Рождение и образование
Людвиг Эдуард Больцман родился 20 февраля 1844 года в Вене, Австрийская империя, в семье служащего налоговой службы. В детстве семья переехала в Вельс, затем в Линц, где он окончил гимназию с отличием. В 1863 году поступил в Венский университет, изучал физику и математику под руководством Йозефа Стефана и Иоганна Лошмидта. В 1866 году защитил докторскую диссертацию, посвящённую термодинамике. В 1867 году стал приват-доцентом, а затем ассистентом Стефана. Уже в ранние годы проявил интерес к молекулярной физике и начал формировать основы статистического подхода к термодинамике.
Начало научной карьеры
В 1869 году Больцман получил должность профессора математической физики в Граце, где читал курс высшей математики. В 1873–1876 годах работал профессором математики в Венском университете, затем вернулся в Грац как профессор экспериментальной физики. В этот период он активно занимался исследованиями в области электромагнетизма, диэлектрических свойств веществ и оптики. Его труды охватывали механику, гидродинамику, теорию упругости и термодинамику. Он стремился объединить физические теории в единую систему, закладывая основы статистической физики и молекулярно-кинетической теории.
Статистическая механика и термодинамика
Наибольший вклад Больцман внёс в развитие статистической механики. В 1872 году он вывел основное кинетическое уравнение газов и сформулировал Н-теорему, утверждающую необратимость процессов. Он установил связь между энтропией и вероятностью состояния системы, доказав статистический характер второго начала термодинамики. В 1884 году теоретически вывел закон теплового излучения, позже подтверждённый экспериментально Стефаном – ныне известный как закон Стефана–Больцмана. Его формула распределения молекул по скоростям стала основой классической статистической физики и широко применяется в современной науке.
Поздние годы и признание
С 1889 по 1894 год Больцман занимал кафедру теоретической физики в Мюнхене, затем работал в Вене и Лейпциге. В 1902 году вернулся в Вену, где продолжал преподавание и научную деятельность. Он был членом Венской академии наук, иностранным членом Лондонского королевского общества, Петербургской и Парижской академий. Среди его учеников – Пауль Эренфест и Мария Смолуховская. Больцман активно защищал атомистическую теорию, подвергавшуюся критике. Его лекции и публикации оказали влияние на развитие физики XX века. Он также интересовался философией науки, стремясь к синтезу научного знания и мировоззрения.
Смерть и память
Людвиг Больцман скончался 5 сентября 1906 года в Дуино, Австро-Венгрия, ныне территория Италии. Причиной смерти стало самоубийство, вызванное депрессией и научными спорами. Похоронен в Вене на Центральном кладбище. На его надгробии выгравирована формула энтропии – S = k·lnW, символизирующая его вклад в науку. Его труды стали фундаментом для квантовой механики и теории информации. Больцман признан одним из основателей современной физики, его имя носит постоянная Больцмана и множество научных терминов. Его наследие продолжает влиять на физику, математику и философию науки.
