Home
  
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม

Warning: mysql_query() [function.mysql-query]: Unable to save result set in c:\www\science-news\includes\database.php on line 216
Ludwig Boltzmann:หนึ่งศตวรรษแห่งมตกาล PDF พิมพ์
โดย สุทัศน์ ยกส้าน 
ludwig1
ludwig2


     Ludwig Boltzmann นักฟิสิกส์ทฤษฎี เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2387 และผูกคอตายเมื่อปี พ.ศ. 2449 มีผลงานเรื่องทฤษฎีจลน์ของก๊าซ พบกฎการแผ่รังสีและอธิบายธรรมชาติของ entropy 

กรุง Vienna ของออสเตรีย เมื่อ 150 ปีก่อน เป็นเมืองที่เจริญรุ่งเรืองมากที่สุด พอๆ กับ Budapest ของฮังการี Cracow ของโปแลนด์ และ Prague ของเชโกสโลวะเกีย เพราะชาวออสเตรียมีความผูกพันและสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาธรรมกับชาวเยอรมันมาก คนออสเตรียจึงพูดภาษาเยอรมัน นอกจากนี้การศึกษาของออสเตรียก็เป็นไปตามแบบเยอรมัน เช่น เวลาจะสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก นิสิตจะต้องเสนอวิทยานิพนธ์ที่แสดงความคิดริเริ่ม และผ่านการสอบปากเปล่าอย่างชนิดโชกเลือด (Rigorosa) จึงจะได้ปริญญา
       
        Ludwig Eduard Boltzmann นักฟิสิกส์คนสำคัญคนหนึ่งของโลกเป็นชาวออสเตรีย ซึ่งได้ถือกำเนิดที่กรุงเวียนนา เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2387 (รัชสมัยพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว) และเป็นบุตรคนแรกของ Ludwig Georg Boltzmann ผู้มีอาชีพเป็นเจ้าพนักงานศุลกากร กับ Katharina Pauernfeind เด็กชาย Boltzmann เริ่มการศึกษาที่โรงเรียน และเรียนฟิสิกส์กับคณิตศาสตร์ได้ดีมาก ในวัยเด็ก Boltzmann เป็นคนเตี้ย ล่ำ ผมหยิก ตาสีฟ้า และสายตาสั้นมาก จึงต้องสวมแว่นตลอดเวลา
       
        การกำพร้าบิดาเมื่ออายุได้ 15 ปี ทำให้ Boltzmann รู้สึกเศร้าใจ และหดหู่มาก แต่ก็ได้พยายามเดินชีวิตต่อโดยการสอบเข้าเรียนฟิสิกส์กับคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Vienna เมื่ออายุได้ 19 ปี พออีก 3 ปีต่อมา ก็สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโท (ในสมัยนั้นมหาวิทยาลัยออสเตรียไม่เปิดสอนระดับปริญญาตรี) ขณะเป็นนิสิต Boltzmann ได้รู้จักอาจารย์คนหนึ่ง ชื่อ Josef Stefan (ผู้พบกฎการแผ่รังสีของวัตถุว่า อัตราการแผ่รังสีเป็นปฏิภาคโดยตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ของวัตถุนั้นยกกำลังสี่) Boltzmann รู้สึกประทับใจในความเป็นครูของ Stefan มาก เพราะเมื่อ Boltzmann พบ Stefan Stefan ได้ยื่นงานวิจัยของ Clerk Maxwell (เจ้าของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า) ให้อ่าน แต่เมื่อ Stefan พบว่า Boltzmann อ่านภาษาอังกฤษไม่ออก เขาก็ได้พยายามสอนภาษาอังกฤษให้
       
