Ludwig Boltzmann: ชายผู้เชื่อมั่นในอะตอม
Carlo Cercignani สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด: 1998 329pp $49.95, £29.50
การสังสล็อตแตกง่ายเกตเชิงทดลองในด้านจุลฟิสิกส์มีขึ้นตั้งแต่การค้นพบอิเล็กตรอนในปี พ.ศ. 2440 เมื่อ 100 กว่าปีที่แล้วเพียงเล็กน้อย ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษ ในขณะที่เข้าใจโครงสร้างพื้นฐานของสสาร วิทยาศาสตร์ธรรมชาติจำเป็นต้องเชื่อมช่องว่างระหว่างจุลภาคและมาโคร: เพื่อให้ตระหนักว่าปรากฏการณ์มหภาคที่ปรากฏต่อประสาทสัมผัสของเรานั้นควบคุมโดยจุลฟิสิกส์ ผ่านการเคลื่อนไหวและปฏิสัมพันธ์ของ อนุภาคจำนวนมหาศาล
คนที่มีหลักการ: สมการของ Boltzmann เป็นข้อพิสูจน์ถาวรต่อวิสัยทัศน์ของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่คนนี้
Ludwig Boltzmann (1844-1906) เป็นนักวิทยาศาสตร์ ซึ่งมากกว่าใครๆ เราเป็นหนี้การก้าวกระโดดทางแนวคิดอันยิ่งใหญ่ ซึ่งทำให้ได้มุมมองร่วมกันของกลศาสตร์ สถิติ การแผ่รังสี และอุณหพลศาสตร์ เขามีความกล้าหาญที่จะละทิ้งหนทางแห่งความคิด แม้กระทั่งเส้นทางที่ฝังรากลึก เมื่อเขารู้หรือรู้สึกว่าสิ่งเหล่านั้นถูกตามทันโดยความเป็นจริง
การละทิ้งนิสัยที่ฝังแน่นและให้ความมั่นใจมักเป็นเครื่องหมายของนักวิทยาศาสตร์และปราชญ์ผู้ยิ่งใหญ่ Boltzmann มีเครื่องหมายดังกล่าวในทั้งสองกรณีโดยแสดงให้เห็นเช่นข้อ จำกัด ของปรัชญาของ Ernst Mach ซึ่งเป็นศัตรูที่มีอิทธิพลและไม่เคยรู้มาก่อนของกลศาสตร์ทางสถิติและปูทางไปสู่ Max Planck และการกระโดดควอนตัมของเขา
Boltzmann จ่ายเงินมหาศาลสำหรับวิสัยทัศน์ของเขาในแง่ของความมั่นคงทางจิตใจและสุขภาพจิตของเขาเอง จนถึงการฆ่าตัวตายที่น่าเศร้าของเขา เขาถูกฝังอยู่ใน ‘วิกฤตความแน่นอน’ ซึ่งมีลักษณะweltanschauungหรือปรัชญาชีวิต แห่งปัญญาชนเวียนนาในช่วงเปลี่ยนศตวรรษ ใช้คำแถลงของ Boltzmann เกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาล: “ทะเลที่มีความสม่ำเสมอทั่วไป โดยมีระลอกทางสถิติชั่วคราวแทนแต่ละโลก” สง่างามและแม่นยำเพียงพอในทุกวันนี้ แต่มีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งที่น่าตกใจและไม่เสถียร เช่นเดียวกับที่เคยเป็นมาเมื่อหลายสิบปีก่อนจักรวาลวิทยาสมัยใหม่
Boltzmann มีชีวิตที่เข้มข้นมาก
เต็มไปด้วยความไม่มั่นคง ความระหองระแหงทางวิชาการ และความหลงใหลในวิทยาศาสตร์ เขายังเป็นนักดนตรีที่อ่อนไหวและรักธรรมชาติ ด้วยสายตาที่เฉียบแหลมในการเลือกและอธิบายให้ลูกๆ ฟัง เช่น กลไกวิวัฒนาการ เขาจะเล่าเรื่องยาวเกี่ยวกับนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้ยิ่งใหญ่ที่แล่นเรือรอบโลกในเรือชื่อบีเกิ้ล และจากนั้นก็อธิบายได้ว่าทำไมสุนัขจิ้งจอกถึงมีขนหรือขนนก เฮนเรียตต์ ภรรยาที่รักของเขาเคยถามเขาว่าความรักของพวกเขาได้รับการอธิบายโดยทฤษฎีของดาร์วินด้วยหรือไม่ เธอเป็นคนแนะนำวันหยุดเมื่อเธอรู้สึกว่าสภาพจิตใจของเขากำลังลื่นไถล แต่ Boltzmann ไม่ได้กลับมาจาก Duino จากนั้นบนชายฝั่งทะเลเอเดรียติกของออสเตรีย
รายละเอียดมากมายเกี่ยวกับชีวิตและความคิดของ Boltzmann หายไปเมื่อเอกสารและต้นฉบับถูกไฟไหม้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ยิ่งกว่านั้น สิ่งที่เหลืออยู่ของงานของเขาอยู่ในการจดชวเลขลับ ที่เข้าใจได้เฉพาะหลานสาวของเขา Ilse Fasol-Boltzmann บรรณาธิการของLudwig Boltzmann: Prinzipien der Naturalfilosofi (Springer, 1990)
