Home arrow นักวิทยาศาสตร์ arrow ลุดวิก โบลซ์มานน์ (Ludwig Boltzmann)
Home    Contacts



ลุดวิก โบลซ์มานน์ (Ludwig Boltzmann) PDF พิมพ์

 

ลุดวิก โบลซ์มานน์ (Ludwig Boltzmann)

      ลุดวิก โบลซ์มานน์ เกิดในครอบครัวชนชั้นกลางที่ฐานะทางการเงินอยู่ในเกณฑ์ดีที่นครเวียนนา ประเทศออสเตรีย(ขณะนั้นเป็น ออสเตรีย-ฮังการี)เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ 1844 และสำเร็จการศึกษาระดับสูงสุดจากมหาวิทยาลัยเวียนนา เมื่อ คศ. 1866 จากวิทยานิพนธ์เรื่องทฤษฎีจลน์ของก๊าซ โดยมี โจเซฟ สตีฟานเป็นอาจารย์ที่ปรึกษา หลังจากนั้น ก็เริ่มทำงานและโยกย้ายไปหลายแห่ง เช่นที่ กราซ ไฮเดลเบิร์ก และ เบอร์ลิน โบลซ์มานน์เคยพูดแบบติดตลกว่าเหตุผลที่เขาต้องโยกย้ายไปมาหลายแห่งนี้เป็นเพราะเวลาตกฟากของเขาอยู่ในช่วงที่งานมาร์ดิกราส์กำลังเลิกราพอดี อันที่จริง คำพูดนี้อาจไม่ได้มุ่งหมายให้ขำขันนัก สำหรับโบลซ์มานน์ เพราะตลอดชีวิตของเขาดูเหมือนว่าธรรมชาติและชตาชีวิตจะโยนเขากลับไปกลับมาระหว่างความสุขและความเศร้าสลับกันอย่างสุดโต่งเสมอ

     คศ. 1894 โบลซ์มานน์กลับไปทำงานที่เวียนนา โดยนั่งเก้าอี้ฟิสิกส์ทฤษฎี แทนโจเซฟ สตีฟานซึ่งเสียชีวิตลง อย่างไรก็ตามปีต่อจากนั้น เออร์น มัค ผู้ซึ่งขัดแย้งกับโบลซ์มานน์ทั้งด้านวิชาการและเรื่องส่วนตัวได้รับตำแหน่งทำงานในสายประวัติศาสตร์และปรัชญาวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเวียนนาเช่นกัน โบลซ์มานน์จึงต้องชีพจรลงเท้าอีกครั้งหนึ่งในปี คศ. 1900 โดยคราวนี้ ไปไกลถึงลิปซิก ที่นี่ โบลซ์มานน์ได้เพื่อนร่วมงานชื่อ วิลเฮล์ม ออสท์วาลด์ ซึ่งแม้จะขัดแย้งกันด้านวิชาการ แต่ก็เป็นเพื่อนที่ดีต่อกัน แม้กระนั้น ความหดหู่จากการไม่ลงรอยทางวิชาการนี้ก็ทำให้โบลซ์มานน์พยายามฆ่าตัวตายขณะใช้ชีวิตอยู่ที่ลิปซิก เดชะบุญที่การกระทำนั้นไม่สำเร็จ มิฉนั้น โลกฟิสิกส์อาจยังไปไม่ถึงความรู้ใหม่ๆที่มีรากฐานจากงานของโบลซ์มานน์ก็เป็นได้

     ปี คศ. 1902 มัคลาออกจากมหาวิทยาลัยเวียนนา เนื่องจากสุขภาพทรุดโทรม และโบลซ์มานน์ก็กลับคืนสู๋เวียนนาอีกครั้ง  คราวนี้ นอกจากงานสอนกระบวนวิชาฟิสิกส์คณิตศาสตร์แล้ว โบลซ์มานน์ยังต้องรับผิดชอบกระบวนวิชาปรัชญาวิทยาศาสตร์ของมัคอีกด้วย ยิ่งนานวัน กระบวนวิชานี้ยิ่งได้รับความนิยม เพิ่มขึ้น จนแม้ที่นั่งในหอประชุมใหญ่ของมหาวิทยาลัยก็ยังไม่เพียงพอที่จะบรรจุผู้ฟังผู้กระหายใคร่ฟังการบรรยายของโบลซ์มานน์ และจากคำบอกเล่าที่กระจายชื่อของโบลซ์มานน์ไปทั่วในสัง คม ชั้นสูงของยุโรปในขณะนั้นเองที่ทำให้โบลซ์มานน์ได้รับเชิญไปเป็นแขกของพระราชวังของพระจักรพรรดิ แห่งออสเตรีย ฟรานซ์ โจเซฟ

