Ludwig Boltzmann

Ludwig Eduard Boltzmann (Viena, 20 de febrero de 1844 - Duino, Italia, 5 de septiembre de 1906) fue un físico austriacopionero de la mecánica estadística, autor de la llamada constante de Boltzmann, concepto fundamental de la termodinámica, y de la expresión matemática de la entropía desde el punto de vista de la probabilidad (la relación entre estados macroscópicos y microscópicos).





Hipótesis atómica y recepción por la comunidad científica

Tumba de Boltzmann en elCementerio central de Viena con la fórmula de entropía.

Boltzman defendió la hipótesis de la existencia real del átomo, propuesta que — aunque era compartida por el investigador escocés James Clerk Maxwell, por el estadounidense Josiah Willard Gibbs y por la mayoría de los químicos — no llegó a ser demostrada y aceptada por toda la comunidad científica. Entre sus opositores se encontró Ernst Mach.1

Se quitó la vida en 1906, por ahorcamiento, durante unas vacaciones en Duino, cerca de Trieste. El motivo del suicidio no está muy claro, pero sus biógrafos han planteado una posible relación con su resentimiento por el rechazo de esta idea por la comunidad científica. Desde luego, la dura oposición a su trabajo y al planteamiento atómico, con Wilhelm Ostwald como cabeza más visible, pudo haberle causado trastornos emocionales profundos que acaso con otros factores le llevasen a su autodestrucción.

Dos años después de su suicidio, diversos descubrimientos abrieron el camino para la aceptación de su teoría. Los trabajos de Jean Perrinsobre las suspensiones coloidales (1908-1909) confirmaron los valores del número de Avogadro y la constante de Boltzmann, convenciendo a la comunidad científica de la existencia de los átomos.2 3

En la tumba de Boltzmann, en el Zentralfriedhof, el cementerio central de Viena, se encuentra grabada la ecuación que describe la entropía, que para él se incrementa casi siempre:
Aportes teóricos[editar]

Destaca en su obra una pionera aplicación de métodos probabilísticos a la mecánica (que describen cómo las propiedades de los átomos determinan las propiedades de la materia), lo que le permitió fundamentar teóricamente las leyes de la termodinámica y trazar el camino para el desarrollo posterior de la termodinámica del llamado "no equilibrio".

Además, su punto de vista como teorizador ha sido también muy resaltado, y se considera que su figura tuvo importancia crucial para la física de comienzos del siglo XX. La visión teórico-científica de Boltzmann —con peso abierto en la matemática— fue resaltada por muy diversos pensadores, entre ellos el historiador del pensamiento Ernst Cassirer, que lo valoró singularmente en varios trabajos capitales, como El problema del conocimiento,4 o en La filosofía de las formas simbólicas.5

Más recientemente, lo ha destacado Stephen Toulmin.6 Y es que Boltzmann señalaba que había un fenomenismo matemático, imprescindible, y un fenomenismo general y asistemático, que es el de su oponente y enemigo Mach, el cual renunciaba a toda idea unitaria de la naturaleza.

Johannes van der Waals



Johannes van der Waals

Nacimiento 23 de noviembre de 1837
Leiden, Países Bajos
Fallecimiento 8 de marzo de 1923, 85 años
Ámsterdam, Países Bajos
Nacionalidad Neerlandés
Campo Matemáticas y física
Instituciones Universidad de Ámsterdam
Alma máter Universidad de Leiden
Supervisor doctoral Pieter Rijke
Estudiantes
destacados Diederik Korteweg
Gustav de Vries
Conocido por Fuerzas de van der Waals
Ecuación de van der Waals
Premios
destacados Premio Nobel de Física en 1910




Johannes Diderik van der Waals (Leiden, Países Bajos, 23 de noviembre de 1837 - Ámsterdam, 8 de marzo de 1923) fue un profesor universitario y físico neerlandés galardonado con el Premio Nobel de Física en 1910.
Biografía[editar]

Hijo de Jacobus van der Waals y Elisabeth van den Burg. Fue profesor de una escuela y más tarde pudo asistir a la universidad, a pesar de su desconocimiento de las lenguas clásicas. Estudió entre 1862 y 1865, licenciándose en matemáticas y física. Se casó con Anna Magdalena Smit y tuvo cuatro hijos: tres mujeres (Anne Madeleine, la poetisa Jacqueline Elisabeth, Johanna Diderica) y un varón (el físico Johannes Diderik Jr).

