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BIOGRAFÍAS DE GRANDES CIENTÍFICOS
Boltzmann Ludwig Eduard. Biografía de un científico.
Directorio / Biografías de grandes científicos.
Ludwig Boltzmann fue sin duda el mayor científico y pensador que Austria ha dado al mundo. Incluso durante su vida, Boltzmann, a pesar de la posición de marginado en los círculos científicos, fue reconocido como un gran científico, fue invitado a dar conferencias en muchos países. Y, sin embargo, algunas de sus ideas siguen siendo un misterio incluso hoy. El propio Boltzmann escribió sobre sí mismo: "La idea que llena mi mente y mi actividad es el desarrollo de la teoría". Y Max Laue aclaró más tarde esta idea de la siguiente manera: "Su ideal era combinar todas las teorías físicas en una sola imagen del mundo". Ludwig Eduard Boltzmann nació en Viena el 20 de febrero de 1844, justo en la noche del miércoles del último día de Carnaval, a partir del cual comenzó la Gran Cuaresma. Boltzmann solía decir en broma que debido a la fecha de su nacimiento, recibió un carácter que se caracteriza por transiciones bruscas del júbilo al dolor. Su padre, Ludwig Georg Boltzmann, trabajaba en el Ministerio Imperial de Finanzas. Murió de tuberculosis cuando Ludwig tenía solo quince años. Ludwig Boltzmann estudió brillantemente y su madre alentó sus diversos intereses, brindándole una educación integral. Entonces, en Linz, Boltzmann tomó lecciones de piano del famoso compositor Anton Bruckner. Toda su vida amó la música y, a menudo, organizaba conciertos caseros en su casa con amigos. En 1863, Boltzmann ingresó a la Universidad de Viena, donde estudió matemáticas y física. Luego, la electrodinámica maxwelliana fue el último logro de la física teórica. No sorprende que el primer artículo de Ludwig también estuviera dedicado a la electrodinámica. Sin embargo, ya en su segundo trabajo, publicado en 1866 en el artículo "Sobre el significado mecánico de la segunda ley de la termodinámica", donde demostró que la temperatura corresponde a la energía cinética media de las moléculas de gas, se determinaron los intereses científicos de Boltzmann. En el otoño de 1866, dos meses antes de recibir su doctorado, Boltzmann fue admitido en el Instituto de Física como profesor asistente. En 1868, a Boltzmann se le concedió el derecho a dar conferencias en las universidades, y un año después se convirtió en profesor ordinario de física matemática en la Universidad de Graz. Durante este período, además de desarrollar sus ideas teóricas, también se dedicó a estudios experimentales de la relación entre la constante dieléctrica y el índice de refracción para obtener la confirmación de la teoría unificada de la electrodinámica y la óptica de Maxwell. Para sus experimentos, tomó dos breves vacaciones de la universidad para trabajar en los laboratorios de Bunsen y Koenigsberger en Heidelberg y de Helmholtz y Kirchhoff en Berlín. Los resultados de estos estudios se publicaron en 1873-1874. Boltzmann también participó activamente en la planificación del nuevo laboratorio de física en Graz, del que más tarde se convirtió en director. Este fue el apogeo de la actividad científica de Boltzmann. Sin embargo, carecía de una audiencia amplia, sintió la necesidad de compartir sus ideas no solo con los estudiantes que escuchaban con entusiasmo al joven y brillante profesor, sino también con sus compañeros científicos. Y Graz era una ciudad demasiado pequeña para eso. Por eso en 1873 Ludwig Boltzmann regresó a Viena como profesor de matemáticas. Poco antes de partir, conoció a su futura esposa, Henriette von Eigentler. La popularidad de Boltzmann en Viena fue increíble. Para sus conferencias, siempre se eligieron las audiencias más grandes, la mayoría de las veces los salones de actos. Y aún así, todos los que querían entrar no pudieron. Antes de que comenzara la conferencia, los ministros trajeron tres pizarras negras. El más grande se colocó en el centro y dos más pequeños, en los lados. Y salió Boltzmann. Alto, con una cabeza maciza coronada por cabellos castaños finamente rizados, de anchas mejillas, con una barba tiesa y obstinada, con