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玻尔兹曼

玻尔兹曼
路德维希•玻尔兹曼(Ludwig Edward Boltzmann 1844.2.20-1906.9.5),热力学和统计物理学的奠基人之一。  
生于维也纳,卒于意大利的杜伊诺,1866年获维也纳大学博士学位,历任格拉茨大学、维也纳大学、慕尼黑大学和莱比锡大学教授。他发展了麦克斯韦的分子运动类学说,把物理体系的熵和概率联系起来,阐明了热力学第二定律的统计性质,并引出能量均分理论(麦克斯韦-波尔兹曼定律)。他首先指出,一切自发过程,总是从概率小的状态向概率大的状态变化,从有序向无序变化。1877年,波尔兹曼又提出,用“熵”来量度一个系统中分子的无序程度,并给出熵S与无序度W(即某一个客观状态对应微观态数目,或者说是宏观态出现的概率)之间的关系为S=k㏒W。这就是著名的波尔兹曼公式,其中常数 k=1.38×10^(-23) J/K 称为波尔兹曼常数。他最先把热力学原理应用于辐射,导出热辐射定律,称斯忒藩-波尔兹曼定律。他还注重自然科学哲学问题的研究,著有《物质的动理论》等。作为哲学家,他反对实证论和现象论,并在原子论遭到严重攻击的时刻坚决捍卫它。
玻尔兹曼与奥斯特瓦尔德之间发生的“原子论”和“唯能论”的争论,在科学史上非常著名。按照普朗克的话来说,“这两个死对头都同样机智,应答如流;彼此都很有才气”。当时,双方各有自己的支持者。奥斯特瓦尔德的“后台”是不承认有“原子”存在的恩斯特•马赫。由于马赫在科学界的巨大影响,当时有许多著名的科学家也拒绝承认“原子”的实在性。后来大名鼎鼎的普朗克站在玻尔兹曼一边,但由于普朗克当时名气还小,最多只是扮演了玻尔兹曼助手的角色。玻尔兹曼却不承认这位助手的功劳,甚至有点不屑一顾。尽管都反对“唯能论”,普朗克的观点与玻尔兹曼的观点还是有所区别。尤其让玻尔兹曼恼火的是,普朗克对玻尔兹曼珍爱的原子论并没有多少热情。后来,普朗克的一位学生泽尔梅罗(E. Zermelo)又写了一篇文章指出玻尔兹曼的H-定理中的一个严重的缺陷,这就更让玻尔兹曼恼羞成怒。玻尔兹曼以一种讽刺的口吻答复泽尔梅罗,转过来对普朗克的意见更大。即使在给普朗克的信中,玻尔兹曼常常也难掩自己的“愤恨”之情。只是到了晚年,当普朗克向他报告自己以原子论为基础来其推导辐射定律时,他才转怒为喜。
 

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