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BIOGRAFIE DI GRANDI SCIENZIATI
Boltzmann Ludwig Eduard. Biografia dello scienziato
Elenco / Biografie di grandi scienziati
Ludwig Boltzmann è stato senza dubbio il più grande scienziato e pensatore che l'Austria ha dato al mondo. Anche durante la sua vita, Boltzmann, nonostante la posizione di emarginato negli ambienti scientifici, fu riconosciuto come un grande scienziato, fu invitato a tenere conferenze in molti paesi. Eppure, alcune delle sue idee rimangono un mistero ancora oggi. Lo stesso Boltzmann scrisse di se stesso: "L'idea che riempie la mia mente e la mia attività è lo sviluppo della teoria". E Max Laue in seguito ha chiarito questa idea come segue: "Il suo ideale era combinare tutte le teorie fisiche in un'unica immagine del mondo". Ludwig Eduard Boltzmann nacque a Vienna il 20 febbraio 1844, proprio la notte dell'ultimo giorno di Carnevale di mercoledì, da cui iniziò la Grande Quaresima. Boltzmann era solito dire scherzosamente che a causa della data di nascita, ha ottenuto un personaggio caratterizzato da bruschi passaggi dal giubilo al dolore. Suo padre, Ludwig Georg Boltzmann, lavorava presso il Ministero delle Finanze Imperiale. Morì di tubercolosi quando Ludwig aveva solo quindici anni. Ludwig Boltzmann ha studiato brillantemente e sua madre ha incoraggiato i suoi diversi interessi, dandogli un'educazione completa. Così, a Linz, Boltzmann prese lezioni di pianoforte dal famoso compositore Anton Bruckner. Per tutta la vita ha amato la musica e spesso ha organizzato concerti casalinghi a casa sua con gli amici. Nel 1863 Boltzmann entrò all'Università di Vienna, dove studiò matematica e fisica. Allora l'elettrodinamica maxwelliana fu l'ultima conquista della fisica teorica. Non sorprende che anche il primo articolo di Ludwig fosse dedicato all'elettrodinamica. Tuttavia, già nella sua seconda opera, pubblicata nel 1866 nell'articolo "Sul significato meccanico della seconda legge della termodinamica", dove dimostrò che la temperatura corrisponde all'energia cinetica media delle molecole di gas, furono determinati gli interessi scientifici di Boltzmann. Nell'autunno del 1866, due mesi prima di ricevere il dottorato, Boltzmann fu ammesso all'Istituto di Fisica come assistente professore. Nel 1868 Boltzmann ottenne il diritto di insegnare nelle università e un anno dopo divenne professore ordinario di fisica matematica all'Università di Graz. Durante questo periodo, oltre a sviluppare le sue idee teoriche, si dedicò anche a studi sperimentali sul rapporto tra costante dielettrica e indice di rifrazione al fine di ottenere conferma della teoria unificata dell'elettrodinamica e dell'ottica di Maxwell. Per i suoi esperimenti, due volte ha preso un breve congedo dall'università per lavorare nei laboratori di Bunsen e Königsberger a Heidelberg e di Helmholtz e Kirchhoff a Berlino. I risultati di questi studi furono pubblicati nel 1873-1874. Boltzmann partecipò attivamente anche alla progettazione del nuovo laboratorio di fisica a Graz, di cui divenne poi direttore. Questo fu il periodo di massimo splendore dell'attività scientifica di Boltzmann. Tuttavia, gli mancava un vasto pubblico, sentiva il bisogno di condividere le sue idee non solo con gli studenti che ascoltavano con entusiasmo il giovane brillante professore, ma anche con i suoi colleghi scienziati. E Graz era una città troppo piccola per quello. Ecco perché nel 1873 Ludwig Boltzmann tornò a Vienna come professore di matematica. Poco prima di partire conobbe la sua futura moglie, Henriette von Eigentler. La popolarità di Boltzmann a Vienna fu incredibile. Per le sue lezioni veniva sempre scelto il pubblico più numeroso, il più delle volte aule per le assemblee. Eppure, tutti quelli che volevano entrare non potevano. Prima dell'inizio della conferenza, i ministri hanno portato tre lavagne nere. Il più grande è stato posizionato al centro e due più piccoli ai lati. E Boltzmann è uscito. Alto, con una testa massiccia coronata da capelli castani finemente ricci, guance larghe, con una barba rigida e testarda, con gli occhi