los ojos profundamente ocultos bajo gruesos anteojos redondos, riendo y triste a la vez, salió al púlpito, agachado y avergonzado por su apariencia, su enorme y siempre roja nariz. No devolvió los aplausos de ninguna manera. Se paró de espaldas a la audiencia y esperó el silencio en la sala. Y en este silencio, apenas exprimió palabras ordinarias, aburridas y obligatorias: "Entonces, la última vez que paramos ..." Y durante quince minutos en voz alta explicó el contenido de la conferencia anterior, escribiendo las fórmulas finales en la pizarra de la izquierda con una letra hermosa y clara. Y leyó un curso de cuatro años que cubría mecánica, hidromecánica, teoría de la elasticidad, electricidad, magnetismo, teoría cinética de los gases y... filosofía. Habiendo terminado su última conferencia, regresó al púlpito, se quitó los anteojos y permaneció en silencio durante unos segundos, con la cabeza gacha. Y de repente, en un silencio sepulcral, se escucharon palabras parecidas a una oración: “Perdóname si antes de empezar a dar una conferencia te pido algo para mí personalmente, que es lo más importante para mí: tu confianza, tu disposición, tu amor, en un palabra, lo más grande que puedes dar es a ti mismo…” Y comenzó a sermonear. Su nombre estuvo rodeado de leyendas. Sí, él mismo, con su espontaneidad infantil y su entusiasmo por las cosas más prosaicas, dio alimento abundante a estas leyendas anecdóticas. De repente, un día, todo Graz se emocionó con la increíble noticia: el Sr. Profesor de Física Experimental compró personalmente una vaca en el mercado y la condujo solemnemente por toda la ciudad con una cuerda hasta su villa. Luego, colocando al "animal sagrado" con los debidos honores, el profesor de física se dirigió al profesor de zoología, a quien consultó durante mucho tiempo sobre el proceso de ordeño. O de repente, temprano en la mañana en invierno, todo Graz convergió en la pista, donde Boltzmann, junto con los niños, dominaron el patinaje. Pero la pasión más constante del profesor de física era la música. En la Ópera de Viena, se asignó permanentemente un palco a Boltzmann y su familia; y en casa el profesor de física organizaba veladas diarias de música de cámara, y él mismo interpretaba invariablemente el papel al piano. De los trabajos realizados por Boltzmann en Viena, merece especial atención el artículo "Sobre la teoría de la elasticidad bajo acciones externas" (1874), donde formula la teoría de la viscoelasticidad lineal. Describió este fenómeno utilizando ecuaciones integrales, que son una importante contribución a la reología teórica. Por desgracia, el trabajo administrativo, que era mucho más en Viena que en Graz, era una carga pesada para el científico. Se sintió atraído por el Departamento de Física Experimental de Graz. Aquí podría tener su propio laboratorio y dar clases de física, y no de matemáticas, como en Viena. Había menos burocracia en Graz. Pero además de eso, Boltzmann se iba a casar. Fue muy difícil encontrar un apartamento adecuado en Viena y su futura esposa era de Graz. En 1876 Boltzmann asumió como director del Instituto de Física de Graz y permaneció en ese puesto durante catorce años. Ya en 1871, Boltzmann señaló que la segunda ley de la termodinámica solo podía derivarse de la mecánica clásica utilizando la teoría de la probabilidad. En 1877, el famoso artículo de Boltzmann sobre la relación entre la entropía y la probabilidad de un estado termodinámico apareció en las Comunicaciones de Viena sobre física. El científico demostró que la entropía de un estado termodinámico es proporcional a la probabilidad de este estado y que las probabilidades de los estados se pueden calcular sobre la base de la relación entre las características numéricas de las distribuciones de moléculas correspondientes a estos estados. Es decir, si un sistema suficientemente grande se deja sin intervención externa durante un tiempo suficientemente largo, entonces la probabilidad de que lo encontremos después de este tiempo en un estado de equilibrio es incomparablemente mayor que la probabilidad de que se encuentre en cualquier estado de no equilibrio. . Este