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BIOGRAPHIES DE GRANDS SCIENTIFIQUES
Boltzmann Ludwig Edouard. Biographie d'un scientifique
Annuaire / Biographies de grands scientifiques
Ludwig Boltzmann était sans aucun doute le plus grand scientifique et penseur que l'Autriche ait donné au monde. Même de son vivant, Boltzmann, malgré la position de paria dans les cercles scientifiques, était reconnu comme un grand scientifique, il était invité à donner des conférences dans de nombreux pays. Et pourtant, certaines de ses idées restent un mystère encore aujourd'hui. Boltzmann lui-même a écrit sur lui-même: "L'idée qui remplit mon esprit et mon activité est le développement de la théorie." Et Max Laue a précisé plus tard cette idée comme suit : "Son idéal était de combiner toutes les théories physiques en une seule image du monde." Ludwig Eduard Boltzmann est né à Vienne le 20 février 1844, juste dans la nuit du dernier jour du mardi gras, à partir duquel le Grand Carême a commencé. Boltzmann avait l'habitude de dire en plaisantant qu'en raison de sa date de naissance, il avait un personnage caractérisé par des transitions brusques de la jubilation au chagrin. Son père, Ludwig Georg Boltzmann, travaillait au ministère impérial des Finances. Il mourut de la tuberculose alors que Ludwig n'avait que quinze ans. Ludwig Boltzmann a étudié avec brio et sa mère a encouragé ses divers intérêts, lui donnant une éducation complète. Ainsi, à Linz, Boltzmann a pris des cours de piano auprès du célèbre compositeur Anton Bruckner. Toute sa vie, il aimait la musique et organisait souvent des concerts chez lui avec des amis. En 1863, Boltzmann entre à l'Université de Vienne, où il étudie les mathématiques et la physique. L'électrodynamique maxwellienne était alors la dernière réalisation de la physique théorique. Il n'est pas surprenant que le premier article de Ludwig ait également été consacré à l'électrodynamique. Cependant, déjà dans son deuxième ouvrage, publié en 1866 dans l'article "Sur la signification mécanique de la deuxième loi de la thermodynamique", où il montrait que la température correspond à l'énergie cinétique moyenne des molécules de gaz, les intérêts scientifiques de Boltzmann étaient déterminés. À l'automne 1866, deux mois avant de recevoir son doctorat, Boltzmann est admis à l'Institut de physique en tant que professeur adjoint. En 1868, Boltzmann obtient le droit de donner des cours dans les universités et, un an plus tard, il devient professeur ordinaire de physique mathématique à l'Université de Graz. Au cours de cette période, en plus de développer ses idées théoriques, il s'est également engagé dans des études expérimentales de la relation entre la constante diélectrique et l'indice de réfraction afin d'obtenir la confirmation de la théorie unifiée de Maxwell sur l'électrodynamique et l'optique. Pour ses expériences, il s'absente à deux reprises de l'université pour travailler dans les laboratoires de Bunsen et Königsberger à Heidelberg et de Helmholtz et Kirchhoff à Berlin. Les résultats de ces études furent publiés en 1873-1874. Boltzmann a également participé activement à la planification du nouveau laboratoire de physique de Graz, dont il est devenu plus tard le directeur. Ce fut l'apogée de l'activité scientifique de Boltzmann. Cependant, il lui manquait un large public, il ressentait le besoin de partager ses idées non seulement avec des étudiants qui écoutaient avec avidité le jeune brillant professeur, mais aussi avec ses confrères scientifiques. Et Graz était une ville trop petite pour cela. C'est pourquoi, en 1873, Ludwig Boltzmann retourna à Vienne comme professeur de mathématiques. Peu de temps avant de partir, il rencontre sa future épouse, Henriette von Eigentler. La popularité de Boltzmann à Vienne était incroyable. Pour ses conférences, les publics les plus larges étaient toujours choisis, le plus souvent des salles de réunion. Et pourtant, tous ceux qui voulaient entrer ne pouvaient pas. Avant le début de la conférence, les ministres ont apporté trois tableaux noirs. Le plus grand a été placé au centre et deux plus petits - sur les côtés. Et Boltzmann est sorti. Grand, la tête massive couronnée de cheveux bruns finement bouclés, les joues larges, la barbe raide et têtue, les yeux profondément cachés sous