Ludwig Boltzmann
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]
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.
Biografia
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 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.
Referències
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ Partington, J.R.. An Advanced Treatise on Physical Chemistry. 1, Fundamental Principles, The Properties of Gases. Longmans, Green and Co., 1949, p. 300.
Bibliografia
- 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 externs
- 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)