LUDWIG BOLTZMANN: BIOGRAFIA E CONTRIBUIÇÕES - CIÊNCIA - 2024

Ludwig Boltzmann (1844-1906) foi um cientista austríaco considerado o pai da mecânica estatística. Suas contribuições no campo da ciência foram várias; Equação e princípio de Boltzmann, mecânica estatística ou o H.

Por suas contribuições e ideias pioneiras, seu sobrenome é amplamente conhecido, não só entre a comunidade científica, mas também pela sociedade em geral. Existem ainda várias obras artísticas e monumentos em sua homenagem que celebram suas contribuições.

Retrato do cientista Ludwig Boltzmann

O trabalho de Boltzmann complementou trabalhos científicos de grande importância, como os realizados por Maxwell. Suas contribuições tiveram até grande influência no trabalho de Albert Einstein.

Os trabalhos de Boltzmann desenvolveram-se principalmente na física, porém publicou também trabalhos relacionados a outras áreas, como ciências da vida e filosofia da ciência.

Biografia

Ludwig Boltzmann nasceu em 20 de fevereiro de 1844 na Áustria, na cidade de Viena. Naquela época, esta área fazia parte do Império Austro-Húngaro. A família de Ludwig caracterizou-se por ser rica, o que lhe permitiu ter a possibilidade de ter uma boa educação.

Além dos bens da família, Ludwig também tinha uma modesta fortuna herdada de seu avô; Isso o ajudou a pagar seus estudos sem nenhuma dificuldade.

Aos 15 anos, Ludwig ficou órfão, então essa herança de seu avô serviu ainda mais para ele depois de ficar sem pai em uma idade jovem.

Estudos

O primeiro treinamento de Boltzmann foi na cidade de Linz, no norte da Áustria, para onde a família havia se mudado.

Os registros históricos têm mostrado que, desde a infância, Ludwig Boltzmann se caracterizou por ser extremamente curioso, além de muito interessado em aprender, com grande ambição e, às vezes, com atitudes inquietas e ansiosas.

Posteriormente, ingressou na Universidade de Viena, onde recebeu ensinamentos de figuras ilustres como o físico Josef Stephan, o matemático József Miksa Petzval e o físico e matemático Andreas von Ettingshausen.

Ele se formou nesta universidade em 1866; o tutor da tese de doutorado de Boltzmann foi precisamente Josef Stephan, com quem trabalhou mais tarde. Este trabalho com Stephan durou 3 anos, de 1867 a 1869, e naquela época eles se concentraram na análise das perdas de energia experimentadas pelos elementos quentes.

Estágio de ensino

A partir de 1869, Ludwig Boltzmann se dedicou a lecionar na Universidade de Graz, a segunda maior universidade da Áustria. Nessa universidade deu aulas de física teórica. Paralelamente, Boltzmann continuou seu treinamento nas cidades alemãs de Berlim e Heidelberg.

Boltzmann lecionou na Universidade de Graz até 1873, ano em que começou a ensinar matemática na Universidade de Viena. Retornou a Graz três anos depois, em 1876, época em que já era reconhecido no campo da ciência como resultado de uma série de trabalhos publicados e várias investigações.

Estatística de Maxwell-Boltzmann

Uma das investigações mais destacadas da época foi a estatística de Maxwell-Boltzmann, desenvolvida por ele e Maxwell em 1871.

Em 1894, ele retornou à Universidade de Viena para trabalhar como professor de física teórica. Naquela época, Boltzmann foi forçado a interagir com Ernst Mach, um físico e filósofo com quem Boltzmann tinha profundas diferenças.

Tantos eram os problemas que existiam entre esses dois cientistas, que Boltzmann decidiu ir a Leipzig para evitar o contato com Mach.

Ernst Mach deixou seu trabalho de ensino na Universidade de Viena em 1901 por motivos de saúde; portanto, Boltzmann voltou em 1902 e não só obteve novamente a opção de lecionar aulas de física teórica, mas também assumiu as rédeas da cadeira de história e filosofia da ciência, disciplina anteriormente ministrada por Mach.

Hipótese sobre o átomo

Ao retornar à Universidade de Viena, Boltzmann começou a divulgar seu apoio à hipótese da existência do átomo. Essa consideração foi amplamente criticada pela comunidade científica; Entre os críticos mais ferrenhos estava Ernst Mach.

As críticas constantes que recebia por seu trabalho tiveram um efeito muito desfavorável em Boltzmann, que segundo os registros históricos não parece ter tido um caráter calmo.

Em vez disso, Boltzmann parece ter sido um homem com reações intensas e extremas, podendo provar ser extrovertido e amigável e, em outras ocasiões, muito introvertido e sujeito à depressão.

Um dos aspectos mais criticados das declarações de Boltzmann foi que esse cientista determinou que a segunda lei da termodinâmica, relacionada à entropia, era essencialmente de natureza estatística.

