奧地利著名物理學家——路德維希·玻爾茲曼

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Hello!大家好！【物理人生】又跟大家見面了，今天小物為大家介紹一位奧地利著名物理學家——路德維希·玻爾茲曼（Ludwig Edward Boltzmann）

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人物簡介

路德維希·玻爾茲曼生於維也納，卒於義大利的杜伊諾，1866年獲維也納大學博士學位，歷任格拉茨大學、維也納大學、慕尼黑大學和萊比錫大學教授。他發展了麥克斯韋的分子運動類學說，把物理體系的熵和概率聯繫起來，，闡明了熱力學第二定律的統計性質，並引出能量均分理論（麥克斯韋-波爾茲曼定律)。他首先指出，一切自發過程，總是從概率小的狀態向概率大的狀態變化，從有序向無序變化。

1877年，波爾茲曼又提出，用「熵」來量度一個系統中分子的無序程度，並給出熵S與無序度Ω（即某一個客觀狀態對應微觀態數目，或者說是宏觀態出現的概率）之間的關係為S=k lnΩ。這就是著名的波爾茲曼公式，其中常數 k=1.38×10-23 J/K 稱為波爾茲曼常數。他最先把熱力學原理應用於輻射，導出熱輻射定律，稱斯忒藩-波爾茲曼定律。

名人名言

「如果對於氣體理論的一時不喜歡而把它埋沒，對科學將是一個悲劇；例如：由於牛頓的權威而使波動理論受到的待遇就是一個教訓。我意識到我只是一個軟弱無力的與時代潮流抗爭的個人，但仍在力所能及的範圍內做出貢獻，使得一旦氣體理論復甦，不需要重新發現許多東西。」—— 玻爾茲曼

—— 玻爾茲曼

研究範圍

玻耳茲曼推廣了J.C.麥克斯韋的分子運動理論而得到有分子勢能的麥克斯韋-玻耳茲曼分布定律。他進而在1872年從更廣和更深的非平衡態的分子動力學出發而引進了分子分布的H函數，從而得到H定理，這是經典分子動力論的基礎。從此，宏觀的不可逆性、熵S及熱力學第二定律就得以用微觀幾率態數W來說明其統計意義了，特別是他引進玻耳茲曼常量k而得出S=lnW的關係式。他又從熱力學原理導得了斯忒藩直接從實驗得出的斯忒藩-玻耳茲曼黑體輻射公式u=σT4（u為輻射密度；T為絕對溫度；σ為一普適常數）。他大力支持與宣傳了麥克斯韋的電磁理論，並測定介質的折射率和相對介電常量與磁導率的關係，證實麥克斯韋的預言。作為一位堅決的唯物論者，玻耳茲曼深信分子與原子的存在而反對以F.W.奧斯特瓦爾德為首的否認原子存在的唯能論者。因孤立感與疾病纏身在義大利杜伊諾自殺。

玻爾茲曼的一生頗富戲劇性，他獨特的個性也一直吸引著人們的關注。有人說他終其一生都是一個「鄉巴佬」，他自己要為一生的不斷搬遷和無間斷的矛盾衝突負責，甚至他以自殺來結束自己輝煌一生的方式也是其價值觀衝突的必然結果。也有人說，玻爾茲曼是當時的費曼。他講課極為風趣、妙語連篇，課堂上經常出現諸如「非常大的小」之類的話語。幽默是他的天性，但他性格中的另一面——自視甚高與極端不自信的奇妙結合——對這位天才的心靈損害極大。