann a introduit la notion d'entropie dans la vie quotidienne.

En 1877, Boltzmann a indiqué que l'entropie est une mesure du désordre de l'état d'un système physique.

Sous ce concept, Boltzmann a formulé une équation pour l'entropie connue sous le nom de principe de Boltzmann.

Philosophie de la science

Les contributions de Boltzmann au développement de la philosophie des sciences sont également largement reconnues.

Beaucoup de ses idées dans ce domaine ont été rassemblées dans son texte «Écrits populaires» publié en 1905.

Boltzmann a traité de sujets philosophiques très variés au sein de la science. Parmi eux, il a discuté de termes tels que réalisme et idéalisme. Je critique également des philosophes renommés tels que Kant et Hegel.

Boltzmann croyait fermement que la philosophie pouvait aider la science à ne pas poser de questions inutiles. Pour cette raison, Boltzmann s'est qualifié de réaliste, bien que beaucoup d'autres l'aient identifié comme appartenant au courant matérialiste.

Références

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