Ludwig Boltzmann, hijo de un funcionario de impuestos. Su niñez la pasó en el entorno de un hogar tranquilo y de situación económica acomodada. Una circunstancia muy distinta a la que vivieron su profesor guía Josef Stefan y su más íntimo y querido amigo el notable físico-químico Josef Loschmidt. Él no necesitó trabajar para salir de una pobre aldea e ir a la universidad. No tuvo que ayudar en una granja a padres analfabetos como le sucedió a Stefan, ni tuvo que atender ganado en su juventud, dar clases particulares o trabajar en una industria química como lo tuvo que hacer Loschmidt. Tuvo la suerte de ser siempre ayudado por su devota madre Katharina Paurnfeind, y de heredar cuando joven de su abuelo materno, un fabricante de relojes, una pequeña fortuna, lo que le permitió poder concentrarse en sus estudios.
Boltzmann cursó sus estudios de enseñanza media en Linz, Austria septentrional, donde se había mudado su familia. Era un estudiante ambicioso e impaciente. En sus años mozos, su interés estuvo centrado en la naturaleza, coleccionando y clasificando lepidópteras, y estudiando las plantas. Tuvo el infortunio de perder a su padre a la edad de 15 años.
Egresado de enseñanza media, Boltzmann estudió física en la Universidad de Viena. Entre sus profesores estaban José Petzval, quien había logrado grandes avances en la construcción de lentes fotográficos; Anrease von Ettingshausen, y Josph Stefan, con quien trabajó sobre la radiación continua. Recibió su doctorado en 1866 y su primera ayudantía docente en 1867. Después de trabajar con Stefan durante dos años, lo nombraron profesor de física teórica en la Universidad de Graz, en la provincia de Styria. Después de cuatro años en ese cargo, en 1873 aceptó la titularidad de una de las cátedras de matemáticas en la Universidad de Viena. Tres años después, vuelve a Graz, pero esta vez por un tiempo mayor, para desempeñar la cátedra de física experimental.
Entre los años 1869 y 1871, Boltzmann primero pasó varios meses en Heidelbery con Roberto Bunsen y Leo Konigsberg y luego con Gustav Kirchoff y Herman von Helmholrz en Berling. Cuando vuelve a Graz en 1876, ya Boltzmann se había hecho bastante conocido en el mundo científico, y de la gente joven talentosa, tales como Svante Arrhenius de Suecia y Walther Nernst de Alemania, quienes fueron a estudiar con él a mediados de la década de 1880. Posteriormente, Nernst se transformaría en su colaborador más cercano. Wilhelm Ostwald, uno de los fundadores de la física química, también visitó a Boltzmann en Graz.
En 1894, Boltzmann vuelve a trabajar a la Universidad de Viena, este vez a la cátedra de física teórica que había quedado vacante debido a la muerte de su profesor Joseph Stefan . Sin embargo, al año siguiente Ernst Mach fue nombrado profesor titular de la cátedra de historia y filosofía de las ciencias.
Boltzmann tenía muchos opositores científicos, pero Mach no sólo era uno más de ellos, si no que entre ambos no existía empatía alguna que les permitiera tener una convivencia formal en sus relaciones de trabajo.
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En 1900, y debido fundamentalmente a su aversión hacia Mach, Boltzmann se trasladó a Leipzig donde ejerció sus actividades docentes teniendo como compañero de trabajo a su más enconado colega Wilhelm Ostwald. Sin embargo, y pese a las diferencias en las correspondientes conclusiones científicas que sostenían, Boltzmann y Ostwald socialmente se desenvolvieron en aceptados términos personales. Pero a pesar de ello, y presionado por las discusiones científicas con Ostwald que se describirán más adelante, Boltzmann padeció durante su estadía en Leipzig de difíciles problemas síquicos que lo llevaron, incluso, a intentar suicidarse.
En el año 1901 Ernst Mach, debido a su mal estado de salud, deja la Universidad de Viena. Lo anterior motiva a Boltzmann, en 1902, a volver a esa casa de estudios a ocupar la cátedra de física teórica que ya anteriormente había ejercido. Pero además, también desempeña la que ejercía Mach de historia y filosofía de las ciencias. Sus conferencias de sobre filosofía llegaron a ser rápidamente famosas, lo que ocasionaron una especial invitación del emperador Francisco José para concurrir a la corte a dar una serie de pláticas sobre temas científicos contingentes.
Boltzmann se ganó su fama por su invención de la mecánica estadística . Labor que él desarrolló independientemente de Willard Gibbs . Sus teorías conectaron las características y el comportamiento de átomos y las moléculas con las de las sustancias que constituían esas estructuras.