    โลกฟิสิกส์รู้จักโบลซ์มานน์ในฐานะผู้วางรากฐานความรู้ด้านกลศาสตร์สถิติ งานซึ่งเขาทำพร้อมๆแสดงการหาหารกรกับงานของกิ๊บบส์ โดยเป็นอิสระจากกัน ทฤษฎีของโบลซ์มานน์แสดงความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติและพฤติกรรมของอะตอมและโมเลกุลโดยเฉลี่ยกับสมบัติและพฤติกรรมของระบบในมาตราใหญ่ซึ่งอะตอมและโมเลกุลเหล่านี้เป็นองค์ประกอบย่อย  ใน คศ. 1871 โบลซ์มานน์แสดงการหาการกระจายแมกซ์เวลล์-โบลซ์มานน์ เพื่อคำนวณโอกาสของสมบัติของระบบได้ สำเร็จ สิ่งที่โบลซ์มานน์ทำคือการพยายามนิยามแนวคิดเรื่องเอนโทรปีทางอุณหพลศาสตร์ในเทอมของแนวคิดกลศาสตร์และความน่าจะเป็น

    โบลซ์มานน์ เป็นผู้บุกเบิกฟิสิกส์ยุคใหม่คนแรก ในการตีความเชิงสถิติของกฏข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์   เขานำเสนอทฤษฎีโอกาสในกฏพื้นฐานของฟิสิกส์ ซึ่งเป็นการแยกตัวจากความคิดแบบคลาสสิคัลที่ว่ากฏพื้นฐานต้องสามารถบอกทุกอย่างได้อย่างแน่นอน แม้แต่ แมกซ์ แพลงค์ เองก็ยังไม่ยอมรับแนวคิดเชิงสถิติของโบลซ์มานน์ จนกระทั่งปี คศ. 1900 อาจกล่าวได้ว่า งานชิ้นบุกเบิกของโบลซ์มานน์ เป็นประตูแรกที่เปิดไปสู่การตีความแบบความน่าจะเป็นของกลศาสตร์ควอนตัม อันที่จริงแล้ว . ในบทความวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อปี คศ. 1897 โบลซ์มานน์ เป็นคนแรกที่แนะนำแพลงค์ ให้ใช้วิธีการเชิงสถิติในการอธิบายกลไกของการแผ่รังสีวัตถุดำ

     งานบุกเบิกสู่กลศาสตร์ควอนตัมชิ้นที่สองของโบลซ์มานน์ คือการนำเรื่องระดับพลังงานที่เป็นได้เฉพาะค่าเข้ามาอธิบายเรื่องทางอุณหพลศาสตร์ โบลซ์มานน์ ใช้แนวคิดนี้ในบทความวิจัยเรื่อง The H-Theorem เมื่อปี คศ. 1872   H-theoremนี้ แท้ที่จริงก็คือภาคกลศาสตร์ของกฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์นั่นเอง (อย่างไรก็ตามจนถึงปัจจุบัน แนวคิดเรื่องการย้อนกลับไม่ได้ก็ยังเป็นปริศนาคาใจทั้งนักฟิสิกส์และนักปรัชญาวิทยาศาสตร์อยู่) นักฟิสิกส์หลายคนตั้งคำถามว่า โบลซ์มานน์คิดว่าวิธีการที่เขานำเสนอในเรื่องนี้เป็นเพียงเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ หรือมีนัยยะสำคัญทางฟิสิกส์ด้วย  ในแง่นี้ วิลเฮล์ม ออสท์วาลด์  เล่าว่าที่ Halle Conferenceในปี คศ. 1891 เมื่อเขาและแพลงค์ พยายามอธิบายให้โบลซ์มานน์ เห็นคล้อยตามถึงความเหนือกว่าของวิธีการทางอุณหพลศาสตร์เมื่อเทียบกับทฤษฏีแยกส่วนแบบอะตอม โบลซ์มานน์โต้ตอบทันทีว่า ผมมองไม่เห็นเหตุผลว่าในเชิงอะตอมทำไมพลังงานจึงจะแยกเป็นระดับชั้นไม่ได้