En 1866, fue director de una escuela secundaria de La Haya. En 1873, obtuvo el grado de Doctor por sus tesis titulada "Over de Continuïteit van den Gas - en Vloeistoftoestand" (Sobre la continuidad de los estados líquido y gaseoso). En 1876, se convirtió en el primer profesor de física de la Universidad de Ámsterdam.
Investigaciones científicas[editar]

Es famoso por su trabajo en la ecuación del estado de los gases y los líquidos, por la cual ganó el premio Nobel de Física en 1910. Van der Waals fue el primero en darse cuenta de la necesidad de tomar en consideración el volumen de las moléculas y las fuerzas ínter-moleculares (Fuerzas de Van der Waals, como generalmente se les conoce y que tienen su origen en la distribución de cargas positivas y negativas en la molécula), estableciendo la relación entre presión, volumen y temperatura de los gases y los líquidos.

Además investigó sobre la disociación electrolítica, sobre la teoría termodinámica de la capilaridad y sobre estática de fluidos.

DANIEL BERNOULLI

Ese mismo año, el matemático prusiano Christian Goldbach, después de quedar impresionado por el nivel matemático de Bernoulli, decide publicar la correspondencia que habían mantenido. En 1724, las cartas publicadas se habían extendido por todo el mundo, y Catalina I de Rusia le propuso ser profesor de la recién fundada Academia de Ciencias de San Petersburgo. Su padre logró que la oferta se ampliara también a su hermano Nicolau, que moriría de tuberculosis en San Petersburgo en 1726. En la Academia, Daniel trabajó en la cátedra de Física. Permaneció ocho años en San Petersburgo y su labor fue muy reconocida. Durante ese tiempo compartió vivienda con el también gran matemático Leonhard Euler, que había llegado a la Academia recomendado por el propio Daniel y al que ya conocía por ser un aventajado alumno de su padre en la Universidad de Basilea.Daniel Bernoulli (Groninga, 8 de febrero de 1700 - Basilea, 17 de marzo de 1782) fue un matemático, estadístico, físico ymédico holandés-suizo. Destacó no sólo en matemática pura, sino también en las llamadas aplicadas, principalmente estadísticay probabilidad. Hizo importantes contribuciones en hidrodinámica y elasticidad.

En el año 1732, vuelve a Basilea, donde había ganado un puesto de profesor en los departamentos de Botánica y Anatomía. En 1738 publicó su obra Hydrodynamica, en la que expone lo que más tarde sería conocido como el Principio de Bernoulli, que describe el comportamiento de un fluido al moverse a lo largo de un conducto cerrado. Daniel también hizo importantes contribuciones a la teoría de probabilidades.

Es notorio que mantuvo una mala relación con su padre a partir de 1734, año en el que ambos compartieron el premio anual de la Academia de Ciencias de París. Johann llegó a expulsarlo de su casa y también publicó un libro Hydraulica en el que trató de atribuirse los descubrimientos de su hijo en esta materia.

En 1750 la Universidad de Basilea le concedió, sin necesidad de concurso, la cátedra que había ocupado su padre. Publicó 86 trabajos y ganó 10 premios de la Academia de Ciencias de París, sólo superado por Euler que ganó 12.

Daniel Bernoulli fue elegido miembro de la Royal Society el 3 de mayo de 1750.

Al final de sus días ordenó construir una pensión para refugio de estudiantes sin recursos. Murió de un paro cardiorrespiratorio

ISAAC NEWTON

saac Newton (Woolsthorpe, Lincolnshire; 25 de diciembre de 1642jul./ 4 de enero de 1643greg.-Kensington, Londres; 20 de marzojul./ 31 de marzo de 1727greg.) fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de losPhilosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de la gravitación universaly estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo del cálculo matemático.

Newton comparte con Gottfried Leibniz el crédito por el desarrollo del cálculo integral y diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de la matemática, desarrollando el teorema del binomio y las fórmulas de Newton-Cotes.

