路德維�！げ�爾茲曼 - 人物簡介

奧地利物理學家，氣體動理論的主要奠基人之一。1844年2月20日玻爾茲曼出生于音樂之都維也納，幼年受到良好的家庭教育。1863年在維也納大學學習物理學和數(shù)學，得到斯忒藩和洛希密脫等著名學者的贊賞和培養(yǎng)。1866年獲博士學位后，在維也納的物理學研究所任助理教授，此后歷任拉茨大學、維也納大學、慕尼黑大學和萊比錫大學的教授。1899年被選為英國皇家學會會員。他還是維也納、柏林、斯德哥爾摩、羅馬、倫敦、巴黎、彼得堡等科學院院士。

路德維�！げ�爾茲曼 - 研究成果

大學畢業(yè)后，玻爾茲曼當了斯忒藩的助手。1866年正值玻耳茲曼即將完成博士論文之際，麥克斯韋計算出了分子速度的麥克斯韋分布律。1868至1871年間，玻耳茲曼把麥克斯韋的氣體速率分布律推廣到分子在任意力場中運動的情況，得出了有勢力場中處于熱平衡態(tài)的分子按能量大小分布的規(guī)律，即玻耳茲曼分布律，并進而得出氣體分子在重力場中按高度分布的規(guī)律。

玻耳茲曼進一步研究氣體從非平衡態(tài)過渡到平衡態(tài)的過程，于1872年建立了玻耳茲曼積分微分方程。他引進由分子速度分布函數(shù)f定義的一個泛函數(shù)H，證明f發(fā)生變化時，H隨時間單調(diào)地減小，H減少到最小值時，系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)——這就是著名的H定理。H定理與熵S增加原理相當，都表征熱力學過程由非平衡態(tài)向平衡態(tài)轉(zhuǎn)化的不可逆性。1877年玻耳茲曼建立了熵S和系統(tǒng)宏觀態(tài)所對應的可能的微觀態(tài)數(shù)目（即熱力學幾率W）的聯(lián)系：S∝lnW。揭示了宏觀態(tài)與微觀態(tài)之間的聯(lián)系，指出了熱力學第二定律的統(tǒng)計本質(zhì)：H定理或熵增加原理所表示的孤立系統(tǒng)中熱力學過程的方向性，正相應于系統(tǒng)從熱力學幾率小的狀態(tài)向熱力學幾率大的狀態(tài)過渡，平衡態(tài)熱力學幾率最大，對應于S取極大值或H取極小值的狀態(tài)。后來普朗克將玻爾茲曼的關(guān)系簡寫為 S=klnW ，式中k為玻爾茲曼常數(shù)。玻耳茲曼的工作是標志氣體動理論成熟和完善的里程碑，同時也為統(tǒng)計力學的建立奠定了堅實的基礎(chǔ)。

玻耳茲曼把熱力學理論和麥克斯韋電磁場理論相結(jié)合，運用于黑體輻射研究。1884年玻耳茲曼從理論上嚴格證明了空腔輻射的輻射出射度M和絕對溫度T的關(guān)系：M =σT4 式中,σ是個普適常量，這個關(guān)系被稱為斯忒藩－玻耳茲曼定律。1900年，普朗克在利用玻耳茲曼的方法推導黑體幅射定律時，提出了作為現(xiàn)代物理學標志的普朗克能量子假設(shè)，掀開了量子時代的帷幕。

玻耳茲曼是位很好的老師，講課深受學生歡迎。他常常主持以科學最新成就為題的討論班，帶動學生進行研究，培養(yǎng)了一大批物理學者。

路德維�！げ�爾茲曼 - 主要著作

玻爾茲曼的名著《氣體理論講義》被譯成多國文字，至今仍有重要學術(shù)價值。玻爾茲曼于1906年9月5日不幸自殺身亡。熵與熱力學幾率關(guān)系式S=klnW至今仍然刻在玻爾茲曼的墓碑上。