Больцман
(Boltzmann) Людвиг (20.2.1844, Вена,
— 5.9.1906, Дуино, близ Триеста), австрийский физик, один из
основоположников статистической физики и физической кинетики. Член
Венской АН (1895) и многих академий мира. В 1866 Б. окончил Венский
университет. В 1867 приват-доцент этого университета. Профессор
теоретической физики университета в Граце (1869—73), профессор
математики в Венском университете (1873—1876), профессор
экспериментальной физики университета в Граце (1876—89). В 1889—94
занимал кафедру теоретической физики в Мюнхене, в 1894—1900 в Вене, в
1900—02 в Лейпциге, а затем снова в Вене. Научные интересы Б. охватывали почти все области физики (и
ряд областей математики). Автор работ по математике, механике,
гидродинамике, теории упругости, теории электромагнитного поля, оптике,
термодинамике и кинетической теории газов. Однако наибольшее значение
имеют работы Б. по кинетической теории газов и статистическому
обоснованию термодинамики. Б. обобщил (1868—71) полученный Дж. К.
Максвеллом закон распределения скоростей газовых молекул на газы,
находящиеся во внешнем силовом поле, и установил формулу
«больцмановского распределения» (см. Больцмана статистика), которая
проникла во все отделы статистической физики. Применяя статистические
методы к кинетической теории идеальных газов,
Б. вывел основное кинетическое уравнение газов, являющееся основой физической кинетики (см. Кинетика физическая). Важнейшая заслуга Б. — исследование необратимых процессов и статистическая трактовка второго начала термодинамики. В 1872 Б. ввёл т. н. Н-функцию, характеризующую состояние замкнутой макроскопической системы, и доказал, что с течением времени Н-функция не может возрастать (Н-теорема). Отождествив Н-функцию с энтропией S (с обратным знаком), Б. связал энтропию с W — вероятностью термодинамической: S = k·lnW. Это соотношение, выгравированное на памятнике Б. в Вене, даёт статистическое обоснование второму началу термодинамики и является основой статистической физики. Универсальная постоянная k названа в его честь Больцмана постоянной.
Б. был ревностным последователем электромагнитной теории Максвелла. Ему принадлежат первые экспериментальные работы по проверке справедливости выводов максвелловской теории электромагнитного поля. Он провёл измерения диэлектрической проницаемости газов и твёрдых тел и установил её связь с оптическим показателем преломления. Свои взгляды на теорию Максвелла Б. изложил в «Лекциях о максвелловской теории электричества и света» (1891—93). В 1884 Б. теоретически вывел закон излучения абсолютно чёрного тела, ранее установленный Й. Стефаном экспериментально, — Стефана — Больцмана закон излучения. Эта работа сыграла большую роль в развитии современной теории излучения. Б. принадлежат также работы по изучению поляризации диэлектриков, теории термоэлектричества, диамагнетизма и др. В частности, Б. разработал теорию Холла эффекта.Б. был убеждённым сторонником молекулярной теории. Он резко выступал против очень популярных в Австрии и Германии в конце 19 — начале 20 вв. махизма и энергетизма, сторонники которого (Э. Мах, В. Оствальд и др.) отказывались от объяснения внутреннего механизма физических явлений и признавали лишь «чистое описание». Б. приходилось вести напряжённую идейную борьбу, чтобы отстоять право молекулярно-атомистической теории на существование; его труды не были приняты рядом его соотечественников. Возможно, это сыграло известную роль в трагическом конце Б.: больной и подавленный, он покончил жизнь самоубийством.