Entre sus hallazgos científicos se encuentran el descubrimiento de que el espectro de color que se observa cuando la luz blanca pasa por un prisma es inherente a esa luz, en lugar de provenir del prisma (como había sido postulado por Roger Bacon en el siglo XIII); su argumentación sobre la posibilidad de que la luz estuviera compuesta por partículas; su desarrollo de una ley de convección térmica, que describe la tasa de enfriamiento de los objetos expuestos al aire; sus estudios sobre la velocidad del sonido en el aire; y su propuesta de una teoría sobre el origen de las estrellas. Fue también un pionero de la mecánica de fluidos, estableciendo una ley sobre la viscosidad.

Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la revolución científica. El matemático y físico matemático Joseph Louis Lagrange(1736-1813), dijo que «Newton fue el más grande genio que ha existido y también el más afortunado dado que sólo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo».

ROBERT BOYLE

El gran mérito de Boyle como investigador científico es que materializó los principios que Francés Bacon predicó en su obra Novum Organum, aunque no se considerara a sí mismo como seguidor de Bacon o de cualquier otro maestro. Dado que estaba "provisto de experimentos" para hacerse sus propios juicios, manifestó en numerosas ocasiones que, con el propósito de mantenerse tan libre de prejuicios como le fuera posible, eludía el estudio de los sistemas atómico y cartesiano, así como del mismo Novum Organum, aunque admitía "consultarlos ocasionalmente". Nada era más ajeno a su temperamento que el desenredo de hipótesis. Apreciaba la adquisición de conocimiento como un fin en sí mismo y, en consecuencia, se benefició de una perspectiva más amplia acerca de los fines de la investigación científica que la que tuvieron sus predecesores durante siglos. Esto, por otro lado, no significa que no prestara atención a las aplicaciones prácticas de la ciencia, ni que despreciara el conocimiento que servía al uso.

Boyle fue un alquimista convencido de la posibilidad de la transmutación de los metales, llegando a realizar experimentos con la esperanza de lograrlo; asimismo fue clave en la obtención de la abolición, en 1689, de la ley de Enrique IV contra la creación de oro y plata por medio de la alquimia (Act Against Multipliers, 1404).

Realizó importantes contribuciones en el campo de la física: la ley de Boyle, el descubrimiento del papel del aire en la propagación del sonido, las investigaciones acerca de la fuerza expansiva en la congelación del agua, acerca de la densidad relativa, la refracción encristales, electricidad, color, hidrostática, etc. A pesar de ello, la química fue siempre su área predilecta. En 1661 publicó The Sceptical Chemist (El químico escéptico) en el que criticaba los «experimentos por los cuales vulgares espagíricos se esfuerzan en probar que su sal, azufre y mercurio son los verdaderos principios de las cosas».

Para Boyle, la química era la ciencia de la composición de las substancias y no un arte auxiliar para el alquimista o el físico. Avanzó hacia la visión moderna de los elementos como los constituyentes de los cuerpos materiales, y comprendió la diferencia entre las mezclas y los compuestos, realizando progresos considerables en las técnicas para la determinación de sus componentes, un proceso que bautizó como "análisis". Más aún, llegó a suponer que los elementos estaban compuestos en última instancia de partículas de varios tipos y tamaños. Además, realizó estudios acerca de la combustión y la respiración descubriendo la intervención del oxígeno, así como experimentos en fisiología en los que se veía obstaculizado por la "sensibilidad de su naturaleza", que le impedía realizar disecciones anatómicas, especialmente de animales vivos, a pesar de saber que eran "más instructivos".

BLAISE PASCAL
Nació el 19 de junio de 1623 en Clermont-Ferrand. Se traslada junto a su familia a París en el año 1629. 

Cuando contaba 16 años formuló uno de los teoremas básicos de la geometría proyectiva, conocido como el Teorema de Pascal y descrito en su Ensayo sobre las cónicas (1639). En 1642 ideó la primera máquina de calcular mecánica. Mediante un experimento demostró en 1648 que el nivel de la columna de mercurio de un barómetro lo determina el aumento o disminución de la presión atmosférica circundante. 

En 1654 junto con Pierre de Fermat, formuló la teoría matemática de la probabilidad, fundamental en estadísticas actuaria les, matemáticas y en los cálculos de la física teórica moderna. Otras de sus contribuciones son la deducción del llamado 'principio de Pascal', que establece que los líquidos transmiten presiones con la misma intensidad en todas las direcciones y sus investigaciones sobre las cantidades infinitesimales. 

