Ludwig Boltzmann

Ludwig Boltzmann var en østrigsk fysiker, først og fremmest kendt som en af den statistiske mekaniks grundlæggere.

Boltzmann studerede fysik hos Josef Stefan ved universitetet i Wien og opnåede i 1867 doktorgraden. Fra 1869 var han professor i fysik i hhv. Graz, Wien, München og Leipzig.

Da Rudolf Clausius havde formuleret termodynamikkens to hovedsætninger i 1850 og indført begrebet entropi i 1865, gik Boltzmanns bestræbelser ud på at forstå disse love ud fra en beskrivelse på molekylniveau. Han sluttede sig til J.C. Maxwells opfattelse af, at 2. hovedsætning kun kan forstås ud fra en statistisk betragtning. Han udledte Boltzmann-ligningen og det såkaldte H-teorem.

Reaktionerne på disse kontroversielle arbejder tvang Boltzmann til stedse mere dybtgående analyser. Kritik fra Josef Loschmidt fik Boltzmann til i 1877 at indse, at den grundlæggende forståelse af entropien måtte bestå i at definere et systems entropi i en given tilstand ud fra den relative sandsynlighed af den pågældende tilstand (S = k∙logW). Entropiens vækst kunne således tolkes som en udvikling mod tilstande med større sandsynlighed.

I 1883 gav Boltzmann en udledelse af den såkaldte Stefan-Boltzmanns lov. Boltzmanns argument skabte en ny forbindelse mellem termodynamik og elektromagnetisk teori og blev en vigtig forudsætning for bl.a. Wilhelm Wiens og Max Plancks arbejder om strålingsloven.

En forudsætning for næsten alle Boltzmanns teoretiske arbejder var hans overbevisning om, at stof er opbygget af atomer eller molekyler. Mod slutningen af 1800-tallet blev denne opfattelse udsat for stærk kritik fra Ernst Mach, Wilhelm Ostwald o.a., og det kom til skarpe meningsudvekslinger.

Boltzmann følte, at han stod alene i denne kamp, og i et forord fra 1898 beskrev han sig selv som "et enkeltindivid, der med svage kræfter strider mod tidens strøm". Efter en flerårig periode med tilbagevendende depressioner begik Boltzmann selvmord. Ironisk nok var det dog hans atomistiske opfattelse, der kom til at dominere 1900-tallets fysik.