        เมื่ออายุได้ 24 ปี Boltzmann ได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ และเริ่มอาชีพครูวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Graz การมีผลงานวิชาการมาก ทำให้ Boltzmann ได้รับแต่งตั้งให้เป็นรองศาสตราจารย์ในอีก 2 ปีต่อมา และมหาวิทยาลัย Graz ก็มีชื่อเสียงโด่งดังด้วย เพราะมี Boltzmann เป็นอาจารย์ประจำที่เชี่ยวชาญฟิสิกส์ด้านทฤษฎีที่สามารถอธิบายสมบัติของก๊าซ โดยใช้สถิติในการศึกษาการชนกันระหว่างโมเลกุล งานวิจัยนี้ได้รับการพิมพ์ใน Proceedings of the Imperial Academy of Science แห่ง Vienna ในปี 2415 เมื่อวารสารปรากฏ โลกก็รู้จักสมการ Boltzmann ที่ใช้อธิบายคุณสมบัติของระบบโมเลกุลว่าเป็นไปตามหลักกลศาสตร์และสถิติ ความมีชื่อเสียงทำให้ Boltzmann ได้ทุนเดินทางไปฝึกวิจัยที่สถาบัน และมหาวิทยาลัยหลายแห่งในต่างประเทศ เช่น ที่มหาวิทยาลัย Heidelberg เพื่อทำงานร่วมกับ Bunsen (เจ้าของสิ่งประดิษฐ์ ชื่อ ตะเกียงบุนเสน) และที่มหาวิทยาลัย Berlin และเพื่อทำงานร่วมกับ Kirchoff (เจ้าของกฎ Kirchoff) และ Helmholtz (เจ้าของกฎข้อที่ 2 ของวิชาอุณหพลศาสตร์) เพราะ Helmholtz สนใจและซักถามประเด็นต่างๆ ที่ Boltzmann บรรยายตลอดเวลา Boltzmann จึงรู้สึกศรัทธา Helmholtz มาก
       
        เมื่ออายุได้ 29 ปี Boltzmann ได้รับตำแหน่งเป็นศาสตราจารย์คณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Graz เพราะมหาวิทยาลัยเห็นว่า ถึงแม้ผลงานของ Boltmann จะเป็นฟิสิกส์ แต่ก็เป็นฟิสิกส์ทฤษฎีที่ใช้คณิตศาสตร์มาก ถึงกระนั้น Boltzmann ก็ไม่รู้สึกภูมิใจ เพราะในสมัยนั้นใครๆ ก็ต้องการตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัย Vienna มากกว่า
       
        Boltzmann เข้าพิธีสมรสกับ Henrietta von Ailgentler ผู้มีอายุน้อยกว่าราว 10 ปี และมีอาชีพครู เพราะ Boltzmann เชื่อว่าชีวิตสมรสจะไม่ยั่งยืน ถ้าภรรยาไม่เข้าใจความต้องการและความทะเยอทะยานของสามี เธอก็จะมีสภาพเป็นเพียงคนใช้ ไม่ใช่เพื่อนชีวิตอย่างแท้จริงของสามี ดังนั้น Henrietta จึงตัดสินใจเรียนคณิตศาสตร์ แต่กฎมหาวิทยาลัยสมัยนั้นห้ามสตรีเรียนคณิตศาสตร์ เธอจึงต้องเรียนคณิตศาสตร์ด้วยตนเอง ในเวลาต่อมา Boltzmann ได้งานสอนคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Vienna แต่เขาไม่รู้สึกสุข เพราะต้องทำงานบริหารหนัก และตัวเองชอบสอนฟิสิกส์มากกว่า ดังนั้น เมื่อตำแหน่งศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Graz ว่าง Boltzmann จึงสมัครทันที แต่เขามีคู่แข่ง คือ Ernst Mach (เจ้าของหน่วยวัดความเร็วเป็นจำนวนเท่าของความเร็วเสียง) ผู้มีความเชื่อว่า ทฤษฎีการเคลื่อนที่ของ Newton ไม่สมบูรณ์
       
        การพิจารณาของคณะกรรมการได้ตัดสินให้ Boltzmann ชนะ ซึ่งการตัดสินนี้ได้ทำให้ Mach รู้สึกขุ่นใจและแค้นมาก 
ludwig3
 
แบบจำลองอธิบายธรรมชาติของ entropy
ตลอดเวลา 14 ปีที่ Boltzmann ใช้ชีวิตที่ Graz เขามีความสุขในชีวิตครอบครัว โดยมีบุตรชาย 2 คน และบุตรสาว 3 คน สำหรับด้านการงาน เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกของ Imperial Academy และได้รับปริญญากิตติมศักดิ์มากมาย ครั้นเมื่อได้รับการทาบทามว่า กษัตริย์ออสเตรียจะแต่งตั้งให้เป็นท่านเคานต (Count) Boltzmann ได้ปฏิเสธโดยอ้างว่า ชื่อธรรมดาๆ ก็ดีพอสำหรับบรรพบุรุษ อีกทั้งยังดีอยู่ สำหรับเขาและจะยังดีต่อไปสำหรับลูกหลานของเขาด้วย ดังนั้น จึงไม่มีความจำเป็นต้องแปลงชื่อของเขาเลย
       
