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数学家读几页后就能认出柯西、高斯、雅可比或赫姆霍尔兹 , 就像音乐家读前几小节就能认出莫扎特、贝多芬或舒伯特一样 。 ——路德维希·玻尔兹曼
这个世界似乎对任何人都不公平 。 这是一个关于科学悲剧天才的故事 , 他的努力从根本上改变了物理学的几个分支 。 他主要以统计力学和热力学第二定律而闻名 。 他是原子理论最重要的提倡者之一 , 当时这个科学模型非常有争议 。
早期的生活
路德维希·爱德华·玻尔兹曼(Ludwig Eduard Boltzmann)是一位物理学家和哲学家 , 1844年生于奥地利的维也纳 。
【玻尔兹曼——一个悲剧天才,从根本上改变了物理学的几个分支】1863年 , 19岁的他开始了他的科学之旅 , 当时他是维也纳大学的一名物理和数学学生 。 仅仅三年后的1866年 , 他在约瑟夫·斯特凡(Josef Stefan)的指导下完成了一篇关于气体动力学理论的论文 , 获得了博士学位 。 25岁时 , 在斯特凡的推荐下 , 他成为格拉茨大学(University of Graz)数学物理正教授 。
他是个不安分的人 , 不停地换工作 。 离开格拉茨大学之后 , 他于1873年加入维也纳大学 , 担任数学教授 。 在那里工作了三年之后 , 他回到格拉茨大学担任实验物理学主任 。 1887年 , 他接受了柏林理论物理学的职位 , 但后来他改变了主意 。 1890年 , 他作为理论物理学教授加入了德国慕尼黑大学 。 他是一位杰出的教师 , 也受到了科学界的尊敬 。
科学的贡献
他是最早认识到麦克斯韦统一电磁学意义的人之一 。 他在1871年推导出了麦克斯韦-玻尔兹曼分布 。 这是一种用于描述粒子速度的概率分布 , 粒子在容器内自由移动 , 与热环境相互作用时碰撞频率很低 。 这些粒子的能量遵循麦克斯韦-玻尔兹曼的统计 。
他在19世纪70年代早期以物质的原子理论为基础描述了热力学第二定律 。 它指出 , “作为一个孤立系统的整个宇宙的熵总是趋向于增加” 。 他解释说 , 这是一条统计定律 , 可以从力学原理推导出来 。
他发展了统计力学的大部分内容 , 后来由乔赛亚·威拉德·吉布斯继承 。 他在1872年至1875年间提出了著名的熵公式 , 这是统计力学和热力学之间的桥梁 , 后来由马克斯·普朗克在1900年对其进行了修正 。
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他在斯特凡定律的基础上扩展了对黑体辐射的研究 。 在星际气体、星团、非相对论等离子体等研究中 , 对气体动力学理论进行了深入的计算 。
哲学的贡献
当他回到维也纳时 , 他主要从事理论物理和科学哲学 。 在自然哲学方面 , 他教授“自然科学的方法和通论”这门课 , 这门课之前是由恩斯特·马赫担任的 。 他的讲座在当时非常受欢迎 , 教室通常被围得水泄不通 。
他是一个进化论者 , 不仅因为查尔斯·达尔文在当时为最重要的科学领域提出了强有力的理论 。 相反 , 他认为达尔文的方法是理解科学理论真伪的关键 。
对他来说 , 他的科学和哲学是一个整体 。 他认为这两者的结合可以解决许多自然问题 。
与奥斯特瓦尔德和马赫争执
他在统计力学方面的工作受到了威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)的彻底批评 , 奥斯特瓦尔德把物理科学完全建立在能量条件上 。
1895年 , 奥斯特瓦尔德在一次科学会议上发表了一篇论文 , 他在论文中断言:“自然现象的实际不可逆性证明了力学方程无法描述过程的存在 , 由此 , 科学唯物主义的定论就确定了 。 ”
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