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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Boltzmann Ludwig Eduard. Biografia do cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
Ludwig Boltzmann foi sem dúvida o maior cientista e pensador que a Áustria deu ao mundo. Ainda durante sua vida, Boltzmann, apesar da posição de pária nos círculos científicos, foi reconhecido como um grande cientista, foi convidado a dar palestras em muitos países. E, no entanto, algumas de suas ideias permanecem um mistério até hoje. O próprio Boltzmann escreveu sobre si mesmo: "A ideia que enche minha mente e atividade é o desenvolvimento da teoria". E Max Laue mais tarde esclareceu essa ideia da seguinte forma: "Seu ideal era combinar todas as teorias físicas em uma única imagem do mundo". Ludwig Eduard Boltzmann nasceu em Viena em 20 de fevereiro de 1844, na noite do último dia de entrudo na quarta-feira, a partir do qual começou a Grande Quaresma. Boltzmann costumava dizer em tom de brincadeira que, por causa da data de seu nascimento, ganhou um personagem caracterizado por transições bruscas de júbilo para luto. Seu pai, Ludwig Georg Boltzmann, trabalhou no Ministério Imperial das Finanças. Ele morreu de tuberculose quando Ludwig tinha apenas quinze anos. Ludwig Boltzmann estudou brilhantemente e sua mãe incentivou seus diversos interesses, dando-lhe uma educação abrangente. Assim, em Linz, Boltzmann teve aulas de piano com o famoso compositor Anton Bruckner. Durante toda a sua vida ele amou a música e muitas vezes organizava concertos em sua casa com amigos. Em 1863, Boltzmann ingressou na Universidade de Viena, onde estudou matemática e física. Então a eletrodinâmica maxwelliana foi a mais recente conquista da física teórica. Não é de surpreender que o primeiro artigo de Ludwig também tenha sido dedicado à eletrodinâmica. No entanto, já em seu segundo trabalho, publicado em 1866 no artigo "Sobre o significado mecânico da segunda lei da termodinâmica", onde mostrou que a temperatura corresponde à energia cinética média das moléculas de gás, os interesses científicos de Boltzmann foram determinados. No outono de 1866, dois meses antes de receber seu doutorado, Boltzmann foi admitido no Instituto de Física como professor assistente. Em 1868, Boltzmann recebeu o direito de lecionar em universidades e, um ano depois, tornou-se professor comum de física matemática na Universidade de Graz. Durante este período, além de desenvolver suas idéias teóricas, ele também se envolveu em estudos experimentais da relação entre a constante dielétrica e o índice de refração para obter a confirmação da teoria unificada de eletrodinâmica e óptica de Maxwell. Para seus experimentos, ele tirou duas vezes da universidade para trabalhar nos laboratórios de Bunsen e Königsberger em Heidelberg e de Helmholtz e Kirchhoff em Berlim. Os resultados desses estudos foram publicados em 1873-1874. Boltzmann também participou ativamente do planejamento do novo laboratório de física em Graz, do qual mais tarde se tornou diretor. Este foi o auge da atividade científica de Boltzmann. No entanto, ele não tinha um público amplo, ele sentiu a necessidade de compartilhar suas ideias não apenas com os alunos que ouviam avidamente o jovem brilhante professor, mas também com seus colegas cientistas. E Graz era uma cidade pequena demais para isso. É por isso que em 1873 Ludwig Boltzmann retornou a Viena como professor de matemática. Pouco antes de partir, conheceu sua futura esposa, Henriette von Eigentler. A popularidade de Boltzmann em Viena foi incrível. Para suas palestras, sempre eram escolhidos os maiores públicos, na maioria das vezes as salas de reuniões. E ainda assim, todos que queriam entrar não podiam. Antes do início da palestra, os ministros trouxeram três quadros negros. O maior foi colocado no centro e dois menores - nas laterais. E saiu Boltzmann. Alto, com uma cabeça enorme coroada por cabelos castanhos bem crespos, de bochechas largas, com uma barba dura e teimosa, com os