Ludwig Boltzmann Biografi dan Kontribusi



Ludwig Boltzmann (1844-1906) adalah seorang ilmuwan Austria yang dianggap sebagai bapak mekanika statistik. Kontribusinya di bidang sains ada beberapa; persamaan dan prinsip Boltzmann, mekanika statistik atau teorema H..

Untuk kontribusi dan gagasan perintisnya, nama keluarganya dikenal luas, tidak hanya di kalangan komunitas ilmiah, tetapi juga oleh masyarakat pada umumnya. Bahkan, untuk menghormatinya ada beberapa karya seni dan monumen yang merayakan kontribusi mereka.

Karya Boltzmann melengkapi karya ilmiah yang sangat penting, seperti yang dibuat oleh Maxwell. Bahkan, kontribusinya memiliki pengaruh luas pada pekerjaan yang dilakukan oleh Albert Einstein.

Karya-karya Boltzmann terutama dikembangkan dalam fisika, namun ia juga menerbitkan karya-karya yang berkaitan dengan bidang lain seperti ilmu kehidupan dan filsafat ilmu.

Indeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Studi
    • 1.2 Tahap Mengajar
    • 1.3 Statistik Maxwell-Boltzmann
    • 1.4 Hipotesis tentang atom
    • 1.5 Kematian
  • 2 kontribusi utama
    • 2.1 Persamaan Boltzmann
    • 2.2 Mekanika statistik
    • 2.3 Prinsip Entropi dan Boltzmann
    • 2.4 Filsafat sains
  • 3 Referensi

Biografi

Ludwig Boltzmann lahir pada 20 Februari 1844 di Austria, di kota Wina. Pada waktu itu, daerah ini adalah bagian dari Kekaisaran Austro-Hungaria. Keluarga Ludwig dicirikan sebagai orang kaya, yang memungkinkan memiliki pendidikan yang baik.

Selain warisan keluarganya, Ludwig juga memiliki kekayaan sederhana yang diwarisi dari kakeknya; ini membantunya membayar studinya tanpa kesulitan.

Pada usia 15, Ludwig menjadi yatim sebagai seorang ayah, sehingga warisan kakek bahkan lebih berguna setelah kehilangan ayahnya pada usia muda..

Studi

Pelatihan pertama Boltzmann adalah di kota Linz, di Austria utara, tempat keluarganya pindah. 

Catatan sejarah telah mampu menunjukkan bahwa, sejak masa kanak-kanak, Ludwig Boltzmann ditandai dengan menjadi sangat ingin tahu, di samping sangat tertarik untuk belajar, dengan ambisi besar dan, kadang-kadang, dengan sikap gelisah dan cemas..

Kemudian ia memasuki Universitas Wina, di mana ia menerima ajaran dari tokoh-tokoh terkenal seperti fisikawan Josef Stephan, ahli matematika József Miksa Petzval dan ahli fisika dan matematika Andreas von Ettingshausen.

Dia lulus dari universitas ini pada tahun 1866; guru tesis doktoral Boltzmann hanyalah Josef Stephan, yang kemudian bekerja dengannya. Pekerjaan dengan Stephan ini berlangsung selama 3 tahun, dari tahun 1867 hingga 1869, dan pada saat itu mereka fokus pada analisis kehilangan energi yang dialami oleh elemen panas..

Tahap mengajar

Dari 1869, Ludwig Boltzmann mendedikasikan dirinya untuk mengajar di Universitas Graz, rumah mahasiswa terbesar kedua di Austria. Di universitas itu ia mengajar fisika teoretis. Bersamaan dengan ini, Boltzmann melanjutkan pelatihannya di kota Berlin dan Heidelberg di Jerman.

Boltzmann mengajar di Universitas Graz hingga 1873, tahun di mana ia mulai mengajar matematika di Universitas Wina. Dia kembali ke Graz tiga tahun kemudian, pada tahun 1876, ketika dia sudah diakui di bidang sains sebagai hasil dari serangkaian karya yang diterbitkan dan berbagai penelitian.

Statistik Maxwell-Boltzmann

Salah satu investigasi yang paling menonjol saat itu adalah statistik Maxwell-Boltzmann, yang dikembangkan olehnya dan Maxwell pada tahun 1871.

