루트비히 볼츠만

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**루트비히 볼츠만**
루트비히 에두아르트 볼츠만 (1844-1906)
출생	1844년 2월 20일(1844-2-20) 오스트리아, 빈
사망	1906년 9월 5일 이탈리아, 두이노
거주지	오스트리아, 독일
국적	오스트리아
분야	물리학
소속	그라츠 대학, 빈 대학, 뮌헨 대학, 라이프치히 대학
출신 대학	빈 대학
지도교수	요세프 슈테판
지도학생	폴 에른페스트, 필립 프랑크, 구스타프 헤르글로츠
주요 업적	볼츠만 상수, 볼츠만 방정식, 볼츠만 분포, 슈테판-볼츠만 법칙

루트비히 볼츠만(Ludwig Boltzmann, 1844년 2월 20일 - 1906년 9월 5일)은 통계역학과 통계열역학으로 유명한 오스트리아 출신의 물리학자이다.

[편집] 생애

[편집] 어린 시절과 학생 시절

볼츠만은 오스트리아 제국 시절, 1844년에 빈에서 태어났다. 볼츠만의 아버지인 루트비히 볼츠만(Ludwig George Boltzmann)은 세무 공무원이었고, 아버지는 베를린에서 이주한 시계공이었다. 어머니인 카테리나 파우에른파인트(Katharina Pauernfeind)는 잘츠부르크 출신이었다. 볼츠만은 양친으로부터 가정에서 초등 교육을 받았으며, 나이 15세에 린츠에 있는 고등학교에 입학하였다. 그 해에 볼츠만의 아버지가 세상을 떠났다.

1963년 빈 대학교에 입학해 물리학을 공부해 1867년 기체운동론에 대한 연구로 박사 학위를 받았으며, 요세프 슈테판의 조수가 되어 2년간 일했다. 볼츠만에게 제임스 클러크 맥스웰의 업적을 소개한 것은 슈테판이었다.

[편집] 학문적 경력

볼츠만은 그의 나이 25세가 되는 1869년에 그라츠 대학의 이론물리학(수리물리학) 교수가 되었다. 1869년의 몇 달간은 하이델베르크에서 로베르트 분센과 레오 쾨니히스베르거와, 1871년에는 베를린에서 구스타프 키르히호프와 헤르만 폰 헬름홀츠와 공동 연구를 했다. 1873년 볼츠만은 빈 대학의 수학교수로 임용되었으며 1876년까지 일했다.

1873년에 볼츠만은 그라츠의 교사 양성 대학의 여학생이었던 헨리에테 폰 아이겐틀러를 처음 만났고, 1876년 7월에 헨리에테와 결혼해 슬하에 세 명의 딸과 두 명의 아들을 두었다. 볼츠만은 다시 그라츠로 돌아와 실험물리학과의 학장을 맡았다. 그의 제자 중에는 아레니우스 식으로 유명한 스반테 아레니우스와 열역학 제3법칙으로 유명한 발터 네른스트가 있었다. 볼츠만은 그라츠에서 14년 간을 일했으며, 이 당시에 통계 물리학의 기본 개념을 발전시켰다. 1887년에는 그라츠 대학의 총장이 되었다.

볼츠만은 1890년 독일에 있는 뮌헨 대학의 이론물리학 학장으로 임명되었고, 1894년에는 다시 빈 대학으로 돌아와 요세프 슈테판의 자리를 이어 이론물리학과 교수가 되었다.

[편집] 말년

볼츠만은 당시 빈 대학의 철학 교수였던 에른스트 마흐와 원자론을 둘러싸고 불편한 관계를 유지하다가, 빌헬름 오스트발트의 초청으로 1900년 라이프치히 대학으로 이직했다. 마흐의 퇴임 이후에 볼츠만은 1902년에 다시 빈으로 돌아갔다. 빈에서 볼츠만은 물리학 뿐만아니라 철학도 가르쳤는데, 그가 가르친 학생 중에는 린츠의 루트비히 비트겐슈타인도 있었다.

1906년 9월 5일, 볼츠만은 이탈리아 트리에스테 근방의 두이노에서 여름 휴가를 보내던 중 스스로 목을 매 자살하였다. 자살 당시 그의 부인과 딸은 밖에서 수영을 즐기고 있었다. ^[1] 우울증이 원인이었다고 추측되지만, 명확한 자살 이유는 밝혀지지 않았다.

[편집] 연구 업적

볼츠만은 개개의 입자(분자)들의 미시적인 성질과 그 입자들로 이루어진 거시적인 성질을 연관시키는 물리학의 한 분야인 통계역학의 토대를 다진 것으로 유명하다. 1871년 맥스웰-볼츠만 분포를, 1884년 슈테판-볼츠만 법칙을 유도해 냈다. 통계역학에서 중요한 업적을 이룬 사람에게 3년에 한 번씩 볼츠만 메달이 주어진다.

또한 볼츠만은 엔트로피에 관한 식을 다음과 같이 정식화했다.

$S = k \, \log W$