Este fato implicou que diversos cenários pudessem ser gerados em decorrência das oscilações, o que daria origem a resultados não previstos nesta lei.

Os críticos de Boltzmann indicaram que não fazia sentido vincular o campo estatístico às leis da termodinâmica, pois consideravam que as leis eram questões absolutas e não podiam aceitar que essa lei fundamental tivesse características variáveis.

Morte

A pressão decorrente das fortes e constantes críticas feitas a Boltzmann fez com que ele decidisse se suicidar. Em 1906 ele estava de férias com sua família na cidade de Duino, localizada bem perto de Trieste.

Enquanto sua esposa e filhos estavam no mar, aproveitando as férias, Ludwig Boltzmann se enforcou na casa de verão.

Causas

Vários historiadores determinaram que as causas de seu suicídio estavam intimamente relacionadas ao fato de que a comunidade científica não reconheceu sua pesquisa como verdadeira.

Diz-se que Boltzmann tem um compromisso claro e marcado com a verdade. Parte do que mais o afetou foi o fato de ter descoberto uma verdade sobre a existência do átomo, e testemunhado como a sociedade de sua época não valorizava essa descoberta, que ele antecipou poderia ser essencial para a geração atual e para muitas gerações futuras.

O fato de a tradição ser mais importante na estrutura de uma sociedade, em vez de inovações derivadas de novos conceitos transcendentais para a época, deixou Botlzmann deprimido.

Outros historiadores indicam que as causas da morte de Boltzmann também incluíram outros elementos, uma vez que esse cientista apresentava certas características que denotavam instabilidade e desequilíbrio em muitas de suas ações.

Logo após sua morte, membros dessa comunidade científica começaram a gerar evidências que corroboravam os conceitos desenvolvidos por Boltzmann, ao mesmo tempo em que lhe rendiam reconhecimento científico por suas contribuições. Isso aconteceu apenas dois anos depois da morte de Boltzmann.

Foram especificamente os estudos do físico-químico Jean Perrin que confirmaram a veracidade da constante de Boltzmann, em homenagem ao cientista, que relaciona energia com temperatura absoluta. Isso foi o suficiente para convencer a comunidade científica da existência de átomos.

Principais contribuições

Equação de Boltzmann

A contribuição mais reconhecida de Ludwig Boltzmann é a abordagem da equação que leva seu nome: A equação de Boltzmann. Essa equação foi proposta originalmente em 1870 e mais tarde passou por alguns desenvolvimentos.

A equação, baseada nas noções de átomos e moléculas, definia a probabilidade de encontrar as moléculas em um determinado estado.

Com o desenvolvimento posterior, a equação tornou-se útil para calcular o equilíbrio potencial em espécies de íons e para descrever mudanças conformacionais de moléculas biológicas.

Mecânica estatística

Alguns autores afirmam que Boltzmann foi a primeira pessoa a realmente aplicar a estatística no estudo dos gases.

Graças a isso, eles consideram que os estudos de teoria cinética tornaram-se estudos de mecânica estatística.

Por esta contribuição, Boltzmann é reconhecido por muitos como o pai da mecânica estatística.

Esta disciplina tornou possível estudar as propriedades de materiais e objetos macroscópicos a partir das propriedades de seus átomos e moléculas.

Entropia e princípio de Boltzmann

Embora o conceito de entropia tenha sido introduzido por Rudolf Clausius em 1865, Boltzmann trouxe a noção de entropia para a vida cotidiana.

Em 1877, Boltzmann indicou que a entropia é uma medida da desordem do estado de um sistema físico.

Sob este conceito, Boltzmann formulou uma equação para a entropia conhecida como princípio de Boltzmann.

Filosofia da ciência

As contribuições de Boltzmann para o desenvolvimento da filosofia da ciência também são amplamente reconhecidas.

Muitas de suas ideias neste campo foram coletadas em seu texto "Escritos Populares" publicado em 1905.

Boltzmann tratou de tópicos filosóficos muito variados dentro da ciência. Entre eles, ele discutiu termos como realismo e idealismo. Também critico filósofos renomados como Kant e Hegel.

Boltzmann acreditava firmemente que a filosofia poderia ajudar a ciência a não fazer perguntas inúteis. Por isso Boltzmann se autodenomina realista, embora muitos outros o identifiquem como pertencente à corrente materialista.

Referências

1. Brown HR Myrvold W. Uffink J. Boltzmann's H-teorema, seus descontentamentos e o nascimento da mecânica estatística. Estudos em História e Filosofia da Física Moderna. 2009; 40 (2): 174–191.
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5. Swendsen RH Notas de rodapé para a história da mecânica estatística: nas palavras de Boltzmann. Physica A: Mecânica Estatística e suas Aplicações. 2010; 389 (15), 2898-2901.
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