หนังสือที่สวยงามของ Cercignani มีข้อดีประการแรกคือการนำ Boltzmann กลับมามีชีวิตอีกครั้งในฐานะนักวิทยาศาสตร์ นักปรัชญา และกวี ด้วยการวิจัยที่อุตสาหะ เราไม่เพียงแต่สัมผัสได้ถึงความลึกของคนที่ให้ทฤษฎีบท H แก่เรา ลูกศรบอกเวลา และการตีความความน่าจะเป็นของเอนโทรปี ( S = k log Wที่สลักอยู่บนหลุมฝังศพของเขา หรือสิ่งที่ไอน์สไตน์เรียกว่าหลักการของโบลซ์มันน์) นอกจากนี้เรายังชื่นชมจิตใจที่อ่อนไหวซึ่งสามารถเขียนบทกวีตลก 100 บรรทัด “เบโธเฟนอิมฮิมเมล” ซึ่งเทวดาบอกวิญญาณของโบลต์ซมันน์ระหว่างทางไปสวรรค์ว่าเพลงที่พวกเขาร้องแต่งโดยเบโธเฟน “ตามคำสั่งของพระเจ้า” และดีที่สุดในละครของพวกเขา
นอกจากนี้เรายังพบกับPopuläre Schriften ของ Boltzmann — “งานเขียนยอดนิยม” — ที่มีคุณูปการต่อวัฒนธรรมที่ยั่งยืนหากไม่ใช่ด้านเทคนิค ในกลุ่มคนเหล่านี้คือการบรรยายครั้งแรกที่เขาบรรยายในหลักสูตรปรัชญาธรรมชาติ เมื่อเขารับตำแหน่งเดิมของ Mach ที่มหาวิทยาลัยเวียนนา ห้องโถงที่ใหญ่ที่สุดได้รับการคัดเลือกแล้ว แต่งานดังกล่าวได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวางในสื่อที่มีผู้คนมากกว่า 600 คนแออัด บางคนต้องยืน มันเป็นความสำเร็จดังก้อง แม้จะมีความไม่มั่นคงและการจับกุมก่อนหน้านี้ทั้งหมดของเขา และจักรพรรดิฟรานซ์ โจเซฟขอให้เขาขึ้นศาลเพื่อแสดงความยินดีเป็นการส่วนตัว
สองปีต่อมา Boltzmann ไปเยือนสหรัฐอเมริกาเป็นครั้งสุดท้าย และเขียนเรื่องราวการเดินทางของเขาในReise eines deutschen Professors ใน Eldorado — Eldorado เป็นชาวอเมริกันตะวันตกผู้ยิ่งใหญ่ ที่นี่เราเรียนรู้ว่าไวน์หายากในปี 1905 แคลิฟอร์เนีย และในการขอไวน์อย่างไร้เดียงสา Boltzmann ทำให้เกิดความอับอายมากราวกับว่าเขาขอที่อยู่ของบ้านที่มีชื่อเสียงไม่ดี
หนังสือของ Cercignani ได้ให้เรื่องราวที่สมบูรณ์และน่าประทับใจมากเกี่ยวกับงานของ Boltzmann เหมือนกับที่มาจากผู้มีอำนาจชั้นนำในทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ของสมการของ Boltzmann (และอีกมากมาย) การเดินขบวนมักเป็นallegro con brioบางครั้งต้องขึ้นเนินและมีพลัง แต่ก็มีเสน่ห์อยู่เสมอ หนังสือเล่มนี้เต็มไปด้วยความเข้าใจและความหลงใหลในการทำงานตลอดชีวิตของ Boltzmann ขยายออกไปในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเพื่อรวมมุมมองที่สอดคล้องกันของวิทยาศาสตร์ยุโรปในสมัยของ Boltzmann (ภาคผนวกทั้ง 16 รายการสามารถยืนอยู่คนเดียวเป็นตำราสำหรับหลักสูตรในกลศาสตร์สถิติ “จากมุมมองทางประวัติศาสตร์แต่ที่เข้มงวด”)
บุคคลสำคัญในแวดวงวิทยาศาสตร์ต้องจารึกไว้อย่างดีที่สุดและเข้าใจได้ง่ายที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับบุคคลในรุ่นเดียวกัน Cercignani ทำสิ่งนี้ได้อย่างยอดเยี่ยม โดยควบคุมรูปร่างของ James Maxwell, Hendrik Lorentz, Planck และคนอื่นๆ และอิทธิพลของพวกเขาที่มีต่อ Boltzmann และตัวเขาที่มีต่อพวกเขา ในคำนำของเขา Roger Penrose สรุปโดยสังเกตว่า Boltzmann ยืนเป็นความเชื่อมโยงระหว่าง Maxwell และ Einstein ซึ่งเชื่อมโยงฟิสิกส์ของสองศตวรรษ
อย่างไรก็ตาม ในท้ายที่สุด บางสิ่งก็ยังเกินเอื้อม แม้กระทั่งสำหรับ Cercignani “เราสามารถคาดเดาได้ แต่เราไม่สามารถนำเสนอการคาดเดาตามสถานการณ์ที่พิสูจน์แล้วได้ ดังนั้น เราต้องปิดบังความลึกลับไว้เหนือการกระทำสุดท้ายของชีวิตของลุดวิก โบลซ์มันน์”สล็อตแตกง่าย