olhos profundamente escondidos sob grossos óculos redondos - rindo e triste ao mesmo tempo, ele foi ao púlpito, curvando-se e envergonhado por sua aparência, seu nariz enorme e sempre vermelho. Ele não retribuiu os aplausos de forma alguma. Ele ficou de costas para a platéia e esperou o silêncio no salão. E nesse silêncio, mal espremia palavras comuns, chatas e obrigatórias: "Então, da última vez paramos..." E por quinze minutos em voz alta explicou o conteúdo da palestra anterior, escrevendo as fórmulas finais sobre o quadro esquerdo com uma caligrafia bonita e clara. E ele leu um curso de quatro anos cobrindo mecânica, hidromecânica, teoria da elasticidade, eletricidade, magnetismo, teoria cinética dos gases e... filosofia. Tendo terminado sua última palestra, ele voltou ao púlpito, tirou os óculos e ficou em silêncio por alguns segundos, com a cabeça baixa. E de repente, em um silêncio mortal, ouviram-se palavras semelhantes a uma oração: “Perdoe-me se, antes de começar a palestra, peço-lhe algo para mim pessoalmente, o que é mais importante para mim - sua confiança, sua disposição, seu amor, em um palavra, a melhor coisa que você pode dar é você mesmo...” E ele começou a dar uma palestra. Seu nome estava cercado de lendas. Sim, ele mesmo, com sua espontaneidade infantil e entusiasmo pelas coisas mais prosaicas, dava fartura a essas lendas anedóticas. De repente, um dia, toda Graz ficou animada com a incrível notícia: o Sr. Professor de Física Experimental comprou pessoalmente uma vaca no mercado e a conduziu solenemente por uma corda por toda a cidade até sua vila. Então, colocando o "animal sagrado" com as devidas honras, o professor de física foi ao professor de zoologia, a quem ele consultou por muito tempo sobre o processo de ordenha. Ou de repente, de manhã cedo no inverno, toda Graz convergiu para a pista, onde Boltzmann, junto com as crianças, dominou a patinação. Mas a paixão mais constante do professor de física era a música. Na Ópera de Viena, um camarote foi atribuído permanentemente a Boltzmann e sua família; e em casa o professor de física organizava noites diárias de música de câmara, e ele próprio invariavelmente tocava o papel ao piano. Dos trabalhos realizados por Boltzmann em Viena, merece destaque o artigo "Sobre a Teoria da Elasticidade sob Ações Externas" (1874), onde formulou a teoria da viscoelasticidade linear. Ele descreveu esse fenômeno usando equações integrais, que são uma importante contribuição para a reologia teórica. Infelizmente, o trabalho administrativo, que era muito mais em Viena do que em Graz, era um fardo pesado para o cientista. Ele foi atraído pelo Departamento de Física Experimental em Graz. Aqui ele poderia ter seu próprio laboratório e palestrar sobre física, e não sobre matemática, como em Viena. Havia menos burocracia em Graz. Mas, além disso, Boltzmann ia se casar. Era muito difícil encontrar um apartamento adequado em Viena, e sua futura esposa era de Graz. Em 1876 Boltzmann assumiu o cargo de diretor do Instituto de Física de Graz e permaneceu nessa posição por quatorze anos. Já em 1871, Boltzmann apontou que a segunda lei da termodinâmica só poderia ser derivada da mecânica clássica usando a teoria da probabilidade. Em 1877, o famoso artigo de Boltzmann sobre a relação entre a entropia e a probabilidade de um estado termodinâmico apareceu nas Comunicações de Viena sobre Física. O cientista mostrou que a entropia de um estado termodinâmico é proporcional à probabilidade desse estado e que as probabilidades dos estados podem ser calculadas com base na razão entre as características numéricas das distribuições de moléculas correspondentes a esses estados. Ou seja, se um sistema suficientemente grande for deixado sem intervenção externa por um tempo suficientemente longo, então a probabilidade de encontrá-lo após esse tempo em um estado de equilíbrio é incomparavelmente maior do que a probabilidade de que ele esteja em qualquer estado de não equilíbrio. . Este chamado "teorema das cinzas" tornou-se