Больцман, Людвиг

(1844-1906) австрийский физик-теоретик

Людвиг Больцман родился в 1844 году в австрийской столице. Он блестяще закончил гимназию и поступил в Венский университет. Людвиг учился также в университетах Гейдельберга и Берлина. Еще студентом он публикует в Beне две работы: в 1865 году «О движении электричества» и через год «О механическом истолковании второго начала теории тепла».

В 1866 году Людвиг окончил Венский университет и получил здесь место ассистента на физическом факультете. В том же году он вывел закон распределения газовых молекул по скоростям, получивший название статистики Больцмана. Формула равновесного больцмановского распределения легла в основу классической статистической физики. В 1867 году ученый публикует работу «О числе атомов в молекуле газа и внутренней работе в газе», в 1868 году - «Исследования равновесия живых сил движущихся материальных точек». В этих работах Больцмана ясно выразился талант крупного теоретика. В 1869 году двадцатипятилетнего Людвига приглашают на должность профессора теоретической физики в университет города Грац, где уже была создана прекрасная физическая лаборатория, оборудованная всем необходимым как для студенческого практикума, так и для научных исследований. Самыми важными работами Больцмана являются классические исследования по кинетической теории газов и статистическому истолкованию второго начала термодинамики.

В 1872 году он вывел основное кинетическое уравнение газов, которое явилось основой физической кинетики. В этом же году Больцман доказал статистический характер второго начала термодинамики и в Н-теореме привел доказательство этого закона в применении к идеальному газу. Эта теорема явилась основой теории необратимых процессов.

В 1873 году Людвиг Больцман занимает кафедру математики в Венском университете. В 1876 году он вновь возвращается в Грац, где остается до 1889 года. В этот период он выполняет свои важнейшие работы по теории излучения. Больцман впервые применил к излучению принципы термодинамики, что в дальнейшем привело к появлению теории квантов. Еще в 1884 году, используя гипотезу английского физика Джеймса Максвелла о световом давлении, австрийский ученый теоретически вывел закон теплового излучения для интенсивного излучения абсолютно черного тела. Этот закон экспериментально был установлен в 1879 году его университетским учителем, австрийским физиком Иозефом Стефаном, и получил название закона Стефана-Больцмана. В 1884 году Больцман выводит существование давления света.

Ученый был не только физиком-теоретиком, но и замечательным экспериментатором. Будучи убежденным сторонником и пропагандистом электромагнитной теории Максвелла, он стремился продемонстрировать справедливость уравнений Максвелла и их плодотворность для научного исследования. Из экспериментальных работ известны его опыты по определению диэлектрических постоянных газов и кристаллических твердых тел, по термоэлектрическим явлениям, электромагнитным волнам и т. д.

Людвига Больцмана отличали редкостная мягкость, простота, бескорыстие, добросердечие. Он был счастлив тем, что мог оказать кому-либо услугу. Ему были чужды предубеждения, слепое следование предписаниям и традициям как в науке, так и в обыденной жизни. Может быть, поэтому его не всегда понимали окружающие. Он приобрел репутацию человека с беспокойным, неуживчивым характером. Образ человека, забывающего о собственных интересах, был его идеалом. О своих нравственных устоях он говорил следующее: «Величайшее счастье заключается в том, чтобы сделать добро другому человеку так, чтобы он не имел никакой возможности отплатить тем же».

С 1889 по 1894 год Больцман работал профессором в Мюнхене, с 1894 по 1900 год - живет в Вене, откуда уезжает на два года в Лейпциг. В 1902 году Людвиг Больцман возвращается в Вену с намерением больше оттуда не уезжать. Он активно работал в области математики, механики, оптики и т. д. Вместе с этим ученый интересовался и вопросами естествознания.

Научный авторитет Больцмана подтверждало то, что с 1895 года он был членом Австрийской академии наук, а с 1899 года членом-корреспондентом Петербургской Академии наук. Тем не менее его работы не находили полного признания, кинетическая теория газов не принималась, о нем говорили как о физике старой школы. У Больцмана появилась мания преследования и состояние глубокой депрессии. Возможно, это сыграло свою роль в его трагическом конце. 5 сентября 1906 года он покончил жизнь самоубийством.

На постаменте надгробного памятника Больцману высечена выведенная им формула, выражающая статистический смысл второго начала термодинамики, - выражение соотношения между энтропией и вероятностью. В этой надписи - суть его научного подвига. В речи на открытии памятника было сказано, что даже тогда, когда все памятники будут погребены под мусором тысячелетий, короткая простая формула Больцмана сохранит свое величие и силу.