Больцман Людвиг

Больцман (Boltzmann) Людвиг (20.2.1844, Вена, — 5.9.1906, Дуино, близ Триеста), австрийский физик, один из основоположников статистической физики и физической кинетики. Член Венской АН (1895) и многих академий мира. В 1866 Б. окончил Венский университет. В 1867 приват-доцент этого университета. Профессор теоретической физики университета в Граце (1869—73), профессор математики в Венском университете (1873—1876), профессор экспериментальной физики университета в Граце (1876—89). В 1889—94 занимал кафедру теоретической физики в Мюнхене, в 1894—1900 в Вене, в 1900—02 в Лейпциге, а затем снова в Вене.

Научные интересы Б. охватывали почти все области физики (и ряд областей математики). Автор работ по математике, механике, гидродинамике, теории упругости, теории электромагнитного поля, оптике, термодинамике и кинетической теории газов. Однако наибольшее значение имеют работы Б. по кинетической теории газов и статистическому обоснованию термодинамики. Б. обобщил (1868—71) полученный Дж. К. Максвеллом закон распределения скоростей газовых молекул на газы, находящиеся во внешнем силовом поле, и установил формулу «больцмановского распределения» (см. Больцмана статистика), которая проникла во все отделы статистической физики. Применяя статистические методы к кинетической теории идеальных газов, Б. вывел основное кинетическое уравнение газов, являющееся основой физической кинетики (см. Кинетика физическая). Важнейшая заслуга Б. — исследование необратимых процессов и статистическая трактовка второго начала термодинамики. В 1872 Б. ввёл т. н. Н-функцию, характеризующую состояние замкнутой макроскопической системы, и доказал, что с течением времени Н-функция не может возрастать (Н-теорема). Отождествив Н-функцию с энтропией S (с обратным знаком), Б. связал энтропию с W — вероятностью термодинамической: S = klnW. Это соотношение, выгравированное на памятнике Б. в Вене, даёт статистическое обоснование второму началу термодинамики и является основой статистической физики. Универсальная постоянная k названа в его честь Больцмана постоянной.

Б. был ревностным последователем электромагнитной теории Максвелла. Ему принадлежат первые экспериментальные работы по проверке справедливости выводов максвелловской теории электромагнитного поля. Он провёл измерения диэлектрической проницаемости газов и твёрдых тел и установил её связь с оптическим показателем преломления. Свои взгляды на теорию Максвелла Б. изложил в «Лекциях о максвелловской теории электричества и света» (1891—93). В 1884 Б. теоретически вывел закон излучения абсолютно чёрного тела, ранее установленный Й. Стефаном экспериментально, — Стефана — Больцмана закон излучения. Эта работа сыграла большую роль в развитии современной теории излучения. Б. принадлежат также работы по изучению поляризации диэлектриков, теории термоэлектричества, диамагнетизма и др. В частности, Б. разработал теорию Холла эффекта.

Б. был убеждённым сторонником молекулярной теории. Он резко выступал против очень популярных в Австрии и Германии в конце 19 — начале 20 вв. махизма и энергетизма, сторонники которого (Э. Мах, В. Оствальд и др.) отказывались от объяснения внутреннего механизма физических явлений и признавали лишь «чистое описание». Б. приходилось вести напряжённую идейную борьбу, чтобы отстоять право молекулярно-атомистической теории на существование; его труды не были приняты рядом его соотечественников. Возможно, это сыграло известную роль в трагическом конце Б.: больной и подавленный, он покончил жизнь самоубийством.

Соч.: Wissenschaftliche Abhandlungen, Bd 1—3, Lpz., 1909; Populäre Schriften, 2. Aufl., Lpz., 1919; в рус. пер. — Очерки методологии физики, М., 1929; Лекции по теории газов, М., 1956.

Лит.: Фламм Л., Памяти Людвига Больцмана, «Успехи физических наук», 1957, т. 61, в. 1.

О. В. Кузнецова.