llamado "teorema de la ceniza" se convirtió en el pináculo de la teoría del universo de Boltzmann. La fórmula de este comienzo fue tallada más tarde como epitafio en el monumento sobre su tumba. Esta fórmula es muy similar en esencia a la ley de selección natural de Charles Darwin. Sólo el "teorema de Ash" de Boltzmann muestra cómo nace y procede la "vida" del Universo mismo. El físico alemán R. Clausius, quien formuló la segunda ley de la termodinámica en 1850 y más tarde, en 1865, introdujo el concepto de entropía, fue en un momento una figura muy popular. Las conclusiones extraídas por él de la segunda ley sobre la inevitabilidad de la muerte por calor fueron puestas en servicio no solo por muchos físicos. Fueron abordados principalmente por filósofos que recibieron argumentos poderosos, aparentemente innegables, a favor de los conceptos idealistas del principio y el fin del mundo, incluso a favor del empiriocriticismo, las enseñanzas de E. Mach y las enseñanzas "energéticas" de W. Ostwald. El indomable Ludwig Boltzmann declaró con su "teorema de la ceniza": "La muerte por calor es un farol. No se prevé el fin del mundo. Las energías, como creen los ostwaldianos, pero de átomos y moléculas, y la segunda ley de la termodinámica debe aplicarse no a algún tipo de "éter", espíritu o sustancia energética, sino a átomos y moléculas específicas. Alrededor del "teorema de la ceniza" de Ludwig Boltzmann, las discusiones estallaron instantáneamente con una intensidad no menor que la muerte por calor. El "teorema de Ash" y la hipótesis de la fluctuación presentada sobre su base fueron diseccionados con todo cuidado y escrupulosidad y, como era de esperar, encontraron fallas enormes, imperdonables, al parecer, para un gran científico como Boltzmann. Resultó que si aceptamos como verdadera la hipótesis de Boltzmann, entonces debemos aceptar por fe una suposición tan monstruosa que no encaja en ningún marco de sentido común: tarde o temprano, o mejor dicho, ya ahora, en algún lugar del Universo debe haber procesos en dirección opuesta a la segunda dirección, es decir, ¡el calor debe moverse de los cuerpos más fríos a los más calientes! ¿No es eso absurdo? Boltzmann defendió este "absurdo", estaba profundamente convencido de que tal curso de desarrollo del Universo es el más natural, ya que es una consecuencia inevitable de su estructura atómica. Es poco probable que el "teorema de la ceniza" hubiera recibido tanta fama si lo hubiera propuesto algún otro científico. Pero lo planteó Boltzmann, que no solo fue capaz de ver el mundo oculto a los demás detrás de la cortina, sino que supo defenderlo con toda la pasión de un genio armado con conocimientos fundamentales tanto de física como de filosofía. La culminación de la dramática colisión entre el físico materialista y los machistas aparentemente debe considerarse el congreso de científicos naturales en Lübeck en 1895, donde Ludwig Boltzmann dio a sus amigos-enemigos una batalla campal. Ganó, pero como resultado, después del congreso, sintió un vacío aún mayor a su alrededor. En 1896, Boltzmann escribió un artículo "Sobre la inevitabilidad de la atomística en las ciencias físicas", donde planteó objeciones matemáticas al energismo de Ostwald. Hasta 1910, la existencia misma de la atomística estuvo constantemente amenazada. Boltzmann luchó solo y temía que el trabajo de su vida fuera olvidado. En el prefacio a la segunda parte de sus conferencias sobre la teoría de los gases, escribió en 1898: “En mi opinión, será una gran tragedia para la ciencia si (tal como sucedió con la teoría ondulatoria de la luz debido a la autoridad de Newton) al menos por un tiempo la teoría de los gases será olvidada debido a la hostilidad actual hacia ella. Soy consciente de que ahora soy el único que, aunque débilmente, está tratando de nadar contra la corriente. Y sin embargo, puedo ayudar a garantizar que, cuando la teoría de los gases vuelva a la vida, no se tengan que hacer demasiados redescubrimientos". En 1890, Boltzmann aceptó una oferta para ocupar la cátedra de física teórica en la Universidad de Munich y finalmente pudo dedicarse a la