|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
Định lý tro. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Ludwig Boltzmann, tác giả của "định lý tro", chắc chắn là nhà khoa học và nhà tư tưởng vĩ đại nhất mà Áo đã cống hiến cho thế giới. Trong suốt cuộc đời của mình, Boltzmann, mặc dù bị ruồng bỏ trong giới khoa học, nhưng được công nhận là một nhà khoa học vĩ đại, ông được mời thuyết trình ở nhiều nước. Tuy nhiên, một số ý tưởng của ông vẫn còn là một bí ẩn cho đến tận ngày nay. Chính Boltzmann đã viết về mình: “Ý tưởng lấp đầy tâm trí và hoạt động của tôi là sự phát triển của lý thuyết”. Và Max Laue sau này đã làm rõ ý tưởng này như sau: “Lý tưởng của ông là hợp nhất tất cả các lý thuyết vật lý vào một bức tranh duy nhất về thế giới”.Ludwig Eduard Boltzmann sinh ra ở Vienna vào ngày 20 tháng 1844 năm XNUMX. Ludwig là một học sinh xuất sắc, và mẹ anh khuyến khích những sở thích đa dạng của anh, cho anh một nền giáo dục toàn diện. Năm 1863, Boltzmann vào Đại học Vienna, nơi ông học toán và vật lý. Sau đó, điện động lực học Maxwellian là thành tựu mới nhất của vật lý lý thuyết. Không có gì ngạc nhiên khi bài báo đầu tiên của Ludwig cũng được dành cho điện động lực học. Tuy nhiên, trong công trình thứ hai của ông, được xuất bản năm 1866 trong bài báo "Về ý nghĩa cơ học của định luật thứ hai của nhiệt động lực học", nơi ông chỉ ra rằng nhiệt độ tương ứng với động năng trung bình của các phân tử khí, lợi ích khoa học của Boltzmann đã được xác định. Mùa thu năm 1866, hai tháng trước khi nhận bằng tiến sĩ, Boltzmann được nhận vào Viện Vật lý với vai trò trợ lý giáo sư. Năm 1868, Boltzmann được trao quyền giảng dạy tại các trường đại học, và một năm sau, ông trở thành giáo sư vật lý toán học chính thức tại Đại học Graz. Trong thời gian này, ngoài việc phát triển các ý tưởng lý thuyết của mình, ông còn tham gia vào các nghiên cứu thực nghiệm về mối quan hệ giữa hằng số điện môi và chiết suất nhằm xác nhận lý thuyết thống nhất của Maxwell về điện động lực học và quang học. Để thực hiện các thí nghiệm của mình, ông đã hai lần nghỉ phép ngắn hạn ở trường đại học để làm việc trong phòng thí nghiệm của Bunsen và Königsberger ở Heidelberg và Helmholtz và Kirchhoff ở Berlin. Kết quả của những nghiên cứu này được công bố vào năm 1873–1874. Boltzmann cũng tham gia tích cực vào việc lập kế hoạch cho Phòng thí nghiệm Vật lý mới ở Graz, nơi ông trở thành giám đốc vào năm 1876. Ngay từ năm 1871, Boltzmann đã chỉ ra rằng định luật thứ hai của nhiệt động lực học chỉ có thể được suy ra từ cơ học cổ điển bằng cách sử dụng lý thuyết xác suất. Năm 1877, bài báo nổi tiếng của Boltzmann về mối quan hệ giữa entropy và xác suất của một trạng thái nhiệt động lực học xuất hiện trên tạp chí Vienna Communications on Physics. Nhà khoa học đã chỉ ra rằng entropy của một trạng thái nhiệt động học tỷ lệ thuận với xác suất của trạng thái này và xác suất của các trạng thái có thể được tính toán trên cơ sở tỷ lệ giữa các đặc trưng số của sự phân bố của các phân tử tương ứng với các trạng thái này. Theo Boltzmann, các quá trình không thể đảo ngược trong tự nhiên là các quá trình chuyển đổi từ trạng thái ít xảy ra hơn sang trạng thái có khả năng xảy ra cao hơn. Sự chuyển đổi có thể đảo ngược là không thể, nhưng khá khó xảy ra. Do đó, entropy phải liên quan đến xác suất của một trạng thái nhất định của hệ thống. Mối liên hệ này được Boltzmann thiết lập trong cái gọi là định lý H của ông. “Định lý Ash” trở thành đỉnh cao trong giáo lý của Boltzmann về vũ trụ. Công thức của sự khởi đầu này sau này được khắc thành văn bia trên tượng đài phía trên mộ ông. Công thức này về bản chất rất giống với quy luật chọn lọc tự nhiên Charles Darwin. Chỉ có “Định lý tro” của Boltzmann mới cho thấy “sự sống” của chính Vũ trụ hình thành và diễn ra như thế nào. Boltzmann viết: “Cũng giống như các phương trình vi phân chỉ thể hiện một phương pháp tính toán toán học, ý nghĩa thực sự của chúng chỉ có thể được hiểu với sự trợ giúp của các ý tưởng dựa trên một số lượng lớn các phần tử hữu hạn, cùng với nhiệt động lực học tổng quát, và không làm giảm tầm quan trọng của nó”. , điều không bao giờ bị lung lay, sự phát triển của các khái niệm cơ học làm cho nó trở nên trực quan, góp phần làm sâu sắc thêm kiến thức của chúng ta về tự nhiên, và không phải bất chấp, mà chính xác là do chúng không trùng khớp ở mọi điểm với nhiệt động lực học nói chung , chúng mở ra khả năng của những quan điểm mới." Những quan điểm mới này cho rằng sự chuyển đổi của một hệ thống từ trạng thái này sang trạng thái khác phải tuân theo các định luật lý thuyết xác suất. “Việc đưa lý thuyết xác suất vào việc xem xét các hệ cơ học (và các hạt của vật thể trong lý thuyết của Boltzmann tuân theo các định luật cơ học), P.S. Kudryavtsev viết trong cuốn sách của mình, dường như là một mâu thuẫn. chắc chắn đến mức nó đã như vậy rồi Laplace tin rằng nếu tâm trí có khả năng tiếp cận kiến thức về vị trí của tất cả các hạt của Vũ trụ tại một thời điểm nhất định và các lực tác dụng giữa chúng, thì nếu nó có khả năng xử lý dữ liệu này về mặt toán học, nó sẽ có thể thấy trước một cách đáng tin cậy tương lai của Vũ trụ, cũng như nhận thức được quá khứ của nó. Các định luật cơ học trong lý thuyết động học dẫn tới thống kê như thế nào? Boltzmann trả lời câu hỏi này: lý do của thống kê nằm ở bản thân cơ học, ở các điều kiện ban đầu. Độ nhám không đáng kể của thành bình, nơi các phân tử khí va chạm vào nhau, cũng đủ để đưa sự hỗn loạn vào trật tự ban đầu, nếu nó tồn tại. Các định luật bảo toàn va chạm của hai phân tử để lại toàn bộ phạm vi cho hướng của vận tốc sau va chạm. Tất cả điều này dẫn đến thực tế là chính nhờ sự tương tác cơ học của các phân tử mà chuyển động có trật tự của chúng trở nên đáng kinh ngạc và chuyển động hỗn loạn là có thể xảy ra nhất.” Sự phát triển của dòng tư tưởng này đã đưa Boltzmann đến một quan điểm mới về định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Boltzmann xây dựng định luật này như sau: “Khi một hệ thống các vật thể tùy ý được để yên và không chịu sự tác động của các vật thể khác, thì hướng mà mỗi sự thay đổi trạng thái sẽ xảy ra luôn có thể được chỉ ra”. Hướng này có thể được đặc trưng bởi sự thay đổi trong một hàm trạng thái nhất định - entropy, hàm này thay đổi khi có sự thay đổi trạng thái của hệ thống theo hướng tăng dần. Do đó, kết luận “rằng mọi hệ vật thể khép kín đều hướng tới một trạng thái cuối cùng nhất định, tại đó entropy sẽ đạt cực đại!” Làm thế nào sự định hướng này có thể dung hòa được với tính thuận nghịch của các phương trình cơ học? Có phải thiên nhiên thực sự đang tiến đến kết cục tự nhiên của nó - "cái chết do nhiệt"? Boltzmann là người đầu tiên đưa ra cách giải thích thống kê về định luật thứ hai và bộc lộ bản chất xác suất của nó. Không có mâu thuẫn giữa tính thuận nghịch của các phương trình cơ học và tính không thuận nghịch của các quá trình trong một hệ cơ học khép kín. Hãy tưởng tượng một cái trống chứa đầy những quả bóng nửa trắng nửa đen, quả này chồng lên quả kia. Nếu bạn đặt trống quay thì do định luật cơ học, các quả bóng sẽ trộn lẫn và cuối cùng, các quả bóng trắng và đen sẽ trộn đều, tạo ra sự “đa dạng” giống nhau trong toàn bộ âm lượng. Việc thu thập các quả bóng đã chuyển từ trạng thái ít có khả năng xảy ra hơn sang trạng thái có khả năng xảy ra cao hơn. Nhà vật lý người Đức Clausius đã rút ra kết luận từ định luật thứ hai của nhiệt động lực học về tính tất yếu của cái chết do nhiệt. Những suy nghĩ này không chỉ được nhiều nhà vật lý chấp nhận, mà chủ yếu là bởi các triết gia, những người nhận được những lập luận mạnh mẽ, dường như không thể phủ nhận ủng hộ các khái