d'épaisses lunettes rondes - riant et triste à la fois, il s'avança vers la chaire, se baissant et gêné par son apparence, son énorme nez rouge à jamais. Il n'a en aucun cas renvoyé les applaudissements. Il se tenait dos au public et attendit le silence dans la salle. Et dans ce silence, il a à peine sorti des mots ordinaires, ennuyeux et obligatoires: "Alors, la dernière fois que nous nous sommes arrêtés ..." Et pendant quinze minutes à haute voix, il a expliqué le contenu de la conférence précédente, écrivant les formules finales sur le plat de gauche dans une belle écriture claire. Et il a lu un cours de quatre ans couvrant la mécanique, l'hydromécanique, la théorie de l'élasticité, l'électricité, le magnétisme, la théorie cinétique des gaz et ... la philosophie. Ayant terminé son dernier cours, il retourna à la chaire, enleva ses lunettes et resta quelques secondes silencieux, la tête baissée. Et tout à coup, dans un silence de mort, des mots ressemblant à une prière ont été entendus : « Pardonnez-moi si, avant de commencer à enseigner, je vous demande quelque chose pour moi personnellement, ce qui est le plus important pour moi : votre confiance, votre disposition, votre amour, dans un mot, la plus grande chose que vous puissiez donner, c'est vous-même… » Et il a commencé à faire la leçon. Son nom était entouré de légendes. Oui, lui-même, avec sa spontanéité enfantine et son enthousiasme pour les choses les plus prosaïques, a abondamment nourri ces légendes anecdotiques. Soudain, un jour, tout Graz fut enthousiasmé par l'incroyable nouvelle : M. le professeur de physique expérimentale acheta personnellement une vache au marché et la conduisit solennellement par une corde à travers toute la ville jusqu'à sa villa. Puis, plaçant "l'animal sacré" avec les honneurs, le professeur de physique se rendit chez le professeur de zoologie, qu'il consulta très longtemps sur le processus de traite. Ou soudain, tôt le matin en hiver, tout Graz a convergé vers la patinoire, où Boltzmann, avec les enfants, maîtrisait le patinage. Mais la passion la plus constante du professeur de physique était la musique. A l'Opéra de Vienne, une loge est définitivement attribuée à Boltzmann et sa famille ; et à la maison, le professeur de physique organisait des soirées quotidiennes de musique de chambre, et lui-même jouait invariablement le rôle au piano. Parmi les travaux réalisés par Boltzmann à Vienne, l'article "Sur la théorie de l'élasticité sous les actions extérieures" (1874), où il a formulé la théorie de la viscoélasticité linéaire, mérite une attention particulière. Il a décrit ce phénomène à l'aide d'équations intégrales, qui sont une contribution importante à la rhéologie théorique. Hélas, le travail administratif, bien plus à Vienne qu'à Graz, était une lourde charge pour le scientifique. Il a été attiré par le Département de physique expérimentale de Graz. Ici, il pourrait avoir son propre laboratoire et donner des conférences sur la physique, et non sur les mathématiques, comme à Vienne. Il y avait moins de bureaucratie à Graz. Mais à côté de ça, Boltzmann allait se marier. Il était très difficile de trouver un appartement convenable à Vienne et sa future épouse était originaire de Graz. En 1876, Boltzmann prit la direction de l'Institut de physique de Graz et resta à ce poste pendant quatorze ans. Dès 1871, Boltzmann soulignait que la deuxième loi de la thermodynamique ne pouvait être dérivée de la mécanique classique qu'en utilisant la théorie des probabilités. En 1877, le célèbre article de Boltzmann sur la relation entre l'entropie et la probabilité d'un état thermodynamique parut dans les Communications de Vienne sur la physique. Le scientifique a montré que l'entropie d'un état thermodynamique est proportionnelle à la probabilité de cet état et que les probabilités d'états peuvent être calculées à partir du rapport entre les caractéristiques numériques des distributions de molécules correspondant à ces états. Autrement dit, si un système suffisamment grand est laissé sans intervention extérieure pendant un temps suffisamment long, alors la probabilité que nous le trouvions après ce temps dans un état d'équilibre est incomparablement plus grande que la probabilité qu'il soit dans n'importe quel état de non-équilibre . Ce soi-disant "théorème