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ボルツマン・ルートヴィヒ・エドゥアルド。 科学者の伝記
ルートヴィッヒ・ボルツマンは間違いなく、オーストリアが世界に与えた最も偉大な科学者であり思想家でした。 ボルツマンは生涯を通じて、科学界での追放者の立場にもかかわらず、偉大な科学者として認められましたが、多くの国で講演に招待されました。 それでも、彼のアイデアのいくつかは今日でも謎のままです。 ボルツマン自身が自分自身について次のように書いています。「私の心と活動を満たすアイデアは理論の発展です。」 そしてマックス・ラウエは後にこの考えを次のように明らかにしました：「彼の理想はすべての物理理論を世界の単一の絵に結合することでした。」 ルートヴィヒ・エドゥアルト・ボルツマンは、20 年 1844 月 1863 日にウィーンで生まれました。それは、四旬節が始まった水曜日のざんげ節の最後の日の夜のちょうど夜でした。 ボルツマンは冗談めかして、彼の生年月日のために、喜びから悲しみへの急激な移行を特徴とする性格を受け取ったと言いました. 彼の父、ルートヴィヒ・ゲオルク・ボルツマンは帝国財務省で働いていました。 ルートヴィヒがわずかXNUMX歳のとき、彼は結核で亡くなりました。 ルートヴィヒ・ボルツマンは見事に勉強し、母親は彼の多様な興味を奨励し、彼を総合的に育てました。 それで、ボルツマンはリンツで有名な作曲家アントン・ブルックナーからピアノのレッスンを受けました。 彼は生涯音楽を愛し、友人と一緒に家でホームコンサートを手配することがよくありました。 XNUMX 年、ボルツマンはウィーン大学に入学し、数学と物理学を学びました。 マクスウェル電気力学は、理論物理学の最新の成果でした。 Ludwig の最初の論文も電気力学に専念していたことは驚くべきことではありません。 しかし、1866年に「熱力学の第XNUMX法則の機械的重要性について」という記事で発表されたXNUMX番目の作品で、温度がガス分子の平均運動エネルギーに対応することを示したボルツマンの科学的関心が決定されました。 1866 年の秋、博士号を取得する 1868 か月前に、ボルツマンは助教授として物理学研究所に入学しました。 1873 年、ボルツマンは大学で講義する権利を与えられ、1874 年後にはグラーツ大学の数理物理学の普通の教授になりました。 この間、彼は理論的なアイデアを展開するだけでなく、マクスウェルの電気力学と光学の統一理論を確認するために、誘電率と屈折率の関係を実験的に研究しました。 彼の実験のために、彼はハイデルベルクのブンゼンとケーニヒスベルガーの研究室とベルリンのヘルムホルツとキルヒホッフの研究室で働くために大学をXNUMX回短期休暇を取った。 これらの研究の結果は、XNUMX 年から XNUMX 年に発表されました。 ボルツマンは、グラーツの新しい物理研究所の計画にも積極的に参加し、後に所長になりました。 これは、ボルツマンの科学活動の全盛期でした。 しかし、彼には多くの聴衆がいませんでした。彼は、若い優秀な教授に熱心に耳を傾ける学生だけでなく、仲間の科学者にも自分の考えを共有する必要があると感じました。 そして、グラーツはそれには小さすぎる町でした。 そのため、1873 年にルートヴィヒ・ボルツマンは数学の教授としてウィーンに戻りました。 去る少し前に、彼は将来の妻であるヘンリエッテ・フォン・アイジェントラーに会いました。 ウィーンでのボルツマンの人気は信じられないほどでした。 彼の講義では、常に最大の聴衆が選ばれ、ほとんどの場合、集会所が選ばれました。 それでも、入りたいと思った人は誰も入れませんでした。 講演が始まる前に、閣僚たちはXNUMX枚の黒板を持ってきました。 最大のものは中央に配置され、XNUMXつの小さいものは側面に配置されました。 そしてボルツマンが出てきました。 背が高く、でっかい頭に、細かく巻き毛の茶色の髪をかぶせ、頬を広げ、こわばった頑固なひげを生やし、目は分厚い丸いメガネの下に深く隠していた。彼の外見、彼の巨大で永遠に赤い鼻に当惑しました。 彼は決して拍手を返しませんでした。 彼は聴衆に背を向けて立ち、ホールで静寂を待ちました。 そして、この沈黙の中で、彼は普通の退屈で義務的な言葉を絞り出すことはほとんどありませんでした。美しく鮮明な手書きの左の黒板。 そして彼は、力学、水力力学、弾性理論、電気、磁性、気体分子運動論、そして...哲学をカバーするXNUMX年間のコースを読みました。 最後の講義を終えた後、彼は説教壇に戻り、眼鏡を外し、数秒間沈黙し、頭を下げた。 そして突然、沈黙の中で、祈りに似た言葉が聞こえました。「講義を始める前に、私にとって最も重要な何かをあなたに個人的に尋ねたら、許してください。