LUDWIG BOLTZMANN: INGENIO Y TRAGEDIA
Hablar de ciencia también es hablar de historia. Todos hemos escuchado alguna vez sobre los grandes personajes que han marcado el desarrollo científico de la humanidad: Newton y el movimiento, Curie y la radioactividad o Einstein y la relatividad. Hazañas, éxitos, fracasos y logros, sin duda el mundo de la ciencia está lleno de historias inspiradoras, pero algunas veces ocurren terribles tragedias.
En esta ocasión profundizaremos en la vida de un genio que revolucionó el pensamiento de su época, logrando establecer un puente entre nuestro mundo y el mundo microscópico. Una mente brillante que desafortunadamente concluyó con un trágico final, hablemos de Ludwig Boltzmann, científico de la Física Estadística.
El inicio: futura promesa
Ludwig Boltzmann fue un físico y filósofo austriaco nacido el 20 de febrero de 1844 en Viena, actual Austria. Siendo parte de una familia acomodada en la Europa del siglo XIX, desde pequeño Boltzmann pudo acceder a una educación muy completa que le permitió desarrollar su curiosidad por el mundo y sus componentes más fundamentales.
Sin las preocupaciones básicas de la vida, pudo concentrarse en lo que más le gustaba y rápidamente se convirtió en el típico joven con futuro brillante por delante, manifestando un gran interés por la música, literatura y ciencias, en especial la física; sin embargo, durante su juventud tuvo la inesperada e incómoda llegada de una lúgubre compañía, la muerte. A la corta edad de 15 años, pierde a su padre y no conforme con ello, la muerte se lleva a Albert, su hermano menor, 4 años más tarde, en 1863.
Algunos historiadores consideran que las inesperadas pérdidas familiares afectaron duramente al joven científico, pero las dificultades emocionales no evitaron que Boltzmann pudiera continuar desarrollando sus capacidades intelectuales, siguiendo con su brillante trayectoria.
en la lápida puede leerse su famosa fórmula, como un símbolo de cuan importante es defender nuestras ideas y de quién fue Ludwig Boltzmann.
Lo anterior no es para menos, pues con tan solo 23 años ya se preparaba para ser profesor. Hubo estudiado física y matemáticas en la universidad de Viena, recibió su doctorado en filosofía, publicó dos artículos científicos y podría decirse que culminó su primera etapa en 1869 cuando el emperador Francisco José I lo nombró profesor titular de física matemática en la Universidad de Graz.
Más adelante también trabajó como profesor de matemáticas en Viena y en Múnich, dando cátedras de Física y Matemáticas. Por años siguió en el ámbito académico y científico, desarrollando sus ideas que cambiarían el camino de la física.
Su trabajo: un puente para conectar mundos
Paremos un poco en la historia y hablemos de la física. Hasta ahora hemos platicado de una vida exitosa y brillante, pero se necesita más que eso para imprimir tu nombre en los libros de historia, entonces ¿cuál fue la pequeña gran pizca de conocimiento que Boltzmann aportó al mundo? La respuesta se encuentra fuera de este mundo.
El principal aporte de Boltzmann fue el desarrollo de un nuevo enfoque para describir el mundo físico que nos rodea (el mundo macroscópico[1]) utilizando la estadística y el concepto de probabilidad junto con una idea muy poderosa y debatida, la hipótesis atómica.
Con estas herramientas pudo lograr una conexión entre el mundo microscópico (el mundo de los átomos y moléculas) y el mundo macroscópico (nuestro mundo), esto es, a partir de las propiedades más fundamentales (la interacción atómica y molecular) a una escala imperceptible para nosotros, poder explicar el comportamiento de los sistemas con sus variables que sí podemos observar y medir como la densidad, presión, viscosidad, etc.
Una forma sencilla de entender la entropía es pensar en esta variable como una forma de saber si un proceso es reversible o no
¿Cómo logró esta conexión? Para responder a esta pregunta, debemos recurrir a un gigante de la física, la termodinámica. Esta rama científica es una especie de prueba de fuego pues sus resultados más elementales están basados en hechos empíricos, por lo que una buena teoría debe ser compatible con lo que dice la termodinámica.
Es aquí donde surge la segunda ley de la termodinámica y el termino de entropía. Una forma sencilla de entender la entropía es pensar en esta variable como una forma de saber si un proceso es reversible o no. Por ejemplo, cuando rompes un vaso, aparte de sufrir un chanclazo, no es posible volver a juntar los pedazos para tener el vaso completo sin gastar energía, entonces decimos que hubo un aumento de la entropía y que el sistema es irreversible, esto es la esencia de la segunda ley de la termodinámica.