En 1654 entró en la comunidad jansenista de Port Royal, donde llevó una vida ascética hasta su fallecimiento. En 1656 escribió sus 18 Provinciales, en las que ataca a los jesuitas por sus intentos de reconciliar el naturalismo del siglo XVI con el catolicismo ortodoxo. 

Blaise Pascal falleció en París el 19 de agosto de 1662.

TORRICELI

En 1643, Torricelli utilizó el mercurio haciéndolo ascender en un tubo cerrado, creando vacío en la parte superior, empujado por el peso del aire de la atmósfera. Demostró que el aire tiene peso, e inventó el barómetro. Luego dijo:2


Vivimos en el fondo de un océano del elemento aire, el cual, mediante una experiencia incuestionable, se demuestra que tiene peso.

La unidad de presión torriceli se nombró en su memoria. Enunció, además, el teorema de Torricelli, de importancia fundamental en hidráulica. El teorema de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. «La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de gravedad del orificio»:


Principio del barómetro.

En 1644 publicó su trabajo sobre el movimiento bajo el título Opera geometrica. La publicación, junto a esta obra, de varios trabajos sobre las propiedades de las curvas cicloides le supuso una agria disputa con Roberval, quien le acusó de plagiar sus soluciones del problema de la cuadratura de dichas curvas. Aunque no parece haber dudas de que Torricelli llegó al mismo resultado de forma independiente, el debate sobre la primicia de la solución se prolongó hasta su muerte.

Entre los descubrimientos que realizó, se encuentra el principio que dice que si una serie de cuerpos están conectados de modo tal que, debido a su movimiento, su centro de gravedad no puede ascender o descender, entonces dichos cuerpos están en equilibrio. Descubrió además que la envolvente de todas las trayectorias parabólicas descritas por los proyectiles lanzados desde un punto con igual velocidad, pero en direcciones diferentes, es un paraboloide de revolución. Así mismo, empleó y perfeccionó el método de los indivisibles de Cavalieri.

También realizó importantes mejoras en el telescopio y el microscopio, siendo numerosas las lentes por él fabricadas y grabadas con su nombre que aún se conservan en Florencia.

Arquímedes

Arquímedes de Siracusa (en griego antiguo Ἀρχιμήδης; Siracusa (Siciliana), ca. 287 a. C. – ibídem, ca. 212 a. C.) fue un físico,ingeniero, inventor, astrónomo y matemático griego. Aunque se conocen pocos detalles de su vida, es considerado uno de los científicos más importantes de la antigüedad clásica. Entre sus avances en física se encuentran sus fundamentos en hidrostatica,estática y la explicación del principio de la palanca. Es reconocido por haber diseñado innovadoras máquinas, incluyendo armas de asedio y el tornillo de Arquímedes, que lleva su nombre. Experimentos modernos han probado las afirmaciones de que Arquímedes llegó a diseñar máquinas capaces de sacar barcos enemigos del agua o prenderles fuego utilizando una serie de espejos.1


Se considera que Arquímedes fue uno de los matemáticos más grandes de la antigüedad y, en general, de toda la historia.2 3Usó el método exhaustivo para calcular el área bajo el arco de una parábola con el sumatorio de una serie infinita, y dio una aproximación extremadamente precisa del número Pi.4 También definió la espiral que lleva su nombre, fórmulas para losvolúmenes de las superficies de revolución y un ingenioso sistema para expresar números muy largos.


Arquímedes murió durante el sitio de Siracusa (214–212 a. C.), cuando fue asesinado por un soldado romano, a pesar de que existían órdenes de que no se le hiciese ningún daño.


A diferencia de sus inventos, los escritos matemáticos de Arquímedes no fueron muy conocidos en la antigüedad. Los matemáticos de Alejandría lo leyeron y lo citaron, pero la primera compilación integral de su obra no fue realizada hasta c. 530 d. C. por Isidoro de Mileto. Los comentarios de las obras de Arquímedes escritos por Eutocio en el siglo VI las abrieron por primera vez a un público más amplio. Las relativamente pocas copias de trabajos escritos de Arquímedes que sobrevivieron a través de la Edad Media fueron una importante fuente de ideas durante el Renacimiento, mientras que el descubrimiento en1906 de trabajos desconocidos de Arquímedes en el Palimpsesto de Arquímedes ha ayudado a comprender cómo obtuvo sus resultados matemáticos.