あなたの信頼、気質、愛、言葉、あなたが与えることができる最大のものはあなた自身です…」そして彼は講義を始めました。 彼の名前は伝説に囲まれていました。 はい、彼自身、幼稚な自発性と最も平凡なことへの熱意を持って、これらの逸話的な伝説に豊富な食べ物を与えました. 突然、ある日、グラーツ全体が信じられないニュースに興奮しました。実験物理学の教授が市場で個人的に牛を購入し、厳粛に町全体をロープで彼の別荘に導きました。 それから、「神聖な動物」を正当な栄誉に置いて、物理学の教授は動物学の教授のところに行き、搾乳の過程について非常に長い間相談しました。 または突然、冬の早朝、グラーツ全体がリンクに集まり、そこでボルツマンは子供たちと一緒にスケートをマスターしました。 しかし、物理学教授の最も絶え間ない情熱は音楽でした。 ウィーン歌劇場では、ボックスがボルツマンと彼の家族に永久に割り当てられました。 家では、物理学の教授が毎日の室内楽の夕べを組織し、彼自身が常にピアノでその役割を果たしていました。 ウィーンでボルツマンが行った作品の中で、線形粘弾性の理論を定式化した記事「外部作用下の弾性理論について」（1874年）は特に注目に値する。 彼は、理論的レオロジーへの重要な貢献である積分方程式を使用してこの現象を説明しました。 残念なことに、グラーツよりもウィーンでの事務作業の方がはるかに多かったため、科学者にとっては大きな負担でした。 彼はグラーツの実験物理学科に惹かれました。 ここで彼は自分の研究室を持ち、ウィーンのように数学ではなく物理学について講義することができました。 グラーツでは官僚機構が少なかった。 しかしそれ以外にも、ボルツマンは結婚する予定でした。 ウィーンで適切なアパートを見つけるのは非常に難しく、彼の将来の妻はグラーツ出身でした。 1876 年、ボルツマンはグラーツの物理学研究所の所長に就任し、XNUMX 年間その地位にとどまりました。 1871 年にボルツマンは、熱力学の第 1877 法則は、確率論を使用して古典力学からのみ導き出すことができると指摘しました。 XNUMX 年、エントロピーと熱力学的状態の確率との関係に関するボルツマンの有名な記事が、物理学に関するウィーン通信に掲載されました。 科学者は、熱力学的状態のエントロピーがこの状態の確率に比例し、状態の確率は、これらの状態に対応する分子の分布の数値特性間の比率に基づいて計算できることを示しました。 つまり、十分に大きなシステムが外部からの介入なしに十分長い間放置された場合、この時間の後に平衡状態でシステムが見つかる確率は、非平衡状態になる確率よりも比類のないほど高くなります。 。 このいわゆる「灰の定理」は、ボルツマンの宇宙理論の頂点になりました。 この始まりの公式は、後に彼の墓の上の記念碑に碑文として刻まれました。 この公式は、本質的にチャールズダーウィンの自然淘汰の法則と非常に似ています。 ボルツマンの「灰の定理」だけが、宇宙自体の「生命」がどのように生まれ、進行するかを示しています。 1850 年に熱力学の第 1865 法則を定式化し、その後 XNUMX 年にエントロピーの概念を導入したドイツの物理学者 R. クラウジウスは、かつて非常に人気のある人物でした。 熱死の必然性について彼が第XNUMX法則から導き出した結論は、多くの物理学者だけでなく、サービスに取り入れられました。 それらは主に、経験批判、E. マッハの教え、W.オストワルド。 不屈のルートヴィッヒ・ボルツマンは、彼の「灰の定理」で次のように宣言しました。ある種の「エーテル」、精神またはエネルギー物質に、しかし特定の原子と分子に。 ルートヴィッヒ・ボルツマンの「灰の定理」の周りで、議論は熱的死と同じくらい激しさを増しました。 「灰の定理」とそれに基づいて提唱された変動仮説は、細心の注意を払って分析され、予想通り、ボルツマンのような偉大な科学者にとっては、ギャップがあり、許されないように思われました。 ボルツマンの仮説を真実として受け入れるならば、常識の枠組みに適合しないそのような巨大な仮定を信仰のために受け入れなければならないことが判明しました：遅かれ早かれ、あるいはむしろ、すでに今、宇宙のどこかにあるに違いありませんXNUMX番目の方向とは反対の方向にプロセスします。つまり、熱は冷たい体から熱い体に移動する必要があります。 それはばかげたことではありません。 ボルツマンはこの「不条理」を擁護し、そのような宇宙の発展過程が最も自然であると深く確信していました。それは、その原子構造の必然的な結果だからです。 「灰の定理」が他の科学者によって提案された場合、そのような名声を得た可能性は低い. しかし、ボルツマンはカーテンの後ろに隠されている世界を見ることができただけでなく、物理学と哲学の両方の基本的な知識で武装した天才のすべての情熱でそれを守る方法を知っていました. 