     นอกจากนี้ยังมีงานของโบลซ์มานน์ ที่ไม่ค่อยได้รับการกล่าวถึงอีกส่วนหนึ่งซึ่งน่าจะทำให้  โบลซ์มานน์ เหมาะที่จะได้รับการยกย่องเป็น ผู้บุกเบิกฟิสิกส์ยุคใหม่ อีกชิ้นหนึ่ง กล่าวคือในการบรรยายรื่องปรัชญาธรรมชาติแก่นักศึกษาที่เข้าฟังการบรรยายที่มหาวิทยาลัยเวียนนา ออสเตรีย  เมื่อปี คศ. 1903  โบลซ์มานน์ ได้กล่าวถึงการคิดเรื่องปริภูมิและเวลาในลักษณะเท่าเทียมกัน ดังเช่นในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ นอกจากนี้ โบลซ์มานน์ และผู้ร่วมงานคือ ฟริทซ์ ฮาเซนเนอล  ยังได้สอนเรขาตณิตแบบ noneuclidean ทำให้นักศึกษาพร้อมที่จะเริ่มงานเมื่อ ไอสไตน์ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาในปี 1905 หรืออีกสองปีต่อมาอีกด้วย

 แนวคิดของโบลซ์มานน์ เรื่องระดับขั้นที่ไม่ต่อเนื่องของพลังงาน ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์และต่อต้านอย่างรุนแรงจากนักฟิสิกส์รุ่นเก่า ผู้เข้าใจความหมายและนัยยะของการค้นพบครั้งสำคัญนี้ผิดไป เนื่องจากความไม่คุ้นเคยกับธรรมชาติเชิงสถิติ การโจมตีแบบหัวชนฝาจากนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคนทำให้โบลซ์มานน์ รู้สึกว่า งานที่เขาทุ่มเทมาเกือบทั้งชีวิตกำลังจะล่มสลายไม่ว่าเขาจะพยายามต่อสู้เพียงใดก็ตาม เขาตกอยู่ในสภาวะจิตใจหดหู่ สุขภาพเสื่อมโทรมลงอย่างมาก ต่อเนื่องเป็นเวลานาน  วันที่ 5 กันยายน 1906 โบลซ์มานน์ ฆ่าตัวตายด้วยการแขวนคอขณะพักผ่อนที่หาด Duino ใกล้เมือง Trieste**  สามเดือนก่อนที่โลกจะรับรู้ถึงผลการทดลองที่เป็นหลักฐานขิ้นสำคัญสนับสนุนและพิสูจน์ว่าแนวคิดเชิงสถิติของ Boltzmann นั้นคือการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ในช่วงรอยต่อระหว่าฟิสิกส์คลาสสิคัล และฟิสิกส์ควอนตัมอย่างแท้จริง

** ไม่เคยมีใครรู้สาเหตุแท้จริงของการฆ่าตัวตายของ Boltzmann ซึ่งอาจเป็นผลจากอาการป่วยทางจิต (mental disease) ทำให้เกิดสภาพหดหู่ขั้นร้ายแรงเองโดยไม่เกี่ยวกับงานก็ได้

เอกสารอ้างอิง:

1.http://arxiv.org/abs/physics/9710007

2. http://www.ub.uni-heidelberg.de/helios/fachinfo/www/math/zitat/boltzmann-biblio.htm

3. http://www.bun.kyoto-u.ac.jp/phisci/%20Gallery/boltzmann_note.html

4. http://www.nationmaster.com/encyclopedia/Ludwig%20-Boltzmann

5.  www.akupunktur.at/lb-inst/flbiinfo.htm

 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >
สถิติผู้เยี่ยมชม: 36388164
ขณะนี้มี 9 บุคคลทั่วไป ออนไลน์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!