enseñanza de su materia favorita. Durante el tiempo que enseñó física experimental aquí, utilizó los modelos mecánicos más ilustrativos para ilustrar conceptos teóricos. Numerosos estudiantes de todo el mundo vinieron a Munich para estudiar con Boltzmann. La única debilidad de su posición era que el gobierno bávaro en ese momento no pagaba pensiones a los profesores universitarios; Mientras tanto, la vista de Boltzmann se deterioraba cada vez más y estaba preocupado por el futuro de la familia. Con sus actuaciones brillantes, en absoluto correctas, como era costumbre en ese momento, en las discusiones científicas, Boltzmann se ganó rápidamente la reputación de persona de carácter inquieto y difícil; no sabía cómo ser condescendiente incluso con sus amigos cuando veía sus delirios, aunque sufría por su dureza. Para Boltzmann, no había compromisos en la ciencia. Y si se le privó de la oportunidad de luchar con honestidad, se separó de los puestos más honoríficos sin arrepentimiento. Desde Munich, Boltzmann regresó a la Universidad de Viena y unos años más tarde se mudó a Leipzig. En el otoño de 1902, Boltzmann regresó a Viena. Y en todas partes, en todas las universidades, libró una lucha agotadora por la física materialista, por el atomismo. Fue, especialmente en el último período de su vida, de hecho, la lucha de un científico solitario con los más grandes físicos de la época, los directores de las escuelas científicas más influyentes. En febrero de 1904, su esposa le escribió a su hija Ida, que se hospedaba en Leipzig y terminaba la escuela secundaria allí: "Mi padre está cada día peor. He perdido la fe en el futuro. Esperaba que nuestra vida fuera mejor en Viena". La salud de Boltzmann se vio afectada por constantes disputas con los oponentes. Su vista se deterioró a tal punto que le resultó difícil leer; tuvo que contratar a un empleado que le leyera artículos científicos; su esposa preparó sus manuscritos para la impresión. Su mala salud no pudo soportar durante mucho tiempo una carga docente tan enorme, que se combinó con el trabajo científico. Ni siquiera un descanso en Duino, cerca de Trieste, le alivió de su dolorosa enfermedad. Boltzmann cayó en una profunda depresión y se suicidó el 5 de septiembre de 1906. Es muy lamentable que no viviera para ver la resurrección del atomismo y muriera con la idea de que todos se habían olvidado de la teoría cinética. Sin embargo, muchas de las ideas de Boltzmann ya han encontrado su solución en descubrimientos tan sorprendentes como el ultramicroscopio, el efecto Doppler, los motores de turbina de gas y la liberación de la energía del núcleo atómico. Pero todos estos son detalles en la imagen del mundo que vio y describió Boltzmann, consecuencias separadas de la estructura atómica del mundo. Ya en un artículo de 1872, Boltzmann introdujo el concepto de niveles discretos de energía, lo que allanó el camino para la creación de la mecánica cuántica. Sin embargo, su método estadístico jugó un papel aún más importante en el desarrollo de la física moderna. Como anticipándose a la interpretación estadística de la mecánica cuántica, escribió en 1898 en sus conferencias sobre la teoría de los gases: “Todavía necesito mencionar la posibilidad de que las ecuaciones fundamentales del movimiento de las moléculas individuales resulten ser solo fórmulas aproximadas. dando valores medios... y obtenidos sólo como resultado de largas series de observaciones basadas en la teoría de la probabilidad". Muchas veces su sinceridad se enfrentó a la traición, pero Boltzmann, sin embargo, hasta el final de su vida conservó la fe en la amistad y el amor. Los poemas y la música eran para él una especie de bloques de construcción en una teoría unificada del universo, que incluía las leyes de la física y las enseñanzas de Darwin, a quien Boltzmann idolatraba, y su filosofía favorita. "El destino de Ludwig Boltzmann como uno de los fundadores de la física moderna", escribió E. Boda, "solo puede compararse con el destino del gran creador de conjuntos, Georg Cantor. Gente brillante". Autor: Samin D.K.
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