        ความเป็นคนมีชื่อเสียง ทำให้ Boltzmann ได้รับการเชิญไปร่วมโต๊ะเสวยกับกษัตริย์ Franz - Josef บ่อย แต่ Boltzmann เป็นคนกินอาหารช้า ในขณะเดียวกันกษัตริย์ก็ไม่ทรงโปรดปรานการกิน ดังนั้น เมื่อกษัตริย์หยุดเสวย ประเพณีปฏิบัติ คือ แขกรับเชิญต้องไม่กินต่อ ด้วยเหตุนี้จึงมีบ่อยครั้งที่อาหารถูกยกไปก่อนที่ Boltzmann จะได้กิน
       
        Boltzmann ชอบเดินป่า และชอบสอนลูกให้รู้จักพืชและแมลง เขาชอบออกกำลังกายโดยเล่นสเกต ว่ายน้ำ ยิมนาสติก และชอบอ่านวรรณกรรมเยอรมัน สำหรับในด้านความเป็นครูนั้น Boltzmann มักเชิญนิสิตมาร่วมรับประทานอาหารที่บ้าน เพื่อพูดคุยปัญหา และเล่นเปียโนให้ฟัง โดยเฉพาะเพลงของ Beethoven และ Mozart
       
        ในปี พ.ศ. 2451 เมื่อ Kirchoff ถึงแก่กรรม Boltzmann ต้องการตำแหน่งของ Kirchoff ที่มหาวิทยาลัย Berlin แต่เมื่อได้รับการบอกเล่าว่า ชีวิตที่ Berlin ไม่เหมาะกับสไตล์ชีวิตของเขา Boltzmann จึงย้ายไปสมัครทำงานที่มหาวิทยาลัย Munich แทน และได้งานสอนฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ ทฤษฎีจลน์ของก๊าซ และความร้อน Boltzmann สอนหนังสืออย่างละเอียดและชัดเจน นอกจากนี้ยังชอบเปิดโอกาสให้นิสิตซักถามและวิจารณ์ด้วย สำหรับสไตล์การเขียนกระดานดำของ Boltzmann นั้น มีความเป็นระบบ และละเอียด จนใครก็ตามที่อ่านจากกระดานดำก็รู้ว่า Boltzmann สอนอะไรไปบ้าง
       
        Boltzmann สอนหนังสือที่ Munich ได้นาน 4 ปี และมีลูกศิษย์มากมาย หนึ่งในบรรดาคนเหล่านั้นคือ Lise Meitner (มารดาของระเบิดปรมาณูผู้พบปฏิกิริยาแยกตัวของนิวเคลียส fission) แต่ตำแหน่งอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยนี้ไม่มีบำนาญ ดังนั้น เมื่อ Boltzmann รู้ว่า Georg Simon Ohm (ผู้พบกฎของ Ohm ในวิชาไฟฟ้า) หลังเกษียณต้องเสียชีวิตอย่างอนาถาเพราะขาดเงิน Boltzmann จึงรู้สึกห่วงอนาคตของครอบครัวตนมาก ประจวบกับช่วงเวลานั้นสายตาเริ่มมัว Boltzmann จึงกังวลว่าตาตนจะบอดในอีกไม่นาน ทำให้ภรรยาต้องนั่งอ่านข่าววิทยาการต่างๆ ให้สามีฟังเพื่อให้สามีสบายใจ
       
        เมื่อมีทุกข์ Boltzmann รู้สึกอยากกลับบ้านเกิดที่ Vienna มาก ประจวบกับในปี 2435 Josef Stefan ผู้เคยเป็นอาจารย์ของ Boltzmann เสียชีวิต มหาวิทยาลัยจึงมีตำแหน่งว่าง แต่ Boltzmann ไม่สมัคร เพราะบรรยากาศทำงานที่ Munich ดีขึ้น เหตุการณ์นี้ทำให้มหาวิทยาลัย Vienna ต้องเสนอให้เงินบำนาญแก่ Boltzmann Boltzmann จึงตอบรับคำเชิญในปี พ.ศ. 2437
       
