|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Twierdzenie Asha. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe Ludwig Boltzmann, autor „twierdzenia jesionowego”, był bez wątpienia największym naukowcem i myślicielem, jaki Austria dała światu. Już za życia Boltzmann, mimo pozycji wyrzutka w kręgach naukowych, był uznawany za wielkiego naukowca, zapraszano go na wykłady w wielu krajach. A jednak niektóre z jego pomysłów do dziś pozostają tajemnicą. Sam Boltzmann pisał o sobie: „Ideą, która wypełnia mój umysł i działanie jest rozwój teorii”. A Max Laue wyjaśnił później ten pomysł w następujący sposób: „Jego ideałem było połączenie wszystkich teorii fizycznych w jeden obraz świata”.Ludwig Eduard Boltzmann urodził się w Wiedniu 20 lutego 1844 roku. Ludwig studiował znakomicie, a matka wspierała jego różnorodne zainteresowania, dając mu wszechstronne wychowanie. W 1863 roku Boltzmann wstąpił na Uniwersytet Wiedeński, gdzie studiował matematykę i fizykę. Wtedy elektrodynamika Maxwella była najnowszym osiągnięciem fizyki teoretycznej. Nic dziwnego, że pierwszy artykuł Ludwiga był również poświęcony elektrodynamice. Jednak już w swojej drugiej pracy, opublikowanej w 1866 roku w artykule „O mechanicznym znaczeniu drugiej zasady termodynamiki”, gdzie wykazał, że temperatura odpowiada średniej energii kinetycznej cząsteczek gazu, określono zainteresowania naukowe Boltzmanna. Jesienią 1866 roku, na dwa miesiące przed doktoratem, Boltzmann został przyjęty do Instytutu Fizyki jako adiunkt. W 1868 roku Boltzmann otrzymał prawo wykładania na uniwersytetach, a rok później został profesorem zwyczajnym fizyki matematycznej na Uniwersytecie w Grazu. W tym okresie, oprócz rozwijania swoich pomysłów teoretycznych, zajmował się również eksperymentalnymi badaniami związku między stałą dielektryczną a współczynnikiem załamania w celu uzyskania potwierdzenia zunifikowanej teorii elektrodynamiki i optyki Maxwella. Na swoje eksperymenty dwukrotnie wziął krótki urlop z uniwersytetu, aby pracować w laboratoriach Bunsena i Königsbergera w Heidelbergu i Helmholtz i Kirchhoffa w Berlinie. Wyniki tych badań opublikowano w latach 1873-1874. Boltzmann brał również czynny udział w planowaniu nowego Laboratorium Fizycznego w Grazu, którego został dyrektorem w 1876 roku. Już w 1871 roku Boltzmann zwrócił uwagę, że drugie prawo termodynamiki można wyprowadzić jedynie z mechaniki klasycznej przy użyciu teorii prawdopodobieństwa. W 1877 roku w Vienna Communications on Physics ukazał się słynny artykuł Boltzmanna na temat związku między entropią a prawdopodobieństwem stanu termodynamicznego. Naukowiec wykazał, że entropia stanu termodynamicznego jest proporcjonalna do prawdopodobieństwa tego stanu i że prawdopodobieństwa stanów można obliczyć na podstawie stosunku liczbowych charakterystyk rozkładów cząsteczek odpowiadających tym stanom. Procesy nieodwracalne w przyrodzie, według Boltzmanna, to procesy przejścia od stanu mniej prawdopodobnego do bardziej prawdopodobnego. Przejścia odwracalne nie są możliwe, ale mało prawdopodobne. Dlatego entropia musi być również powiązana z prawdopodobieństwem danego stanu układu. To powiązanie ustalił Boltzmann w swoim tak zwanym twierdzeniu H. „Twierdzenie Asha” stało się szczytem doktryny Boltzmanna o wszechświecie. Formuła tego początku została później wyryta jako epitafium na pomniku nad jego grobem. Formuła ta jest w istocie bardzo podobna do prawa doboru naturalnego. Karol Darwin. Tylko „twierdzenie Asha” Boltzmanna pokazuje, jak rodzi się i przebiega „życie” samego