Selama 1894 ia kembali ke Universitas Wina untuk melakukan sebagai profesor fisika teoretis. Pada saat itu Boltzmann dipaksa untuk berinteraksi dengan Ernst Mach, fisikawan dan filsuf yang dengannya Boltzmann memiliki perbedaan besar..

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

Ernst Mach meninggalkan pekerjaan mengajarnya di Universitas Wina pada tahun 1901 karena alasan kesehatan; Oleh karena itu, Boltzmann kembali pada tahun 1902 dan tidak hanya memperoleh kembali pilihan mengajar fisika teoretis, tetapi juga mengambil tampuk kursi sejarah dan filsafat ilmu, subjek yang sebelumnya diajarkan oleh Mach..

Hipotesis tentang atom

Setelah kembali ke Universitas Wina, Boltzmann mulai mengumumkan dukungannya terhadap hipotesis keberadaan atom. Pertimbangan ini dikritik oleh komunitas ilmiah; di antara kritikus yang paling setia adalah Ernst Mach.

Kritik terus-menerus yang ia terima terhadap karyanya menyebabkan efek yang sangat tidak menguntungkan pada Boltzmann, yang menurut catatan sejarah tampaknya tidak memiliki karakter yang tenang..

Sebaliknya, Boltzmann tampaknya adalah orang yang memiliki reaksi yang intens dan ekstrem, mampu menunjukkan diri sebagai orang yang ekstrovert dan ramah dan, dalam kesempatan lain, sangat tertutup dan dengan kecenderungan depresi..

Salah satu aspek yang paling dikritik dari pernyataan Boltzmann adalah bahwa ilmuwan ini menentukan bahwa hukum kedua termodinamika, terkait dengan entropi, pada dasarnya bersifat statistik..

Fakta ini menyiratkan bahwa berbagai skenario yang dihasilkan sebagai konsekuensi dari osilasi dapat dihasilkan, yang akan memunculkan hasil yang tidak terduga dalam undang-undang ini..

Para kritikus Boltzmann mengindikasikan bahwa tidak ada gunanya menghubungkan domain statistik dengan hukum-hukum termodinamika, karena mereka menganggap hukum sebagai masalah absolut, dan tidak dapat menerima bahwa hukum karakter fundamental ini memiliki karakteristik variabel..

Kematian

Tekanan sebagai hasil dari kritik yang kuat dan terus-menerus kepada Boltzmann membuatnya memutuskan untuk mengambil nyawanya sendiri. Pada tahun 1906 ia sedang berlibur bersama keluarganya di kota Duino, yang terletak sangat dekat dengan Trieste.

Sementara istri dan anak-anaknya berada di laut, menikmati liburan, Ludwig Boltzmann gantung diri di rumah musim panas.

Penyebab

Beberapa sejarawan telah menentukan bahwa penyebab bunuh dirinya terkait erat dengan fakta bahwa komunitas ilmiah tidak mengakui penyelidikannya sebagai benar..

Dikatakan bahwa Boltzmann memiliki komitmen yang jelas dan nyata terhadap kebenaran. Bagian dari apa yang paling memengaruhinya adalah fakta menemukan kebenaran tentang keberadaan atom, dan menyaksikan bagaimana masyarakat pada masanya tidak menghargai penemuan ini, yang ia perkirakan dapat menjadi hal yang esensial bagi generasi saat ini dan bagi banyak generasi mendatang..

Fakta bahwa tradisi lebih penting dalam kerangka masyarakat, daripada inovasi yang berasal dari konsep transendental baru pada saat itu, menyebabkan Botlzmann menjadi depresi.

Sejarawan lain menunjukkan bahwa penyebab kematian Boltzmann juga termasuk unsur-unsur lain, karena ilmuwan ini memiliki ciri-ciri tertentu yang menunjukkan ketidakstabilan dan ketidakseimbangan dalam banyak tindakannya..

Tak lama setelah kematiannya, anggota komunitas ilmiah ini mulai menghasilkan bukti yang menguatkan konsep yang dikembangkan oleh Boltzmann, pada saat yang sama mereka membuatnya layak untuk pengakuan ilmiah atas kontribusinya. Ini terjadi hanya dua tahun setelah Boltzmann meninggal.