des cendres" est devenu le summum de la théorie de l'univers de Boltzmann. La formule de ce début a ensuite été gravée en épitaphe sur le monument au-dessus de sa tombe. Cette formule est très similaire à la loi de sélection naturelle de Charles Darwin. Seul le « théorème de cendres » de Boltzmann montre comment la « vie » de l'univers lui-même naît et se déroule. Le physicien allemand R. Clausius, qui a formulé la deuxième loi de la thermodynamique en 1850 et plus tard, en 1865, a introduit le concept d'entropie, était à une époque une figure très populaire. Les conclusions tirées par lui de la deuxième loi sur le caractère inévitable de la mort par la chaleur ont été mises en service non seulement par de nombreux physiciens. Ils ont été principalement abordés par des philosophes qui ont reçu des arguments puissants, apparemment indiscutables, en faveur des concepts idéalistes du début et de la fin du monde, y compris en faveur de l'empiriocriticisme, des enseignements d'E. Mach et des enseignements "énergétiques" de W. Ostwald. L'indomptable Ludwig Boltzmann a déclaré avec son "théorème des cendres": "La mort de la chaleur est un bluff. Aucune fin du monde n'est prévue. énergies, comme le croient les Ostwaldiens, mais des atomes et des molécules, et la deuxième loi de la thermodynamique doit être appliquée non à une sorte d'"éther", d'esprit ou de substance énergétique, mais à des atomes et des molécules spécifiques. Autour du "théorème des cendres" de Ludwig Boltzmann, les discussions ont instantanément éclaté avec une intensité non moins importante que sur la mort par la chaleur. Le "théorème de cendres" et l'hypothèse de fluctuation avancée sur sa base ont été disséqués avec soin et scrupule et, comme prévu, ils ont trouvé des défauts béants, impardonnables, semble-t-il, pour un aussi grand scientifique que Boltzmann, des défauts. Il s'est avéré que si nous acceptons l'hypothèse de Boltzmann comme vraie, alors nous devons accepter pour foi une hypothèse aussi monstrueuse qui ne rentre dans aucun cadre de bon sens : tôt ou tard, ou plutôt, déjà maintenant, quelque part dans l'Univers, il doit y avoir être des processus dans la direction opposée à la deuxième direction, c'est-à-dire que la chaleur doit se déplacer des corps les plus froids vers les plus chauds ! N'est-ce pas absurde. Boltzmann a défendu cette "absurdité", il était profondément convaincu qu'un tel cours de développement de l'Univers est le plus naturel, car c'est une conséquence inévitable de sa structure atomique. Il est peu probable que le "théorème des cendres" aurait reçu une telle renommée s'il avait été proposé par un autre scientifique. Mais il a été mis en avant par Boltzmann, qui était capable non seulement de voir le monde caché aux autres derrière le rideau, mais qui a su le défendre avec toute la passion d'un génie, armé de connaissances fondamentales à la fois en physique et en philosophie. Le point culminant des collisions dramatiques entre le physicien matérialiste et les Machistes, apparemment, devrait être considéré comme le congrès des scientifiques naturels à Lübeck en 1895, où Ludwig Boltzmann a livré une bataille rangée à ses amis-ennemis. Il a gagné, mais du coup, après le congrès, il a ressenti un vide encore plus grand autour de lui. En 1896, Boltzmann écrivit un article "Sur l'inévitabilité de l'atomistique dans les sciences physiques", où il souleva des objections mathématiques à l'énergisme d'Ostwald. Jusqu'en 1910, l'existence même de l'atomistique est constamment menacée. Boltzmann s'est battu seul et avait peur que l'œuvre de sa vie soit oubliée. Dans la préface de la deuxième partie de ses cours sur la théorie des gaz, il écrivait en 1898 : « À mon avis, ce serait une grande tragédie pour la science si (tout comme cela s'est produit avec la théorie ondulatoire de la lumière due à l'autorité de Newton) au moins pour un moment la théorie des gaz sera oubliée à cause de l'hostilité actuelle envers elle. Je suis conscient que maintenant je suis le seul qui, même faiblement, essaie de nager à contre-courant. Et pourtant, je peux aider à faire en sorte que, lorsque la théorie des gaz sera ramenée à la vie, il n'y ait pas trop de redécouvertes à faire." En 1890, Boltzmann accepte une offre de prendre la chaire de physique théorique à