ВЛИЈАНИЕТО НА БОЛЦМАН ВРЗ МОДЕРНАТА ФИЗИКА
(филозофско значење)
...
Атомизам
Атомизмот беше
една од битните контроверзи меѓу филозофите и научниците. Важноста на атомизмот
сега е очигледна поради неговата есенцијална улога во модерната физика. Болцман
беше еден од оние научници кои силно го поддржуваа атомизмот. Заправо, главната
примедба против Боцмановата теорија беше отфрлањето на атомизмот кон крајот на XIX век. Во тој контекст, Ернст Мах
еминентниот физичар-филозоф, беше меѓу опонентите, исто како и Вилхелм Освалд –
познатиот физички хемичар од тоа време. Овие двајца научници подоцна беа
преобратени кон атомизмот, ама тоа не се случи пред смртта на Болцман. А, самиот Болцман го бранеше атомизмот се’
до крајот на својот живот.
Тој рекол: (Во
врска со атомската структура на материјата) „Ние не можеме да сметаме на тоа
дека материјата може бесконечно да се дели... Оти калкулацијата покажува дека
електроните се многу помали од самите атоми. Денес, секој зборува за хипотезата
дека атомите се изградени од бројни елементи (конституенти), изнесувајќи
различни интересни гледишта околу природата на атомската структура. Ние не
смееме да бидеме заведени од зборот ‘атом’ бидејќи тој е земен од стари
времиња. Ниеден денешен физичар на атомите не им припишува неделивост“.
Денес, значењето
на Болцмановиот атомизам за науката на XX век е очебијно, а Болцмановите статистики го поплочија патот за разните
сегменти на атомската физика, особено на квантната механика, како што опишуваме
подолу.
Статистичка механика
Навистина не е
неопходно да се нотира суштинската улога на Болцман за формирањето на
статистичката механика со оглед на фактот дека тој е осоновач на оваа
дисциплина. Исто како што е неспорно дека Џосија Вилард Гибс (1839 – 1903) –
големиот термодинамичар - е ко-основач на статистичката механика. Иако биле
предложени најразлични методи, Болцмaновиот пристап е сеуште занимлив и апликабилен за различни цели.
Вториот закон на термодинамиката
Тeрмодинамиката и нејзиниот втор закон е
интересна партиjа во
филозофијата на науката и била нашироко опишувана во филозофската литература.
На прв поглед, изгледа страно дека филозофи се интересираат за науката на
температурните промени (термо = топлина, динамика = промени), што било
изучувано од страна на инженерите при студирањето на машините. Фактички,
универзалноста на термодинамиката и нејзиниот втор закон се должи на
статистичкиот метод промовиран од Болцман. Од статистичка гледна точка, Болцман
успеал да го генерализира концептот на ентропија над сите феномени, не само кај
температурните промени. Навистина, Болцман успеал да ја надмине контрадикцијата
помеѓу механиката и термодинамиката... Според Макс Планк (1858 – 1947), кој
најпрвин бил следбеник на Мах и опонент на Болцман, за подоцна да се претвори
во негов обожавател откако го прифатил атомизмот и Боцмановите статистики, „Лудвиг
Болцман беше меѓу оние физичари кои најдлабоко го зграпчија значењето на
ентропијата“.
Болцмановата
етнропија е меѓу најубавите концепти во физиката што нашол примена и во
филозофијата. Самиот Болцман го вовел во употреба и концептот на негентропија
(негативна ентропија) за да ја објасни природата на живите суштества.
„Сеопштата борба за опстанок на живите суштества не е битка за природните
елементи (вода, воздух н.з.) кои се достапни за сите организми во изобилие,
ниту пак е битка за енергија, која што такуѓере ја има на претек... Таа попрво
е борба за ентропија (попрецизно: за негативна ентропија) која што станува
достапна низ флуксот на енергија од Сонцето кон студената Земја. За во
потполност да ја искористи оваа енергија, растенијата ги шират неизмерните
плоштини на нивните листови и ја жнеат оваа сончевина низ процес кој се’ уште
не е истражен, пред истата да се спушти на ниво на почвата... Продуктите на
оваа хемиска кујна се субјекти на борбата во живиот свет“.
Квантна теорија
Квантната
механика беше еден од оние делови на модерната физика која што не’ одведе кон
филозофски консеквенци. Фактички, преку квантната механика, нов научен аспект
беше промовиран во филозофијата. Квантната теорија беше промовирана во
сегашната форма од страна на Макс Планк во 1900 година и тој се смета за нејзин
основач. Меѓутоа, Лудвиг Болцман и Макс Планк се сметаат за татко и мајка на
оваа теорија. Според Арнолд Сомерфелд, „квантната теорија би била соодветно
поле за работа за Болцмановиот атомистички структуриран интелект“.
Во прилог на
фактот дека Планк ја предложил квантната теорија употребувајќи ја Болцмановата
статистичка метода, ќе споменеме дека Болцман ја употребувал ноцијата за енергетска квантификација
(без да го употреби овој термин) уште во 1872, што значи 28 години пред
Планковото откритие. Најпрвин, тој ја поделил енергијата во систем на екстремно
мали, дискретни порции. Болцман ја замислил оваа квантификација како еден вид математички
трик за да овозможи употреба на комбинациони равенки во компјутерските веројатности.
Енергетскиот квант не се појавува како таков во финалните равенки, но нема
сомнеж оти Болцман, низ неговиот пристап, помогнал да се подготви теренот за
квантната теорија.
Термодинамиката на иреверзибилните процеси
Не-врамнотежената
термодинамика или термодинамиката на иреверзибилните процеси е позната како
достојно поле на модерната физика и е од голем интерес за филозофијата. Таа
беше родена као резултат на новите размисли кај научниците од XIX век во врска со неврамнотежените статуси,
иреверзибилноста и иреверзибилните процеси. Во тој контекст, Болцман имаше влијание
од огромна важност поради тоа што успеа да ги спари кинетичката теорија на
гасовите со термодинамиката. Тој ја предложи светски познатата Болцманова
равенка. Тој исто така предложи статистички метод за истражување на физичкиот
систем, заради што е познат како основоположник на статистичката механика, која
што е битен дел од модерната физика. Болцман успеа да открие нови модели
базирани на однесувањето на атомите, и покрај тоа што постоењето на атомите во
негово доба се’ уште не било докажано (затоа и е наречен „човекот што му
веруваше на атомот“). Болцмановата константа со која се пресметува дистрибуцијата
на позицијата и забрзувањето на честиците во гасовите не само што ги решава
состојбите на нерамнотежа, туку и е прилично не-линерана...
Лудвиг Флам за
Болцман кажа: „Преку развивањето на пресметувачките методи на физичката
статистика, како и со откривањето на Вториот закон на термодинамиката, Болцман
ја постави физиката на нови основи со целосно неочекувани димензии“.
Релативитет
…
(Electrochemical Research
Center Teheran , Iran
No comments:
Post a Comment