捍卫原子的人——玻尔兹曼

一个音乐家听到几个音节就能认出莫扎特，贝多芬或舒伯特的音乐同样，一个数学家或物理学家读几页就能认出柯西，高斯，雅可比，亥姆霍兹或基尔霍夫的作品

路德维希·玻尔兹曼

这个世界似乎对每个人都不公平这是一个关于一个被这个世界伤害的男人的故事他的贡献彻底改变了物理学的几个分支

他主要以建立统计力学和提出热力学第二定律的统计解释而闻名他是当时支持原子论的最重要的人之一，尽管当时仍有很多关于原子论的争论

早期生活

1844年，物理学家和哲学家路德维希·玻尔兹曼在狂欢节和灰烬节之间的夜晚出生在奥地利的维也纳他曾经开玩笑说，他的出生日期是他情绪波动的原因，这种情绪波动伴伴随着他从纯粹的快乐到可怕的抑郁

玻尔兹曼

1863年，19岁的玻尔兹曼作为维也纳大学物理和数学系的学生开始了他的科学生涯他在约瑟夫·斯捷潘的指导下获得博士学位，博士论文研究的是气体动力学理论仅仅三年后，25岁的玻尔兹曼被斯捷潘推荐成为格拉茨大学数学物理的全职教授

玻尔兹曼不是一个安分守己的人他不停地换工作离开格拉茨大学后，他于1873年加入维也纳大学，担任数学教授在那里服务三年后，他回到格拉茨担任实验物理学讲座教授1887年，他去柏林担任理论物理讲座教授，但后来他改变了主意1890年，他是德国慕尼黑的理论物理学教授1894年，他以讲座教授的身份回到维也纳然后在1900年，他去了莱比锡据他的学生说，他是一位杰出的老师，受到科学界的高度尊重

科学贡献

玻尔兹曼是最早意识到麦克斯韦统一了电磁学的人之一1871年，他推导出麦克斯韦—玻尔兹曼分布，这是一个用来描述粒子速度分布的公式粒子在容器中自由运动，它们只与容器壁碰撞这些粒子的能量最终遵循麦克斯韦—玻尔兹曼统计

70年代初，他用原子理论表述了热力学第二定律热力学第二定律指出作为一个孤立的系统，宇宙的熵总会增加他把这个定律解释为统计定律，可以从力学原理推导出来

他发展了统计力学的大部分结构，接力棒后来交给了乔赛亚·威拉德·吉布斯玻尔兹曼在1872—1875年提出了著名的熵公式——统计力学和热力学之间的桥梁，随后在1900年，马克斯·普朗克对其进行了修正

熵公式

玻尔兹曼根据斯捷潘定律推广了黑体辐射理论此外，他在气体动力学理论领域做了深入的计算，可以用来研究星际气体，星团和非相对论等离子体

准确地说，热力学不仅允许达尔文的进化论发生，它只是倾向于让它发生。

路德维希·玻尔兹曼

哲学的贡献

当玻尔兹曼回到维也纳时，他又担任了两个讲座教授，一个是理论物理教授，另一个是科学哲学教授他在自然哲学课程中讲授自然科学的方法和一般理论，这是以前由恩斯特·马赫教授的

他的课在当时非常受欢迎，即使是最大的教室也容纳不下这么多人所有参加讲座的学生，助理教授和教授都站在楼梯底部玻尔兹曼也得到了皇帝的祝福，同时也得到了很多认可

玻尔兹曼是进化论者，不仅因为达尔文为当时最重要的科学领域提出了强有力的理论，还因为他认为达尔文的方法是理解科学理论真理的关键。

达尔文和玻尔兹曼

对玻尔兹曼来说，他的科学和他的哲学是一个整体事实上，他期待打破这两个领域之间的壁垒他认为将两者结合起来可以解决很多实际问题

与奥斯特瓦尔德和马赫的辩论

玻尔兹曼在统计力学方面的工作受到威廉·奥斯特瓦尔德的强烈批评，他坚持认为物理学只是能量。

奥斯特瓦尔德是物理化学的创始人之一1909年，他因在催化剂，化学平衡，化学反应速率等方面的研究做出突出贡献，被授予诺贝尔化学奖

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:自然现象的不可逆性证明了存在一个不能用力学方程描述的过程，从而科学唯物主义可以成立。

参加会议的阿诺德·索末菲将玻尔兹曼和奥斯特瓦尔德之间的辩论描述为...玻尔兹曼得到了费利克斯·克莱因的支持玻尔兹曼和奥斯特瓦尔德之间的战斗类似于公牛和斗牛士之间的战斗可是，这次公牛赢了玻尔兹曼的论点得到了支持我们这些当时的年轻数学家，都是站在玻尔兹曼一边的

奥斯特瓦尔德和许多欧洲科学家无法理解玻尔兹曼关于宇宙遵循统计的逻辑，这导致了对他的反对。

玻尔兹曼甚至放弃了他在维也纳的职位，因为马赫是那里的哲学史和自然科学史教授——他对马赫从不客气玻尔兹曼的想法后来得到了1900年前不久开始的原子物理学发现的支持，比如布朗运动，这种运动只能用统计力学来解释

1909年，奥斯特瓦尔德终于承认自己错了，但马赫从未退缩如果玻尔兹曼多活几年，他就会见证自己努力的真正胜利，他的工作后来被实验所验证

说实话，陈述清楚，誓死捍卫。

路德维希·玻尔兹曼

个人品质

在历史报告和记录中，每个见过玻尔兹曼的人都宣称他是一个伟人虽然有很多科学和哲学上的论证，但他个人和反对者相处得很好

玻尔兹曼是一位伟大的老师，与学生保持着良好的关系他曾经邀请他的一些聪明的学生去他家他从不根据物理知识评价学生，而是根据一般的性格特征

音乐和艺术在他的生活中也起着重要的作用他是一位杰出的钢琴家同时，他有着无与伦比的幽默感

最后的日子

玻尔兹曼一生的大部分时间都在捍卫自己的理论，但外界继续攻击他的工作这时，他开始觉得自己一生的努力将会彻底失败再加上身体状况的恶化，与科学对手的不断争执，他的精神变得不稳定有一个虚构的故事说，他缺乏学术上的认可使他抑郁

1906年，他在的里雅斯特自杀，享年62岁，当时她正与妻子和女儿度假他在妻子和女儿在游泳池游泳时上吊自杀可是，他自杀的原因一直被归结为他的思想没有被广泛接受，我们永远不会知道他严重抑郁的真正原因

玻尔兹曼的墓碑上刻着他著名的熵公式，纪念他的辉煌。

玻尔兹曼的墓碑

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