Ludwig Boltzmann

In seinen frühen Arbeiten über die mechanische Bedeutung des 2. Hauptsatzes der Wärmetheorie, beschäftigte ihn das Problem zur idealen Beschreibung der Thermodynamik an Hand eines mechanischen Prinzips. Im Lauf seiner Forschungen musste er allerdings feststellen, dass mechanische Prinzipien nicht für die gesuchten Erklärungen ausreichten. 1876 heiratete er Henriette von Aigentler. Gemeinsam wurden sie Eltern von fünf Kindern, von denen vier zwischen 1878 und 1884 in Graz zur Welt kamen. Die jüngste Tochter wurde 1891 in München geboren. Aus der Zeit von 1876 bis 1889 stammen seine bedeutendsten Arbeiten. 1894 wurde er Nachfolger des verstorbenen Josef Stefan. Boltzmann blieb fortan nur noch in Wien tätig. Erst Überlegungen aus dem Bereich der kinetischen Gastheorie brachten Vielversprechende Ansätze zur Lösung des 2. Hauptsatzes. Dem voran gingen Arbeiten von James Clerk Maxwell über die Geschwindigkeitsverteilung von Molekülen idealer Gase.

Boltzmann verallgemeinerte Maxwells Erkenntnisse und konnte sich so, durch seine eigenen Forschungen über Gleichgewichtsverteilungen idealer Gase, den Ansatz zu den gesuchten Erklärungen erschließen. Darauf gelang ihm die statistische Erklärung zur Eigenschaft des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik. Dabei wird unter vorangegangenen Anfangsbedingungen die Zunahme der Entropie (= Maß für die Unordnung) in einem abgeschlossenen System als wahrscheinlichste Entropieänderung beschrieben. Im Zentrum bedeutet dies, dass im Rahmen statistischer Schwankungen auch ein Absinken der Entropie möglich ist (weniger Unordnung; mehr Ordnung). Boltzmanns Hypothese stand damit im Gegensatz zu den Betrachtungen über die kosmologischen Folgen des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik. So führte er an, dass sich die Annahmen über den Wärmetod des Weltalls auf unbegründete Schlussfolgerungen stützten. Letztere beruhten auf allgemeinen Erfahrungen, die auch nur für einen begrenzten Teil des Weltalls gemacht wurden.

Nach Albert Einstein ist es nicht sicher, ob das Weltall ein abgeschlossenes System ist und ob der 2. Hauptsatz der Thermodynamik überhaupt angewandt werden darf. Seine wissenschaftlichen Arbeiten führten zu einem auf der Wahrscheinlichkeitstheorie basierenden Instrument, mit dem sich Systeme im thermodynamischen Gleichgewicht untersuchen ließen. Ludwig Boltzmann wurde damit Vater einer neuen physikalischen Fachrichtung, die später von Josiah Willard Gibbs "statistische Mechanik" getauft wurde. Seine umfangreichen Forschungen umfassten neben der Fliegerei des Otto Lilienthals auch die Studien zur elektromagnetischen Theorie Maxwells. Im Zusammenhang mit dem Phänomen der Strahlungstheorie, konnte er im Jahr 1883 den theoretischen Hintergrund für die Abhängigkeit der Gesamtstrahlung eines schwarzen Körpers erbringen, was experimentell von Josef Stefan angedacht wurde.

Zeit seines Lebens wurden seine Erkenntnisse von Kollegen vehement angegriffen. Boltzmann verteidigte entschieden die atomistische Theorie der Materie gegen die Kritik. Seine energischsten Kritiker waren Ernst Mach, der die phänomenologische Richtung der Physik vertrat, sowie der Vertreter des Energetismus Wilhelm Ostwald. Zahlreiche Denunzierungen seiner Arbeit führten letzten Endes zu Depressionen.

Ludwig Boltzmann wählte während eines Sommeraufenthaltes in Duino bei Triest am 5. September 1906 den Freitod.


Erfinder, Entdecker, Erleuchtete