niệm duy tâm về sự khởi đầu và kết thúc của thế giới, bao gồm cả việc ủng hộ chủ nghĩa phê phán kinh nghiệm, những lời dạy của E. Mach và “năng lượng” lời dạy của W. Ostwald. Với “Định lý tro”, Ludwig Boltzmann bất khuất đã tuyên bố: "Cái chết nhiệt là một trò bịp bợm. Không có ngày tận thế nào trong tầm mắt. Vũ trụ đã tồn tại và sẽ tồn tại mãi mãi, vì nó không bao gồm" những biểu tượng giác quan của chúng ta, ” như các nhà phê bình theo kinh nghiệm tin tưởng, chứ không phải từ các loại năng lượng khác nhau, như người Ostwaldian tin, mà từ các nguyên tử và phân tử, và định luật thứ hai của nhiệt động lực học phải được áp dụng không liên quan đến một số “ether”, tinh thần hay chất năng lượng nào đó, mà đối với nguyên tử và phân tử cụ thể.” Xung quanh “Định lý Ach” của Ludwig Boltzmann ngay lập tức một cuộc tranh luận bùng lên không kém phần gay gắt xung quanh cái chết do nhiệt. “Ash-theo-reme” và giả thuyết dao động được đưa ra dựa trên cơ sở của nó đã được mổ xẻ một cách cẩn thận và tỉ mỉ, và như người ta mong đợi, chúng đã bộc lộ những lỗ hổng mà dường như không thể tha thứ được đối với một nhà khoa học vĩ đại như Boltzmann. Hóa ra là nếu chúng ta chấp nhận giả thuyết của Boltzmann là đúng, thì chúng ta cũng phải chấp nhận niềm tin như một giả định quái dị không phù hợp với bất kỳ khuôn khổ lẽ thường nào: sớm hay muộn, hay đúng hơn là ngay bây giờ, ở đâu đó trong Vũ trụ, các quá trình phải diễn ra. đặt ngược chiều với chiều định luật thứ hai, tức là nhiệt phải truyền từ vật lạnh hơn sang vật nóng hơn! Đây không phải là điều vô lý sao? Boltzmann bảo vệ "điều phi lý" này, ông tin chắc sâu sắc rằng quá trình phát triển như vậy của Vũ trụ là tự nhiên nhất, vì nó là hệ quả tất yếu của cấu trúc nguyên tử của nó. Không chắc “Định lý Ash” sẽ đạt được danh tiếng như vậy nếu nó được đưa ra bởi một nhà khoa học khác. Nhưng nó được đưa ra bởi Boltzmann, người không chỉ biết cách nhìn thế giới ẩn giấu sau bức màn mà còn biết cách bảo vệ nó bằng tất cả niềm đam mê của một thiên tài, được trang bị kiến thức cơ bản về cả vật lý và triết học. Rõ ràng, đỉnh điểm của những sự kiện kịch tính giữa nhà vật lý duy vật và người Machians nên được coi là đại hội của các nhà khoa học tự nhiên ở Lübeck năm 1895, nơi Ludwig Boltzmann đưa ra một trận chiến chung với bạn bè và kẻ thù của mình. Anh ấy đã thắng, nhưng kết quả là sau đại hội, anh ấy càng cảm thấy xung quanh mình trống rỗng hơn. Năm 1896, Boltzmann viết một bài báo “Về tính tất yếu của thuyết nguyên tử trong khoa học vật lý”, trong đó ông đưa ra những phản đối toán học đối với chủ nghĩa năng lượng của Ostwald. Cho đến năm 1910, sự tồn tại của thuyết nguyên tử vẫn thường xuyên bị đe dọa. Boltzmann chiến đấu một mình và lo sợ rằng công lao cả đời mình sẽ bị lãng quên. Cuối cùng, Boltzmann không thể chịu đựng được sự căng thẳng quá lớn, rơi vào trạng thái trầm cảm sâu sắc và tự sát vào ngày 5/1906/XNUMX. Thật đáng tiếc là ông đã không sống để chứng kiến sự hồi sinh của thuyết nguyên tử và chết với suy nghĩ rằng mọi người đã quên mất thuyết động học. Tuy nhiên, nhiều ý tưởng của Boltzmann đã tìm ra lời giải trong những khám phá đáng kinh ngạc như kính hiển vi siêu âm, hiệu ứng Doppler, động cơ tua-bin khí và sự giải phóng năng lượng của hạt nhân nguyên tử. Và đây chỉ là những hậu quả riêng lẻ của cấu trúc nguyên tử của thế giới. Tác giả: Samin D.K.
▪ Điện tử
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Bộ sạc không dây đa năng của Samsung ▪ Điốt MDM ▪ Hộp số từ tính không có bánh răng
▪ phần trang web Bộ tổng hợp tần số. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Quốc gia, dân tộc, ngôn ngữ. Sổ tay giải ô chữ ▪ bài viết Cây chuối phát triển như thế nào? đáp án chi tiết ▪ Bài báo Làm việc trên cáp thông tin liên lạc sợi quang. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này