Khususnya studi ahli kimia-fisika Jean Perrin yang mengkonfirmasi kebenaran konstanta Boltzmann, dinamai sesuai nama ilmuwan, yang menghubungkan energi dengan suhu absolut. Ini sudah cukup bagi komunitas ilmiah untuk diyakinkan tentang keberadaan atom.

Kontribusi utama

Persamaan Boltzmann

Kontribusi Ludwig Boltzmann yang paling dikenal adalah pendekatan persamaan yang menyandang namanya: Persamaan Boltzmann. Persamaan ini awalnya diusulkan pada tahun 1870 dan kemudian mengalami beberapa perkembangan.

Persamaannya, berdasarkan pada pengertian atom dan molekul, mendefinisikan probabilitas menemukan molekul dalam keadaan tertentu.

Dengan perkembangan selanjutnya, persamaan menjadi berguna untuk menghitung keseimbangan potensial dalam spesies ion dan untuk menggambarkan perubahan konformasi molekul biologis.

Mekanika statistik

Beberapa penulis mengklaim bahwa Boltzmann adalah orang pertama yang benar-benar menerapkan statistik dalam studi gas.

Berkat itu mereka menganggap bahwa studi teori kinetik kebetulan adalah studi mekanika statistik.

Untuk kontribusi ini, Boltzmann diakui oleh banyak orang sebagai bapak mekanika statistik.

Disiplin ini memungkinkan mempelajari sifat-sifat bahan dan objek makroskopis dari sifat atom dan molekulnya.

Prinsip Entropy dan Boltzmann

Meskipun konsep entropi telah diperkenalkan oleh Rudolf Clausius pada tahun 1865, Boltzmann mengambil konsep entropi dalam kehidupan sehari-hari..

Pada tahun 1877 Boltzmann menunjukkan bahwa entropi adalah ukuran dari gangguan keadaan sistem fisik.

Di bawah konsep itu, Boltzmann merumuskan persamaan untuk entropi yang dikenal sebagai prinsip Boltzmann.

Filsafat sains

Kontribusi Boltzmann untuk pengembangan filsafat sains juga diakui secara luas. 

Banyak ide-idenya di bidang ini dikumpulkan dalam teksnya "Popular Writings" yang diterbitkan pada tahun 1905.

Boltzmann memperlakukan subyek filosofis dalam sains sangat bervariasi. Di antara mereka ia membahas istilah-istilah seperti realisme dan idealisme. Saya juga mengkritik filsuf terkenal seperti Kant dan Hegel.

Boltzmann sangat percaya bahwa filsafat dapat membantu sains untuk tidak mengajukan pertanyaan yang tidak berguna. Karena alasan ini, Boltzmann menyebut dirinya sebagai seorang realis, meskipun banyak orang lain mengidentifikasikan dirinya sebagai milik arus materialis.

Referensi

  1. Teorema H-teorema Brown H. R. Myrvold W. Uffink J. Boltzmann, ketidakpuasannya, dan kelahiran mekanika statistik. Studi dalam Sejarah dan Filsafat Fisika Modern. 2009; 40(2): 174-191.
  2. Dubois J. Ouanounou G. Rouzaire-Dubois B. Persamaan Boltzmann dalam biologi molekuler. Kemajuan dalam Biofisika dan Biologi Molekuler. 2009; 99(2): 87-93.
  3. Flamm D. Ludwig Boltzmann dan pengaruhnya terhadap sains. Studi dalam Sejarah dan Filsafat Ilmu. 1983; 14(4): 255-278.
  4. Sains A. A. Monumen Ludwig Boltzmann. Sains, Seri Baru. 1932 75(1944).
  5. Swendsen R. H. Catatan Kaki tentang sejarah mekanika statistik: Dalam kata-kata Boltzmann. Physica A: Mekanika Statistik dan Penerapannya. 2010; 389(15), 2898-2901.
  6. Williams M. M. R. Ludwig Boltzmann. Sejarah Energi Nuklir. 1977; 4(4-5): 145-159.