Wszechświata. „Tak jak równania różniczkowe reprezentują tylko matematyczną metodę obliczeń, a ich prawdziwe znaczenie”, pisze Boltzmann, „można zrozumieć tylko za pomocą reprezentacji opartych na dużej skończonej liczbie elementów, wraz z ogólną termodynamiką, bez umniejszania jej znaczenie, którego nigdy nie można zachwiać, rozwój mechanicznych reprezentacji, które czynią ją wizualną, przyczynia się do pogłębienia naszej wiedzy o przyrodzie i nie wbrew, ale właśnie dlatego, że nie pokrywają się one we wszystkich punktach z ogólną termodynamiką, otwierają możliwość nowych punktów widzenia. Te nowe punkty widzenia są takie, że przejścia systemu z jednego stanu do drugiego są zgodne z prawami teorii prawdopodobieństwa. „Wprowadzenie teorii prawdopodobieństwa do rozważań nad układami mechanicznymi (a cząstki ciała w teorii Boltzmanna są posłuszne prawom mechaniki”, pisze w swojej książce P.S. Kudryavtsev, „wydaje się sprzecznością. Dynamiczna regularność, z którą ma do czynienia mechanika wydawało się tak zdecydowane, że Laplace wierzył, że gdyby umysł miał dostęp do wiedzy o położeniu wszystkich cząstek Wszechświata w danym momencie i sił działających między nimi, to gdyby miał zdolność matematycznego przetwarzania tych danych, byłby w stanie przewidzieć z całą pewnością przyszłości Wszechświata, a także zobaczyć jego przeszłość. Jak prawa mechaniki w teorii kinetycznej prowadzą do statystyki? Boltzmann odpowiada na to pytanie: przyczyna statystyki tkwi w samej mechanice, w warunkach początkowych. Znikoma chropowatość ścian naczynia, o które zderzają się molekuły gazu, wystarczy, by wprowadzić chaos w pierwotny porządek, gdyby miał mieć miejsce. Prawa zachowania w zderzeniu dwóch cząsteczek pozostawiają pełen zakres dla kierunków prędkości po zderzeniu. Wszystko to prowadzi do tego, że właśnie dzięki mechanicznym oddziaływaniom cząsteczek ich uporządkowany ruch staje się nieprawdopodobny, a chaotyczny najbardziej prawdopodobny. Rozwój tego sposobu myślenia doprowadził Boltzmanna do nowego punktu widzenia na drugą zasadę termodynamiki. Boltzmann formułuje to prawo w następujący sposób: „Kiedy dowolny układ ciał pozostawi się samemu sobie i nie podlega działaniu innych ciał, wówczas zawsze można wskazać kierunek, w którym nastąpi każdorazowa zmiana stanu”. Kierunek ten można scharakteryzować zmianą jakiejś funkcji stanu – entropii, która zmienia się wraz ze zmianą stanu układu w kierunku wzrostu. Stąd wniosek, że „każdy zamknięty układ ciał dąży do pewnego stanu końcowego, dla którego entropia będzie maksymalna!” Jak pogodzić tę orientację z odwracalnością równań mechaniki? Czy przyroda rzeczywiście zbliża się do swego naturalnego kresu – „śmierci termicznej” z nieubłaganym losem? Boltzmann jako pierwszy podał statystyczną interpretację drugiego prawa i ujawnił jego probabilistyczny charakter. Nie ma sprzeczności między odwracalnością równań mechaniki a nieodwracalnością procesów w zamkniętym układzie mechanicznym. Wyobraź sobie bęben wypełniony w połowie białymi iw połowie czarnymi kulkami, jedna na drugiej. Jeśli bęben zostanie wprawiony w ruch obrotowy, wówczas, dzięki prawom mechaniki, kulki będą się mieszać, a na końcu kulki białe i czarne mieszają się równomiernie, dając taką samą „wariegację” w całej objętości. Zbieranie piłek przeszło z mniej prawdopodobnego stanu do bardziej prawdopodobnego. Niemiecki fizyk Clausius wyciągnął wnioski z drugiej zasady termodynamiki o nieuchronności śmierci cieplnej. Te myśli przyjęło nie tylko wielu fizyków, ale przede wszystkim filozofów, którzy