profondamente nascosti sotto spessi occhiali rotondi - ridente e triste allo stesso tempo, uscì sul pulpito, chinandosi e imbarazzato dal suo aspetto, dal suo naso enorme, perennemente rosso. Non ha ricambiato in alcun modo gli applausi. Si fermò con le spalle al pubblico e aspettò il silenzio nella sala. E in questo silenzio spremeva appena parole ordinarie, noiose e obbligate: "Allora, l'ultima volta che ci siamo fermati..." E per quindici minuti ad alta voce spiegò il contenuto della lezione precedente, scrivendo le formule finali su la lavagna a sinistra con una bella e chiara grafia. E ha letto un corso quadriennale di meccanica, idromeccanica, teoria dell'elasticità, elettricità, magnetismo, teoria cinetica dei gas e... filosofia. Finita la sua ultima lezione, tornò sul pulpito, si tolse gli occhiali e rimase in silenzio per alcuni secondi, a capo chino. E all'improvviso, in un silenzio di tomba, si udirono parole che ricordavano una preghiera: «Perdonami se, prima di iniziare a lezione, ti chiedo qualcosa per me personalmente, che per me è la cosa più importante: la tua fiducia, la tua disposizione, il tuo amore, in un parola, la cosa più grande che puoi dare sei te stesso…” E iniziò a fare lezione. Il suo nome era circondato da leggende. Sì, lui stesso, con la sua spontaneità infantile e l'entusiasmo per le cose più prosaiche, ha dato abbondante alimento a queste leggende aneddotiche. Improvvisamente, un giorno, l'intera Graz fu eccitata dall'incredibile notizia: il signor Professore di Fisica Sperimentale comprò personalmente una mucca al mercato e la condusse solennemente attraverso l'intera città con una fune fino alla sua villa. Quindi, ponendo con gli onori l'"animale sacro", il professore di fisica si recò dal professore di zoologia, che consultò a lungo sul processo di mungitura. O improvvisamente, la mattina presto in inverno, l'intera Graz convergeva alla pista, dove Boltzmann, insieme ai bambini, padroneggiava il pattinaggio. Ma la passione più costante del professore di fisica era la musica. All'Opera di Vienna un palco fu assegnato permanentemente a Boltzmann e alla sua famiglia; e in casa il professore di fisica organizzava quotidianamente serate di musica da camera, e lui stesso invariabilmente suonava la parte al pianoforte. Tra i lavori eseguiti da Boltzmann a Vienna, merita un'attenzione particolare l'articolo "Sulla teoria dell'elasticità sotto le azioni esterne" (1874), dove formulò la teoria della viscoelasticità lineare. Ha descritto questo fenomeno usando le equazioni integrali, che sono un importante contributo alla reologia teorica. Purtroppo, il lavoro amministrativo, che era molto più a Vienna che a Graz, era un pesante fardello per lo scienziato. Fu attratto dal Dipartimento di Fisica Sperimentale di Graz. Qui potrebbe avere il suo laboratorio e lezione di fisica, e non di matematica, come a Vienna. C'era meno burocrazia a Graz. Ma oltre a questo, Boltzmann si sarebbe sposato. Era molto difficile trovare un appartamento adatto a Vienna e la sua futura moglie era di Graz. Nel 1876 Boltzmann assunse la direzione dell'Istituto di Fisica di Graz e vi rimase per quattordici anni. Già nel 1871 Boltzmann sottolineò che la seconda legge della termodinamica poteva essere derivata solo dalla meccanica classica utilizzando la teoria della probabilità. Nel 1877 il famoso articolo di Boltzmann sul rapporto tra entropia e probabilità di uno stato termodinamico apparve nelle Comunicazioni di Vienna sulla fisica. Lo scienziato ha mostrato che l'entropia di uno stato termodinamico è proporzionale alla probabilità di questo stato e che le probabilità degli stati possono essere calcolate sulla base del rapporto tra le caratteristiche numeriche delle distribuzioni di molecole corrispondenti a questi stati. Cioè, se un sistema sufficientemente grande viene lasciato senza intervento esterno per un tempo sufficientemente lungo, allora la probabilità che lo troveremo dopo questo tempo in uno stato di equilibrio è incomparabilmente maggiore della probabilità che si trovi in qualsiasi stato di non equilibrio . Questo cosiddetto "teorema di