唯物論者の物理学者とマシストの間の劇的な衝突の集大成は、ルートヴィッヒ・ボルツマンが彼の友人敵に会戦を行った1895年のリューベックでの自然科学者の会議と見なされなければならないようです。 彼は勝ったが、その結果、会議の後、彼は彼の周りにさらに大きな空虚さを感じた。 1896年、ボルツマンは「物理科学における原子論の必然性について」という記事を書き、オストワルドのエネルギー主義に数学的な異議を唱えました。 1910 年まで、原子論の存在そのものが常に脅威にさらされていました。 ボルツマンは一人で戦い、生涯の仕事が忘れられることを恐れていました。 ガス理論に関する講義の第 1898 部の序文で、彼は XNUMX 年に次のように書いています。ニュートンの) 少なくともしばらくの間、彼女に対する現在の敵意のために、ガス理論は忘れ去られるだろう. 私は今、弱いながらも、流れに逆らって泳ごうとしているのは私だけであることを知っている. それでも、私はできる気体の理論が生き返ったときに、あまり多くの再発見を行う必要がないようにするのに役立ちます。」 1890 年、ボルツマンはミュンヘン大学で理論物理学の教授になるという申し出を受け入れ、ついに彼の好きな科目を教えることができました。 ここで実験物理学を教えていた間、彼は理論的概念を説明するために最も説明的な機械モデルを使用しました。 ボルツマンに師事するために、世界中から多くの学生がミュンヘンにやって来ました。 彼の立場の唯一の弱点は、当時のバイエルン政府が大学教授に年金を支払っていなかったことでした。 その間、ボルツマンの視力はますます悪化し、家族の将来を心配していました。 ボルツマンは、当時の慣習であったように、科学的議論における華麗な、決して正しくないパフォーマンスで、すぐに落ち着きのない、難しい性格を持つ人物としての評判を得ました。 彼は自分の荒々しさに苦しんでいましたが、友人の妄想を見たときに友人にさえ見下す方法を知りませんでした。 ボルツマンにとって、科学に妥協はありませんでした。 そして、彼が正直に戦う機会を奪われた場合、彼は後悔することなく最も名誉ある地位を手放しました。 ボルツマンはミュンヘンからウィーン大学に戻り、数年後にライプツィヒに移りました。 1902 年の秋、ボルツマンはウィーンに戻りました。 そしてどこでも、すべての大学で、彼は唯物論的物理学、原子論のために疲れ果てた闘争を繰り広げました。 それは、特に彼の人生の最後の時期に、実際、当時の最も偉大な物理学者、最も影響力のある科学学校の頭との孤独な科学者の闘争でした. 1904 年 XNUMX 月、彼の妻はライプツィヒに滞在し、そこで高校を卒業していた娘のイーダに次のような手紙を書きました。 ボルツマンの健康は、対戦相手との絶え間ない論争に苦しんでいました。 彼の視力は、読むのが困難になるほど悪化しました。 彼に科学記事を読んでくれる従業員を雇わなければなりませんでした。 彼の妻は印刷用の原稿を準備しました。 彼の健康状態の悪さは、科学的研究と組み合わされたそのような膨大な教育負荷に長い間耐えることができませんでした。 トリエステの近くのドゥイーノで休んだとしても、彼はつらい病気から解放されませんでした。 ボルツマンは深刻な不況に陥り、5 年 1906 月 XNUMX 日に自殺しました。 彼が生きて原子論の復活を見ることができず、誰もが運動論を忘れてしまったという思いで亡くなったことは非常に残念です。 しかし、ボルツマンのアイデアの多くは、超顕微鏡、ドップラー効果、ガスタービン エンジン、原子核のエネルギーの放出などの驚くべき発見によって解決策をすでに見つけています。 しかし、これらはすべて、ボルツマンが見て記述した世界の絵の詳細であり、世界の原子構造の個別の結果です。 すでに 1872 年の論文で、ボルツマンは離散エネルギー準位の概念を導入し、量子力学の作成への道を開きました。 しかし、彼の統計的手法は、現代物理学の発展においてさらに重要な役割を果たしました。 あたかも量子力学の統計的解釈を見越しているかのように、彼は 1898 年に気体理論に関する講演で次のように書いています。平均値を与える...そして、確率論に基づく長い一連の観察の結果としてのみ得られます。」 彼の誠実さは何度も裏切りに直面しましたが、それにもかかわらず、ボルツマンは彼の人生の終わりまで友情と愛への信仰を保持していました。 彼にとって、詩と音楽は、物理法則、ボルツマンが偶像化したダーウィンの教え、そして彼の好きな哲学を含む、宇宙の統一理論における一種の構成要素でした。 「現代物理学の創始者の一人としてのルートヴィッヒ・ボルツマンの運命は、セットの偉大な創造者であるゲオルク・カントールの運命としか比較できません。素晴らしい人々です。」とE.ボダは書いています。 著者: サミン D.K.
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