Uno de los logros importantes de Boltzmann fue el hallazgo, en 1871, de lo que se conoce como la distribución Maxwell-Boltzmann. A saber la energía media del movimiento de una molécula es igual para cada dirección. En este trabajo, entrega un tácito reconocimiento a la importancia de la teoría electromagnética de Maxwell.
También es importante el desarrollo que realizó Boltzmann en 1884, sobre la ley empírica T4 de José Stefan , formulada en 1879 sobre la radiación del cuerpo negro. En su trabajo, demostró que la radiación de cuerpos negros podría derivar de los principios de la termodinámica.
Como ya señalamos, Boltzmann trabajó en mecánica estadística que fue lo que le otorgó su fama. En uno de sus trabajos sobre el tema, y usando probabilidades, logró describir cómo las características de los átomos determinan la de la materia. En detalle su trabajo se relaciona con la segunda ley de la termodinámica que él derivó de los principios de la mecánica en la década de 1890.
Las ecuaciones de la mecánica newtoniana son reversibles en el tiempo y Poincaré probó que un sistema mecánico que está en un estado dado volverá a menudo infinitamente a un estado arbitrariamente cercano al que tenía. Zermelo dedujo que la segunda ley de la termodinámica es imposible en un sistema mecánico. Boltzmann afirmó que el aumento de la entropía no siempre se da. No obstante él creyó en los resultados de Poincaré, aunque están correctos en teoría en la práctica, son imposibles de comprobar, ya que no existe la posibilidad de poder observar la vuelta de un sistema a un estado cercano a su original debido al largo tiempo que ello demora.
Como ya hicimos mención, las ideas de Boltzmann no fueron aceptadas por muchos científicos. En 1895, en un congreso en Lübeck, Wilhelm Ostwald presentó las siguientes indicaciones y alcances sobre el trabajo de Boltzmann:
- La real irrevocabilidad de los fenómenos naturales,en sí prueba la imposibilidad de describir la existencia de procesos a través de ecuaciones mecánicas, y con ello los veredictos de un materialismo científico.
Sommerfeld, quién se encontraba como asistente al congreso, describió la batalla que desarrollaron Ostwald y Boltzmann. Escribió:
... Boltzmann fue secundado por Felix Klein . La batalla entre Boltzmann y Ostwald se asemejó a la del toro con el combatiente flexible. Sin embargo, esta vez el toro resultó victorioso... Los argumentos de Boltzmann llenaron el día. Nosotros, los matemáticos jóvenes de ese tiempo, estábamos todos de lado de Boltzmann...
Ostwald encabezó la oposición a las ideas de Boltzmann que eran opuestas a las de muchos científicos europeos, quienes lo entendían mal, no consideraban acertada la naturaleza estadística de su razonamiento. Sin embargo algunos, incluyendo Mach, pensaron que las discusiones eran demasiado violentas, y éste aparecía ciertamente ser el caso cuando Boltzmann procuró suicidarse cuando era compañero de trabajo de Ostwald.
En 1904, Boltzmann visita la Feria del Mundo en St. Louis, E.E.U.U. Allí dio una conferencia sobre matemáticas aplicadas y luego visitó Berkeley y Stanford. Desafortunadamente, los nuevos descubrimientos que entonces se habían realizados sobre la radiación y que él tomó conocimiento en sus visitas a esas casas de estudios superiores, le impidieron probar que sus teorías eran correctas.
Sin embargo, Boltzmann continuó defendiendo sus creencias sobre la estructura atómica y en una publicación en 1905 en el Populäre Schriften, intentó explicar cómo el mundo físico se podría describir a través de ecuaciones diferenciales, a través de la representación de la visión macroscópica sin la estructura atómica subyacente:-
Se puede excusar la banalidad para decir que el bosque oculta los árboles para los que piensen que se desunen de su atomismo debido a las ecuaciones diferenciales.
Los ataques contra su trabajo continuaron y él comenzó a sentir que la labor de su vida se derrumbaba a pesar de su defensa de sus teorías. Presionado y en mala salud, procedió a suicidarse poco antes que experimentos comprobaran sus ideas.
Un día festivo, con su esposa e hija en la bahía de Duino cerca de Trieste, él se colgó mientras éstas nadaban. Sin embargo, la causa de su suicidio no puede ser atribuida a la carencia de la aceptación de sus ideas. Nunca sabremos la causa verdadera que pudo generar su enfermedad mental que lo condujo a tomar esa triste decisión.
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