Matemáticamente podemos expresar la entropía de un sistema para poder determinar sus propiedades termodinámicas mediante una ecuación. Entonces Boltzmann pensó que podría determinar una relación entre la entropía del sistema y el número de formas de ordenación posibles de sus átomos constituyentes. Actualmente esta relación se expresa mediante la siguiente ecuación.
Donde S es la entropía, W es el número de formas de ordenación posibles y k es una constante que hoy en día es nombrada la constante de Boltzmann; esta singular expresión es el puente que logró conectar 2 mundos tan distintos y una de las mayores aportaciones del científico austriaco.
Adicionalmente, Boltzmann también destacó en otros aspectos de la ciencia y se dedicó al tratamiento estadístico de múltiples problemas físicos, realizando importantes contribuciones en el campo de la radiación, la mecánica, la electrodinámica y la teoría cinética de gases. Sin duda una de las grandes mentes del siglo XIX.
La controversia: Entre ideas y disputas
Continuando nuestra historia, conforme Boltzmann fue desarrollando su trabajo, procuró ampliar su panorama y formar relaciones con un gran espíritu de crítica y discusión. Intercambió conocimiento con sus colegas contemporáneos en múltiples conferencias y reuniones, incluso llegó a realizar tres viajes al continente americano.
Pero el mundo científico puede ser un lugar duro y cruel. Así lo vivió el veterano científico cuando sus ideas sobre la hipótesis atómica fueron puestas en duda, pues en ese momento no todos aceptaban su trabajo ni la existencia de los átomos y su papel fundamental en los procesos físicos al usar la estadística.
Algunos de sus principales detractores[2] fueron Wilhem Ostwald y Ernst Mach, si bien no pretendían bullearlo ni hundirlo, eran grandes defensores de la idea determinista de las leyes físicas, pensando que era imposible darle un tratamiento estadístico a la termodinámica o las leyes del movimiento.
Aunque tenía gente que apoyaba sus ideas, las discusiones, el rechazo y las críticas fueron contundentes y marcaron a Ludwig. Nadie sabe con certeza, pero se sospecha que la idea de haber cometido errores con sus ideas pudo con su estabilidad mental. Otro factor que no ayudó fue la edad, pues comenzó a enfermar, sufrir cambios de humor drásticos y trastornos nerviosos, en este tiempo llegó a pensar en quitarse la vida.
La tragedia y el legado
Avanzamos en la historia, debido a una neurastenia (debilidad nerviosa) Boltzmann tuvo que cesar sus actividades académicas en 1906. Comenzó a llevar tratamientos psiquiátricos y aunque la gente le respetaba y sus colegas lo apoyaron, sólo él conocía la dificultad de pelear con su propia mente, lo difícil que es tener un enemigo silencioso y mortal.
Finalmente, la tragedia fue inevitable. Era 1906, el fin del verano marcó el fin de una estancia con su familia en el Mar Adriático, en Duino, actual Italia. Todo iba bien, faltaba un día para el regreso, pero lastimosamente el fin de ese verano también marcó el fin de la vida de este gran hombre. El 6 de septiembre Stefan Boltzmann fue hallado muerto. Se quitó la vida.
Familiares, amistades y colegas quedaron devastados e impactados a partes iguales, la noticia de su muerte fue sorpresiva y las causas que lo orillaron a terminar con su vida nunca pudieron ser esclarecidas, pero como se ha dicho, se plantea el rechazo de sus brillantes ideas y diferentes padecimientos mentales.
La historia no termina aquí, sólo su vida, pues su legado quedó para la posteridad. Años más tarde la teoría atómica que tanto defendió Boltzmann finalmente fue ampliamente aceptada, sus ideas se difundieron en el mundo académico y científico. Hoy en día un vivo recuerdo de sus aportaciones al mundo se encuentra escrito en su propia tumba, en la lápida puede leerse su famosa fórmula, como un símbolo de cuan importante es defender nuestras ideas y de quién fue Ludwig Boltzmann.
Referencias
Página en alemán “Ludwig Boltzmann”. En: Wikipedia – La enciclopedia libre. Estado de edición: 7 de octubre de 2022, 18:20 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ludwig_Boltzmann&oldid=226846853 (Acceso: 19 de noviembre de 2022, 20:12 UTC).
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[1] Por mundo macroscópico nos referimos a los sistemas y cuerpos cuyas dimensiones son compatibles con la escala humana.
[2] A pesar de estar en contra de sus ideas, algunos de sus detractores como Ostwald veían en Boltzmann un colega con una gran trayectoria, incluso impulsando sus candidaturas para conseguir puestos académicos.