o pináculo da teoria do universo de Boltzmann. A fórmula deste início foi posteriormente esculpida como um epitáfio no monumento acima de seu túmulo. Esta fórmula é muito semelhante em essência à lei da seleção natural de Charles Darwin. Apenas o "Teorema das Cinzas" de Boltzmann mostra como a "vida" do próprio Universo nasce e prossegue. O físico alemão R. Clausius, que formulou a segunda lei da termodinâmica em 1850 e mais tarde, em 1865, introduziu o conceito de entropia, foi uma figura muito popular. As conclusões tiradas por ele da segunda lei sobre a inevitabilidade da morte por calor foram levadas a serviço não apenas por muitos físicos. Eles foram abordados principalmente por filósofos que receberam argumentos poderosos e aparentemente indiscutíveis em favor de conceitos idealistas do início e do fim do mundo, inclusive em favor da empiriocrítica, os ensinamentos de E. Mach e os ensinamentos "energéticos" de W. Ostwald. O indomável Ludwig Boltzmann declarou com seu "teorema das cinzas": "A morte pelo calor é um blefe. Não se prevê o fim do mundo. Energias, como acreditam os ostwaldianos, mas de átomos e moléculas, e a segunda lei da termodinâmica deve ser aplicada não a algum tipo de "éter", espírito ou substância energética, mas a átomos e moléculas específicos. Em torno do "teorema das cinzas" de Ludwig Boltzmann, as discussões instantaneamente se inflamaram não menos em intensidade do que na morte por calor. O "Teorema das Cinzas" e a hipótese de flutuação apresentada em sua base foram dissecados com todo o cuidado e escrupulosidade e, como esperado, encontraram falhas escancaradas, imperdoáveis, ao que parece, para um grande cientista como Boltzmann. Descobriu-se que, se aceitamos a hipótese de Boltzmann como verdadeira, devemos aceitar por fé uma suposição tão monstruosa que não se encaixa em nenhuma estrutura de senso comum: mais cedo ou mais tarde, ou melhor, já agora, em algum lugar do Universo deve haver ser processos na direção oposta à segunda direção, ou seja, o calor deve passar dos corpos mais frios para os mais quentes! Isso não é um absurdo. Boltzmann defendeu esse "absurdo", estava profundamente convencido de que tal curso de desenvolvimento do Universo é o mais natural, pois é uma consequência inevitável de sua estrutura atômica. É improvável que o "teorema das cinzas" tivesse recebido tal fama se tivesse sido proposto por algum outro cientista. Mas foi proposto por Boltzmann, que era capaz não apenas de ver o mundo escondido dos outros por trás da cortina, mas que sabia defendê-lo com toda a paixão de um gênio, armado com conhecimentos fundamentais tanto da física quanto da filosofia. A culminação das dramáticas colisões entre o físico materialista e os machistas, aparentemente, deve ser considerada o congresso de cientistas naturais em Lübeck em 1895, onde Ludwig Boltzmann deu a seus amigos-inimigos uma batalha campal. Ele ganhou, mas como resultado, depois do congresso, sentiu um vazio ainda maior ao seu redor. Em 1896, Boltzmann escreveu um artigo "Sobre a inevitabilidade da atomística nas ciências físicas", onde apresentou objeções matemáticas ao energeticismo de Ostwald. Até 1910, a própria existência da atomística estava constantemente sob ameaça. Boltzmann lutou sozinho e temia que o trabalho de sua vida fosse esquecido. No prefácio da segunda parte de suas palestras sobre a teoria dos gases, ele escreveu em 1898: “Na minha opinião, será uma grande tragédia para a ciência se (assim como aconteceu com a teoria ondulatória da luz devido à autoridade de Newton) pelo menos por um tempo os gases da teoria serão esquecidos por causa da hostilidade atual em relação a ela. Estou ciente de que agora sou o único que, embora fracamente, está tentando nadar contra a corrente. E, no entanto, posso ajudar a garantir que, quando a teoria dos gases for trazida de volta à vida, não sejam feitas muitas redescobertas." Em 1890, Boltzmann aceitou uma oferta para assumir a cátedra de física teórica na Universidade de Munique e poderia