        แต่นั่นเป็นการตัดสินใจที่ผิด เพราะ Boltzmann ได้พบว่า นิสิตออสเตรียมิได้เก่งกล้าสามารถเท่านิสิตเยอรมัน อีกทั้งบรรยากาศวิชาการที่ Boltzmann เคยสนุกสนาน เมื่อ 18 ปีก่อนก็ได้ซบเซาไปหมด หนำซ้ำคู่อริ Mach ซึ่งเคยแข่งกับ Boltzmann ก็ได้หวนกลับมาทำงานประจำที่ Vienna ด้วย และ Mach ได้กล่าวโจมตีทฤษฎีอะตอมของ Boltzmann ทุกรูปแบบอย่างรุนแรง จน Boltzmann รู้สึกทุกข์ใจมาก จึงลาไปรับตำแหน่งศาสตราจารย์ฟิสิกส์ทฤษฎีที่มหาวิทยาลัย Leipzig ชั่วคราว แต่ที่นั่นก็มี Wilhelm Ostwald (นักเคมีรางวัลโนเบลจากผลงานด้าน (catalyst) และเป็นเพื่อนสนิทของ Mach) โดย Ostwald ได้โจมตี ตำหนิความเห็นเรื่องอะตอมของ Boltzmann ว่าเหลวไหลอีก เหตุการณ์หนีเสือปะจระเข้นี้ทำให้ Boltzmann รู้สึกซึมเศร้า จนถึงกับพยายามฆ่าตัวตาย ครั้นเมื่อ Mach เกษียณจากมหาวิทยาลัย Vienna Boltzmann จึงได้พยายามหวนกลับมาทำงานที่มหาวิทยาลัย Vienna อีกคำรบหนึ่ง และถึงแม้ใครๆ ทั้งประเทศจะลือกันว่า Boltzmann ป่วยเป็นโรคจิต จักรพรรดิ Franz - Josef แห่งออสเตรียก็ไม่ทรงฟัง พระองค์ได้โปรดให้ Boltzmann กลับมาทำงานที่ออสเตรีย โดยมีเงื่อนไขว่า Boltzmann จะต้องไม่รับงานนอกประเทศอีกตลอดชีวิต
       
        เมื่อ Boltzmann อายุครบ 60 ปี เพื่อนๆ ได้ร่วมกันจัดงานฉลองและพิมพ์หนังสืออนุสรณ์ แต่ขณะนั้นสุขภาพของ Boltzmann กำลังทรุดลงๆ คือ สายตามัวมาก เป็นหืด ปวดหัวบ่อย ปวดหน้าอกเป็นครั้งคราว และมีอารมณ์ซึมเศร้าตลอดเวลา เพราะทำงานหนักในบางครั้งตั้งแต่ค่ำยันสว่าง
       
        ครอบครัวจึงตัดสินใจเดินทางไปพักผ่อนที่ Duino ซึ่งเป"นหมู่บ้านเล็กๆ ใกล้เมือง Trieste ในอิตาลี หมู่บ้านนี้มีปราสาทอยู่บนเนินเขาติดทะเล Adriatic ในวันที่ 5 กันยายน พ.ศ. 2449 เมื่อภรรยาและลูกคนเล็กกลับจากว่ายน้ำเดินมาที่โรงแรมได้พบ Boltzmann วัย 62 ปี ผูกคอตาย
       
        Boltzmann มีผลงานที่สำคัญ ได้แก่ ทฤษฎีจลน์ของก๊าซ โดย Boltzmann ได้พบกฎ Equipartrtion of Energy ซึ่งแสดงว่า พลังงานรวมของโมเลกุลหรืออะตอมโดยเฉลี่ยแต่ละทิศทางมีค่าเท่ากันหมด และพบกฎการแจกแจงของ Maxwell - Boltzmann ซึ่งใช้สถิติแบบ Maxwell - Boltzmann
       
        ผลงานที่โดดเด่นมากอีกชิ้นหนึ่ง คือ Boltzmann ได้แสดงให้เห็นว่า ปริมาณต่างๆ ในวิชาอุณหพลศาสตร์ สามารถหาได้จากพฤติกรรมของอะตอมหรือโมเลกุลจำนวนมาก ซึ่งพฤติกรรมนี้สามารถคำนวณได้จากกฎกลศาสตร์และสถิติ โดยเฉพาะเรื่อง entropy ซึ่งเป็นค่าที่บอกปริมาณความไม่เป็นระเบียบของระบบก็สามารถคำนวณได้จาก S = k ln W เมื่อ S คือ entropy , W คือ โอกาสความเป็นไปได้ของการแจกแจง และ k คือ ค่าคงตัว Boltzmann และสมการนี้ถูกจารึกบนหลุมฝังศพของ Boltzmann ผู้มีส่วนในการให้กำเนิดวิชา Statistical Mechanics ครับ

Views: 2685

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 99 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 24651648  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!