Ludwig Boltzmann

fisico e matematico austriaco

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(Epitaffio sulla tomba di Ludwig Boltzmann)
Ludwig Boltzmann nel 1875

Ludwig Eduard Boltzmann (Vienna, 20 febbraio 1844Duino, 5 settembre 1906) è stato un fisico, matematico e filosofo austriaco.

È stato uno dei più grandi fisici teorici di tutti i tempi.[1] La sua fama è dovuta alle ricerche in termodinamica e meccanica statistica, ad esempio, l'equazione fondamentale della teoria cinetica dei gas e il secondo principio della termodinamica. Diede importanti contributi anche in meccanica, elettromagnetismo, matematica e filosofia.[2]

Fu un personaggio controverso e le sue idee innovative (sull'atomismo, l'irreversibilità, ecc.) furono spesso fraintese e osteggiate. In particolare, il suo amore per la matematizzazione più estrema gli valse il soprannome di "terrorista algebrico" [3]. A Ludwig Eduard Boltzmann la UAI ha intitolato un cratere lunare.[4]

Risultati scientificiModifica

Meccanica statisticaModifica

TermodinamicaModifica

ElettromagnetismoModifica

  • Misura della costante dielettrica nei gas
  • Anisotropia della costante dielettrica nei cristalli

ViscoelasticitàModifica

  • Principio di sovrapposizione di Boltzmann

MatematicaModifica

Della matematica, Boltzmann fu più un "utente" che un "creatore". Pur padroneggiando il calcolo infinitesimale, preferiva ragionare in termini di differenze finite e sommatorie, per poi usare derivate e integrali come strumenti tecnici.

FilosofiaModifica

In filosofia, Boltzmann si dichiarava un "materialista", nel senso che

L'idealismo asserisce che esistono solo l'«Io» e le varie idee, cercando di spiegare la materia a partire da queste.
Il materialismo parte dall'esistenza della materia e cerca di spiegare le sensazioni a partire da questa.

Ammirava Darwin, alle cui teorie evoluzioniste attribuiva una valenza filosofica.

L'equazione di BoltzmannModifica

 Lo stesso argomento in dettaglio: Equazione di Boltzmann.

L'equazione di Boltzmann è un'equazione della meccanica statistica che descrive il comportamento statistico, in particolare riguardo al trasposto, di un sistema in uno stato di non-equilibrio termodinamico:

 

Ove   una funzione di densità di probabilità nello spazio di fase, ovvero il valore atteso di particelle a una data coppia di coordinate hamiltoniane. Il termine dipendente dai momenti coniugati   descrive il trasposto convettivo, mentre il termine dipendente dalle forze esterne   descrive il trasporto diffusivo.

Questa equazione descrive la variazione temporale e spaziale della distribuzione di probabilità della posizione e del momento della densità di distribuzione per un insieme di punti nello spazio di stato a particella singola. Molto spesso per la loro difficoltà di risoluzione si ricercano soluzioni approssimate all'equazione di Boltzmann che dipendono sia dall'ambito di utilizzo che dalle condizioni del sistema considerato. L'equazione fu concepita nel 1872 per descrivere le dinamiche di un gas ideale, tuttavia, una delle applicazioni più rilevanti sono le equazioni di bilancio, di cui un caso particolare senza sorgente sono le equazioni di conservazione.

CronologiaModifica

 
La tomba di Ludwig Boltzmann a Vienna (Zentralfriedhof)
1844 Nato a Vienna da un impiegato delle imposte e dalla figlia di un ricco mercante
1862 Ginnasio a Linz
1863 Università (fisica) a Vienna
1866 Dottorato con Josef Stefan
1867 Assistente di Josef Stefan
1869 Cattedra di Fisica a Graz
1873 Cattedra di Matematica a Vienna
1876 Matrimonio con Henriette von Aigentler (2 figli + 3 figlie)
1878 Preside di Facoltà
1885 Membro dell'Accademia Imperiale delle Scienze (Austria)
1887 Rettore a Graz
1888 Consigliere del Governo
1889 Consigliere di Corte
1890 Cattedra di Fisica Teorica a Monaco
1893 Cattedra di Fisica Vienna
1894 Dottore honoris causa a Oxford
1895 Socio straniero dell'Accademia dei Lincei
1899 Viaggio negli USA (laurea honoris causa nel Massachusetts)
1900 Cattedra di Fisica Teorica a Lipsia
1900 Cattedra di Fisica Teorica a Vienna
1901 Crociera nel Mediterraneo
1904 Visita l'Esposizione Internazionale di St. Louis (USA)
1906 Si impicca a Duino (Trieste), mentre era in vacanza estiva con la famiglia. I motivi del suicidio sono incerti. Tra quelli ipotizzati: disturbo bipolare,[5] malattie (quasi cecità, gastroenteriti, mal di testa, asma), morte prematura del primogenito, superlavoro, oppositori scientifici (Ernst Mach).

Fu sepolto a Vienna nel Zentralfriedhof. Sulla sua tomba è incisa l'epigrafe: "S = k log W " (con S entropia, k la costante di Boltzmann, e W la molteplicità dei microstati). Nel 2014, nella ricorrenza del 170esimo anniversario della sua nascita, è stata apposta una targa all'esterno dell'edificio Ples di Duino, dove il fisico si impiccò.[6]

Tra le persone che hanno influenzato o che sono state influenzate da Boltzmann ricordiamo:

OnorificenzeModifica

  Medaglia dell'Ordine di Massimiliano per le Scienze e le Arti (Regno di Baviera)
— 1899

NoteModifica

  1. ^ Cfr. la prefazione di Giovanni Gallavotti a C. Cercignani, Ludwig Boltzmann e la meccanica statistica, La Goliardica Pavese, Pavia, 1997, pp. I-X.
  2. ^ Cfr. G. Gallavotti, cit..
  3. ^ Franco Selleri e Valerio Tonini, Dove va la scienza: la questione del realismo, EDIZIONI DEDALO, 1990, ISBN 9788822001894. URL consultato il 15 agosto 2019.
  4. ^ (EN) Cratere Boltzmann, su Gazetteer of Planetary Nomenclature.
  5. ^ (EN) Articolo da Mlahanas.de Archiviato il 30 settembre 2007 in Internet Archive.
  6. ^ Articolo da Il Piccolo

BibliografiaModifica

  1. Ludwig Boltzmann, Fisica e probabilità (a cura di Massimiliano Badino), Edizioni Melquìades, Milano 2005.
  2. Ludwig Boltzmann , Scritti divulgativi (a cura di Carlo Cercignani), Universale Bollati Boringhieri, 1999.
  3. Carlo Cercignani, Ludwig Boltzmann e la meccanica statistica, La Goliardica Pavese, 1997 ISBN 8878302635.
  4. David Lindley, Gli atomi di Boltzmann, Bollati Boringhieri, 2002.
  5. G. Mussardo, E. Agapito, P. Scudo, Ludwig Boltzmann. Il genio del disordine, MediaScienza, 2007

Voci correlateModifica

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