finalmente assumir o ensino de sua disciplina favorita. Durante o tempo em que lecionou física experimental aqui, ele usou os modelos mecânicos mais ilustrativos para ilustrar conceitos teóricos. Numerosos estudantes de todo o mundo vieram a Munique para estudar com Boltzmann. A única fraqueza de sua posição era que o governo bávaro da época não pagava pensões aos professores universitários; enquanto isso, a visão de Boltzmann estava se deteriorando cada vez mais e ele estava preocupado com o futuro da família. Com suas atuações brilhantes, nada corretas, como era costume na época, em discussões científicas, Boltzmann rapidamente ganhou fama de pessoa de caráter inquieto e difícil; não sabia ser condescendente nem com os amigos quando via seus delírios, embora sofresse com sua aspereza. Para Boltzmann, não havia concessões na ciência. E se ele foi privado da oportunidade de lutar honestamente, ele se separou das posições mais honorárias sem arrependimentos. De Munique, Boltzmann voltou para a Universidade de Viena e, alguns anos depois, mudou-se para Leipzig. No outono de 1902, Boltzmann retornou a Viena. E em todos os lugares, em todas as universidades, ele travou uma luta exaustiva pela física materialista, pelo atomismo. Foi, especialmente no último período de sua vida, de fato, a luta de um cientista solitário com os maiores físicos da época, os chefes das escolas científicas mais influentes. Em fevereiro de 1904, sua esposa escreveu para sua filha Ida, que estava em Leipzig e terminando o ensino médio lá: "Meu pai está piorando a cada dia. Perdi a fé no futuro. Esperava que nossa vida fosse melhor em Viena". A saúde de Boltzmann sofria de constantes disputas com adversários. Sua visão se deteriorou a tal ponto que se tornou difícil para ele ler; teve que contratar um funcionário que lia artigos científicos para ele; sua esposa preparou seus manuscritos para impressão. Sua saúde precária não suportou por muito tempo uma carga de ensino tão grande, que foi combinada com o trabalho científico. Mesmo um descanso em Duino, perto de Trieste, não lhe trouxe alívio de sua dolorosa doença. Boltzmann caiu em profunda depressão e suicidou-se em 5 de setembro de 1906. É muito lamentável que ele não tenha vivido para ver a ressurreição do atomismo e tenha morrido com o pensamento de que todos haviam esquecido a teoria cinética. No entanto, muitas das ideias de Boltzmann já encontraram sua solução em descobertas tão surpreendentes como o ultramicroscópio, o efeito Doppler, motores de turbina a gás e a liberação de energia do núcleo atômico. Mas essas são todas as particularidades da imagem do mundo que Boltzmann viu e descreveu, consequências separadas da estrutura atômica do mundo. Já em um artigo de 1872, Boltzmann introduziu o conceito de níveis discretos de energia, que abriu caminho para a criação da mecânica quântica. No entanto, seu método estatístico desempenhou um papel ainda mais importante no desenvolvimento da física moderna. Como se antecipasse a interpretação estatística da mecânica quântica, ele escreveu em 1898 em suas palestras sobre a teoria dos gases: “Ainda preciso mencionar a possibilidade de que as equações fundamentais do movimento de moléculas individuais venham a ser apenas fórmulas aproximadas. dando valores médios ... e obtidos apenas como resultado de observações de longas séries baseadas na teoria da probabilidade". Muitas vezes sua sinceridade colidiu com a traição, mas Boltzmann, no entanto, até o fim de sua vida manteve a fé na amizade e no amor. Poemas e música eram para ele uma espécie de blocos de construção de uma teoria unificada do universo, que incluía as leis da física e os ensinamentos de Darwin, a quem Boltzmann idolatrava, e sua filosofia favorita. "O destino de Ludwig Boltzmann como um dos fundadores da física moderna", escreveu E. Boda, "só pode ser comparado com o destino do grande criador de cenários, Georg Cantor. pessoas brilhantes." Autor: Samin D. K.
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