cenere" divenne l'apice della teoria dell'universo di Boltzmann. La formula di questo inizio fu in seguito scolpita come un epitaffio sul monumento sopra la sua tomba. Questa formula è molto simile in sostanza alla legge della selezione naturale di Charles Darwin. Solo il "teorema di Ash" di Boltzmann mostra come la "vita" dell'Universo stesso nasca e proceda. Il fisico tedesco R. Clausius, che formulò la seconda legge della termodinamica nel 1850 e successivamente, nel 1865, introdusse il concetto di entropia, fu un tempo una figura molto popolare. Le conclusioni tratte da lui dalla seconda legge sull'inevitabilità della morte termica furono messe in atto non solo da molti fisici. Sono stati affrontati principalmente da filosofi che hanno ricevuto argomentazioni potenti e apparentemente indiscutibili a favore di concetti idealisti dell'inizio e della fine del mondo, inclusi a favore dell'empirio-critica, gli insegnamenti di E. Mach e gli insegnamenti "energici" di W. Ostvaldo. L'indomito Ludwig Boltzmann dichiarò con il suo "teorema di cenere": "La morte per calore è un bluff. Non è prevista la fine del mondo. energie, come credono gli ostvaldi, ma da atomi e molecole, e la seconda legge della termodinamica dovrebbe essere applicata non a una specie di "etere", spirito o sostanza energetica, ma a specifici atomi e molecole. Intorno al "teorema di cenere" di Ludwig Boltzmann, le discussioni divamparono istantaneamente con intensità non minore che sulla morte per calore. Il "teorema di Ash" e l'ipotesi di fluttuazione avanzata sulla sua base sono stati sezionati con ogni cura e scrupolosità e, come previsto, hanno trovato difetti a bocca aperta, imperdonabili, sembrerebbe, per un grande scienziato come Boltzmann. Si è scoperto che se accettiamo come vera l'ipotesi di Boltzmann, allora dobbiamo accettare per fede un presupposto così mostruoso che non rientra in alcun quadro di buon senso: prima o poi, o meglio, già ora, da qualche parte nell'Universo deve esserci essere processi in senso opposto alla seconda direzione, cioè il calore deve passare dai corpi più freddi a quelli più caldi! Non è assurdo. Boltzmann difese questa "assurdità", era profondamente convinto che un tale corso di sviluppo dell'Universo fosse il più naturale, poiché è una conseguenza inevitabile della sua struttura atomica. È improbabile che il "teorema di cenere" avrebbe ricevuto tale fama se fosse stato proposto da qualche altro scienziato. Ma fu proposto da Boltzmann, che seppe non solo vedere il mondo nascosto agli altri dietro le quinte, ma che seppe difenderlo con tutta la passione di un genio, armato di conoscenze fondamentali sia di fisica che di filosofia. Il culmine della drammatica collisione tra il fisico materialista ei machisti deve essere apparentemente considerato il congresso di scienziati naturali a Lubecca nel 1895, dove Ludwig Boltzmann diede ai suoi amici-nemici una battaglia campale. Vinceva, ma di conseguenza, dopo il congresso, sentiva intorno a sé un vuoto ancora più grande. Nel 1896 Boltzmann scrisse un articolo "Sull'inevitabilità dell'atomistica nelle scienze fisiche", in cui sollevò obiezioni matematiche all'energismo di Ostwald. Fino al 1910, l'esistenza stessa dell'atomismo era costantemente minacciata. Boltzmann ha combattuto da solo e temeva che il lavoro della sua vita sarebbe stato dimenticato. Nella prefazione alla seconda parte delle sue lezioni sulla teoria dei gas, scrisse nel 1898: “Secondo me, sarà una grande tragedia per la scienza se (così come accadde con la teoria ondulatoria della luce per l'autorità di Newton) almeno per un po' i gas teorici saranno dimenticati a causa dell'attuale ostilità nei suoi confronti. Mi rendo conto che ora sono l'unico che, seppur debolmente, sta cercando di nuotare controcorrente. Eppure, posso contribuire a far sì che, quando la teoria dei gas sarà riportata in vita, non si debbano fare troppe riscoperte". Nel 1890 Boltzmann accettò l'offerta di assumere la cattedra di fisica teorica all'Università di Monaco e poté finalmente iniziare a insegnare la sua materia preferita. Durante il periodo in cui ha