l'Université de Munich et peut enfin se consacrer à l'enseignement de sa matière de prédilection. Pendant qu'il y enseignait la physique expérimentale, il utilisait les modèles mécaniques les plus illustratifs pour illustrer des concepts théoriques. De nombreux étudiants du monde entier sont venus à Munich pour étudier sous Boltzmann. La seule faiblesse de sa position était que le gouvernement bavarois de l'époque ne versait pas de pensions aux professeurs d'université ; pendant ce temps, la vue de Boltzmann se détériorait de plus en plus et il s'inquiétait de l'avenir de la famille. Avec ses performances brillantes, nullement correctes, comme c'était la coutume à l'époque, dans les discussions scientifiques, Boltzmann a rapidement acquis une réputation de personne au caractère agité et difficile; il ne savait pas être condescendant même envers ses amis quand il voyait leurs délires, bien qu'il souffrît de sa dureté. Pour Boltzmann, il n'y avait pas de compromis en science. Et s'il a été privé de la possibilité de se battre honnêtement, il s'est séparé sans regret des postes les plus honorifiques. De Munich, Boltzmann est retourné à l'Université de Vienne, et quelques années plus tard, il a déménagé à Leipzig. À l'automne 1902, Boltzmann retourna à Vienne. Et partout, dans toutes les universités, il a mené une lutte épuisante pour la physique matérialiste, pour l'atomisme. Ce fut, surtout dans la dernière période de sa vie, en fait, la lutte d'un scientifique solitaire avec les plus grands physiciens de l'époque, les chefs des écoles scientifiques les plus influentes. En février 1904, sa femme écrivit à sa fille Ida, qui séjournait à Leipzig et y terminait ses études secondaires : « Mon père s'aggrave de jour en jour. J'ai perdu foi en l'avenir. J'espérais que notre vie serait meilleure à Vienne. La santé de Boltzmann a souffert de disputes constantes avec des adversaires. Sa vue s'est tellement détériorée qu'il lui est devenu difficile de lire; a dû embaucher un employé qui lui lisait des articles scientifiques; sa femme préparait ses manuscrits pour l'impression. Sa mauvaise santé ne pouvait pas supporter longtemps une charge d'enseignement aussi énorme, combinée à un travail scientifique. Même un repos à Duino, près de Trieste, ne l'a pas soulagé de sa douloureuse maladie. Boltzmann tomba dans une profonde dépression et se suicida le 5 septembre 1906. Il est très regrettable qu'il n'ait pas vécu pour voir la résurrection de l'atomisme et qu'il soit mort en pensant que tout le monde avait oublié la théorie cinétique. Cependant, de nombreuses idées de Boltzmann ont déjà trouvé leur solution dans des découvertes aussi étonnantes que l'ultramicroscope, l'effet Doppler, les moteurs à turbine à gaz et la libération de l'énergie du noyau atomique. Mais ce sont tous des détails dans l'image du monde que Boltzmann a vu et décrit, des conséquences distinctes de la structure atomique du monde. Déjà dans un article de 1872, Boltzmann a introduit le concept de niveaux d'énergie discrets, qui a ouvert la voie à la création de la mécanique quantique. Cependant, sa méthode statistique a joué un rôle encore plus important dans le développement de la physique moderne. Comme s'il anticipait l'interprétation statistique de la mécanique quantique, il écrivait en 1898 dans ses cours sur la théorie des gaz : « Je dois encore mentionner la possibilité que les équations fondamentales du mouvement des molécules individuelles se révèlent être juste des formules approximatives. donnant des valeurs moyennes... et obtenues uniquement à la suite d'observations de longues séries basées sur la théorie des probabilités". Plusieurs fois, sa sincérité a fait face à la trahison, mais Boltzmann, néanmoins, jusqu'à la fin de sa vie, a conservé sa foi en l'amitié et l'amour. Les poèmes et la musique étaient pour lui une sorte d'éléments constitutifs d'une théorie unifiée de l'univers, qui comprenait les lois de la physique et les enseignements de Darwin, que Boltzmann idolâtrait, et sa philosophie préférée. "Le sort de Ludwig Boltzmann en tant que l'un des fondateurs de la physique moderne", a écrit E. Boda, "ne peut être comparé qu'au sort du grand créateur d'ensembles, Georg Cantor. des gens brillants." Auteur : Samin D.K.
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