玻耳兹曼的坟墓

物理学家的墓志铭最终证实了他动荡的职业生涯。

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维也纳最大和最这里是著名的墓地,是许多重要的欧洲人最后安息的地方。这个墓地有一个特别著名的作曲家选区:贝多芬、勃拉姆斯、勋伯格、舒伯特和施特劳斯家族都葬在那里。然而,最有趣的墓地可能是路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann),这位奥地利物理学家以对统计力学和热力学的贡献而闻名。虽然他的墓碑肯定不是最宏伟的,但有趣的是它简单而独特的铭文:S = k log W.玻尔兹曼一生都在捍卫他的这个方程,但在他能看到实验验证他的想法之前就自杀了。

路德维希·玻尔兹曼是个特别的人。他的情绪波动很大,导致他的许多私人关系都充满了动荡。有人猜测这位物理学家患有躁郁症,他自己也开玩笑说,他的喜怒无常一定是因为他出生在狂欢节和圣灰星期三之间的晚上。

无论是什么原因导致了他的行为,玻尔兹曼在他的职业生涯中遇到了许多困难。更糟糕的是,这位物理学家的大多数观点在当时都是极具争议的。毫不奇怪,玻尔兹曼在科学界有很多反对者,他的工作在物理界经常受到批评。

首先,玻尔兹曼是原子理论的直言不讳的倡导者,该理论认为物质是由称为原子的离散单位组成的。他的所有理论都以原子和分子的存在为前提,但即使在19世纪后期,许多物理学家也拒绝接受物质存在基本组成部分的观点。在反对者的心目中,物质可以被分成任意小的量。

玻尔兹曼理论的核心是自然可以用统计学来描述。他关于力学和热力学的统计概念为微观世界和宏观世界的联系提供了一个框架。玻尔兹曼断言,原子和分子的单个性质可以用来解释材料的整体性质,如热、能和功。

威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)可能是玻尔兹曼最大的敌人,他经常挑战这位物理学家思想的统计基础。在1895年的一场特别激烈的辩论中,奥斯特瓦尔德否定了玻尔兹曼关于任何现象都可以用合适的方程来解释的观点:“自然现象的实际不可逆性因此证明了不能用机械方程来描述的过程的存在,由此对科学唯物主义的裁决得到了解决。”尽管玻尔兹曼在这种情况下得到了相当大的支持,但他在生命的最后几年里继续捍卫自己的工作,免受持续不断的攻击。

1906年,玻尔兹曼在与家人度假时因抑郁和健康状况不佳上吊自杀。他行为的真正动机尚不清楚,但他的自杀通常被认为是由于潜在的精神疾病和他的工作缺乏接受度。仅仅几年后,让·巴蒂斯特·佩兰(Jean Baptiste Perrin)对布朗运动的实验验证解决了关于原子理论长达一个世纪的争论,从而证实了玻尔兹曼的事业。

他墓碑上的公式,S = k log W,是粒子系统的熵方程。它指出,熵可以被视为系统“无序”的度量,它只取决于常数k(现在称为玻尔兹曼常数)和可能的“微观状态”w的数量。微观状态本质上描述了系统中粒子的位置和动量的配置。

尽管玻尔兹曼的职业生涯坎坷,但他将作为他那个时代最重要的物理学家之一被人们铭记。除了对统计力学和热力学的贡献外,他还是第一个认识到詹姆斯·克拉克·麦克斯韦电磁理论重要性的人之一,并且通过提出原子的能级可能是离散的,可以说是预测了量子力学。

三思而后行

游客可以乘坐71路和6路电车、171路公共汽车和S7号火车(Schnellbahn)到达墓地。有车的游客要收取停车费。路德维希·玻尔兹曼的埋葬地点是14C组的1号坟墓,就在你到达总统地窖之前的右边。



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