insegnato fisica sperimentale qui, ha utilizzato i modelli meccanici più illustrativi per illustrare concetti teorici. Numerosi studenti da tutto il mondo vennero a Monaco per studiare sotto Boltzmann. L'unico punto debole della sua posizione era che il governo bavarese in quel momento non pagava le pensioni ai professori universitari; nel frattempo, la vista di Boltzmann si deteriorava sempre di più ed era preoccupato per il futuro della famiglia. Con le sue brillanti, per nulla corrette, come era consuetudine a quel tempo, esibizioni nelle discussioni scientifiche, Boltzmann si guadagnò rapidamente la reputazione di persona dal carattere irrequieto e difficile; non sapeva come essere condiscendente nemmeno con i suoi amici quando vedeva le loro delusioni, sebbene soffrisse della sua durezza. Per Boltzmann, nella scienza non c'erano compromessi. E se è stato privato dell'opportunità di combattere onestamente, si è separato dalle posizioni più onorarie senza rimpianti. Da Monaco, Boltzmann tornò all'Università di Vienna e pochi anni dopo si trasferì a Lipsia. Nell'autunno del 1902 Boltzmann tornò a Vienna. E ovunque, in tutte le università, condusse una lotta estenuante per la fisica materialistica, per l'atomismo. Fu, soprattutto nell'ultimo periodo della sua vita, infatti, la lotta di uno scienziato solitario con i più grandi fisici dell'epoca, i capi delle più influenti scuole scientifiche. Nel febbraio 1904, sua moglie scrisse alla figlia Ida, che stava a Lipsia e lì stava finendo le scuole superiori: "Il padre sta peggiorando ogni giorno. Ho perso la fiducia nel futuro. Speravo che la nostra vita sarebbe stata migliore a Vienna". La salute di Boltzmann soffriva di continue controversie con gli avversari. La sua vista si è deteriorata a tal punto che gli è diventato difficile leggere; ha dovuto assumere un dipendente che gli leggesse articoli scientifici; sua moglie preparò i suoi manoscritti per la stampa. La sua cattiva salute non ha potuto sopportare a lungo un carico di insegnamento così enorme, che è stato combinato con il lavoro scientifico. Anche un riposo a Duino, vicino a Trieste, non gli portò sollievo dalla sua dolorosa malattia. Boltzmann cadde in una profonda depressione e si suicidò il 5 settembre 1906. È molto deplorevole che non sia vissuto abbastanza per vedere la resurrezione dell'atomismo e sia morto pensando che tutti si fossero dimenticati della teoria cinetica. Tuttavia, molte delle idee di Boltzmann hanno già trovato la loro soluzione in scoperte sorprendenti come l'ultramicroscopio, l'effetto Doppler, i motori a turbina a gas e il rilascio dell'energia del nucleo atomico. Ma questi sono tutti particolari nel quadro del mondo che Boltzmann vide e descrisse, conseguenze separate della struttura atomica del mondo. Già in un articolo del 1872, Boltzmann introdusse il concetto di livelli energetici discreti, che aprì la strada alla creazione della meccanica quantistica. Tuttavia, il suo metodo statistico ha svolto un ruolo ancora più importante nello sviluppo della fisica moderna. Quasi in previsione dell'interpretazione statistica della meccanica quantistica, scriveva nel 1898 nelle sue lezioni sulla teoria dei gas: “Ho ancora bisogno di menzionare la possibilità che le equazioni fondamentali del moto delle singole molecole si rivelino solo formule approssimate dando valori medi... e ottenuti solo come risultato di lunghe serie di osservazioni basate sulla teoria della probabilità". Molte volte la sua sincerità si scontrò con il tradimento, ma Boltzmann, tuttavia, fino alla fine della sua vita mantenne la fede nell'amicizia e nell'amore. Poesie e musica erano per lui una sorta di mattoni in una teoria unificata dell'universo, che includeva le leggi della fisica e gli insegnamenti di Darwin, che Boltzmann idolatrava, e la sua filosofia preferita. "Il destino di Ludwig Boltzmann come uno dei fondatori della fisica moderna", ha scritto E. Boda, "può essere paragonato solo al destino del grande creatore di scenografie, Georg Cantor. persone brillanti". Autore: Samin D.K.
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