otrzymali potężne, pozornie niezaprzeczalne argumenty na rzecz idealistycznych koncepcji początku i końca świata, w tym na rzecz empiriokrytyki, nauk E. Macha i „energetyczne” nauki W. Ostwalda. Niezłomny Ludwig Boltzmann oświadczył w swoim twierdzeniu Asha: "Śmierć cieplna to blef. Nie przewiduje się końca świata. Energie, jak wierzą Ostwaldowie, ale z atomów i cząsteczek, a druga zasada termodynamiki nie powinna być stosowana do jakiś rodzaj „eteru”, substancji spirytusowej lub energetycznej, ale do określonych atomów i cząsteczek. Wokół „twierdzenia Asha” Ludwiga Boltzmanna dyskusje natychmiast zaogniły się nie mniej intensywnie niż w przypadku śmierci cieplnej. „Teoremat popiołu” i wysunięta na jego podstawie hipoteza o fluktuacjach zostały przeanalizowane z całą starannością i skrupulatnością i, zgodnie z oczekiwaniami, znaleźli ziejące, niewybaczalne, wydawałoby się, wady tak wielkiego naukowca jak Boltzmann. Okazało się, że jeśli przyjmujemy hipotezę Boltzmanna za prawdziwą, to musimy przyjąć dla wiary takie potworne założenie, które nie mieści się w żadnych ramach zdrowego rozsądku: prędzej czy później, a raczej już teraz, gdzieś we Wszechświecie musi być procesy w kierunku przeciwnym do kierunku drugiego prawa, czyli ciepło musi przemieszczać się z ciał zimniejszych do ciał cieplejszych! Czy to nie absurdalne. Boltzmann bronił tego „absurdu”, był głęboko przekonany, że taki przebieg rozwoju Wszechświata jest najbardziej naturalny, gdyż jest nieuniknioną konsekwencją jego budowy atomowej. Jest mało prawdopodobne, aby „twierdzenie Asha” zyskało taką sławę, gdyby zostało przedstawione przez innego naukowca. Ale zaproponował go Boltzmann, który potrafił nie tylko zobaczyć świat ukryty przed innymi za kurtyną, ale potrafił go bronić z całą pasją geniusza uzbrojonego w fundamentalną wiedzę zarówno z fizyki, jak i filozofii. Punktem kulminacyjnym dramatycznych wydarzeń między fizykiem materialistycznym a machistami najwyraźniej należy uznać zjazd przyrodników w Lubece w 1895 roku, na którym Ludwig Boltzmann stoczył zażartą bitwę swoim wrogim przyjaciołom. Wygrał, ale w efekcie po zjeździe poczuł wokół siebie jeszcze większą pustkę. W 1896 roku Boltzmann napisał artykuł „O nieuchronności atomistyki w naukach fizycznych”, w którym podniósł matematyczne zastrzeżenia do energetyzmu Ostwalda. Do 1910 roku samo istnienie atomistyki było stale zagrożone. Boltzmann walczył sam i bał się, że dzieło jego życia zostanie zapomniane. W końcu Boltzmann nie wytrzymał kolosalnego stresu, wpadł w głęboką depresję i 5 września 1906 popełnił samobójstwo. Szkoda, że nie dożył zmartwychwstania atomizmu i umarł z myślą, że wszyscy zapomnieli o teorii kinetycznej. Jednak wiele pomysłów Boltzmanna znalazło już swoje rozwiązanie w tak niesamowitych odkryciach, jak ultramikroskop, efekt Dopplera, silniki turbin gazowych i uwalnianie energii jądra atomowego. A to wszystko są tylko oddzielne konsekwencje budowy atomowej świata. Autor: Samin D.K.
▪ Chromosomalna teoria dziedziczności
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Karty pamięci Kingmax z zapisem 4K2K ▪ Tomograf jest bardziej wydajny niż wariograf ▪ Odbiornik radiowy VICTOR RA-BF3 z systemem opóźnienia dźwięku
▪ sekcja serwisu Wzmacniacze niskich częstotliwości. Wybór artykułu ▪ Artykuł z czasów zimnej wojny. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Sekretarz Techniczny. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Złocenie metali. Proste przepisy i porady
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony