Ο Λούντβιχ Μπόλτσμαν (Ludwig Eduard Boltzmann, 20 Φεβρουαρίου 1844 – 5 Σεπτεμβρίου 1906) ήταν Αυστριακός θεωρητικός φυσικός και φιλόσοφος. Ο Μπόλτσμαν υπήρξε από τους θεμελιωτές της Στατιστικής Φυσικής και Θερμοδυναμικής.
Συνδύασε τη Θεωρία πιθανοτήτων στον 2ο Θερμοδυναμικό Νόμο, αποδεικνύοντας ότι η πιθανότερη κατάσταση ενός θερμοδυναμικού συστήματος είναι η κατάσταση ισορροπίας. Απέδειξε το θεώρημα ισοκατανομής της ενέργειας, (Νόμος Μάξουελ-Μπόλτσμαν) και ήταν ένας από τους σημαντικότερους υποστηρικτές της Ατομικής Θεωρίας όταν πολλοί μεγάλοι επιστήμονες αμφισβητούσαν ακόμα την ύπαρξη των ατόμων.
Ο Μπόλτσμαν γεννήθηκε στη Βιέννη και ήταν γιος του Λούντβιχ Γκέοργκ Μπόλτζμαν (Ludwig George Boltzmann) και της Katharina Pauernfeind. Ο γιος Μπόλτζμαν αρχικά εκπαιδεύτηκε κατ’ οίκον, αλλά στη συνέχει πήγε στο γυμνάσιο στο Λιντς, όταν σε ηλικία 15 ετών έμεινε ορφανός από πατέρα.
Σπούδασε Φυσική στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης από το 1863.Ανάμεσα στους δασκάλους του συγκαταλέγονταν και οι Γιόζεφ Λόσμιντ και Γιόζεφ Στέφαν. Ο Μπόλτσμαν εκπόνησε τη διδακτορική διατριβή του υπό την επίβλεψη του δεύτερου με θέμα την Κινητική θεωρία των αερίων και πήρε το διδακτορικό του το 1866. Στη συνέχεια εργάσθηκε επί δύο ακόμα χρόνια ως βοηθός του Στέφαν, ο οποίος του γνώρισε τις μελέτες του Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ.
Ακαδημαϊκή καριέρα
Το 1869 ο Μπόλτσμαν διορίσθηκε καθηγητής της Μαθηματικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Γκρατς, ενώ εργάσθηκε αρκετούς μήνες στη Χαϊδελβέργη με τους Ρόμπερτ Μπούνσεν και Λέο Κένιγκσμπεργκερ. Το 1871 συνεργάσθηκε με τους Κίρχοφ και Χέλμχολτζ στο Βερολίνο. Το 1873 ο Μπόλτσμαν έγινε καθηγητής των Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης.
Τον προηγούμενο χρόνο γνώρισε και ερωτεύθηκε τη Henriette von Aigentler, καθηγήτρια Μαθηματικών και Φυσικής στο Γκρατς. Οι γυναίκες απαγορευόταν τότε να εγγράφονται στα πανεπιστήμια της Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας, και η Henriette είχε κάνει αίτηση να παρακολουθεί απλώς διαλέξεις σε αυτά, αίτηση που απορρίφθηκε. Ο Μπόλτζμαν τη συμβούλευσε να εφεσιβάλει την απόφαση, πράγμα που έπραξε επιτυχώς. Στις 17 Ιουλίου 1876 παντρεύτηκαν, οπότε ο Μπόλτζμαν παραιτήθηκε από τη θέση του στη Βιέννη και ανέλαβε την έδρα της Πειραματικής Φυσικής στην πόλη της συζύγου του, το Γκρατς. Απέκτησαν τρεις κόρες και δυο γιους.
Στα επόμενα 14 χρόνια παρέμεινε εκεί και ανέπτυξε τη στατιστική του προσέγγιση για την ερμηνεία της Φύσης, ενώ ενέπνευσε και συνεργάσθηκε με φοιτητές όπως ο Σβάντε Αρρένιους και ο Βάλτερ Νερνστ καθώς και με τον Βίλχελμ Όστβαλντ. Το 1885 εκλέχθηκε μέλος της Αυτοκρατορικής Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών και το 1887 Πρόεδρος του Πανεπιστημίου του Γκρατς. Το 1890 ο Μπόλτσμαν κατέλαβε την έδρα της Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου και το 1893 διαδέχθηκε τον δάσκαλό του Γιόζεφ Στέφαν ως καθηγητής της Θεωρητικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης.
Στη Λειψία
Στη Βιέννη ωστόσο, ο Μπόλτσμαν δεν τα πήγαινε καλά με κάποιους από τους συναδέλφους του, ιδιαίτερα με τον Ερνστ Μαχ, οπότε δέχθηκε την πρόσκληση του Βίλχελμ Όστβαλντ και πήγε στο Πανεπιστήμιο της Λειψίας το 1900, για να επιστρέψει στη Βιέννη το 1902, όταν ο Μαχ παραιτήθηκε για λόγους υγείας. Ανάμεσα στους φοιτητές του στη Βιέννη ήταν και οι Πάουλ Έρενφεστ και Λίζε Μάιτνερ. Εκεί ο Μπόλτσμαν δεν δίδασκε μόνο Φυσική, αλλά έδινε και διαλέξεις στη φυσική Φιλοσοφία, οι οποίες αποδείχθηκαν πολύ δημοφιλείς: στην πρώτη από αυτές, παρότι δόθηκε στη μεγαλύτερη αίθουσα, υπήρχαν ακροατές που στέκονταν όρθιοι μέχρι και στις σκάλες. Εξαιτίας της μεγάλης επιτυχίας αυτών των διαλέξεων, ο αυτοκράτορας κάλεσε τον Μπόλτσμαν στα ανάκτορα.
Το τέλος
Παρόλα αυτά, ο Μπόλτσμαν υπέφερε από μανιοκατάθλιψη και έτσι κατά τη διάρκεια των θερινών διακοπών του στη μικρή πόλη Ντουΐνο (Duino) κοντά στην Τεργέστη το 1906 απαγχονίσθηκε σε μία κρίση κατάθλιψης. Η σορός του μεταφέρθηκε στη Βιέννη όπου και τάφηκε. Πάνω στον τάφο του αναγράφεται η σχέση S = klogW.
Συνεισφορά στη Φυσική
Η σημαντικότερη συνεισφορά του Μπόλτσμαν ήταν στην κινητική θεωρία των αερίων και περιλαμβάνει την Κατανομή Μάξγουελ-Μπόλτσμαν για τις ταχύτητες των μορίων τους. Η Στατιστική Μάξγουελ-Μπόλτσμαν και η Κατανομή Μπόλτσμαν για τις ενέργειες των μορίων παραμένουν τα θεμέλια της κλασικής Στατιστικής Μηχανικής. Εφαρμόζονται σε πολλά φαινόμενα που δεν απαιτούν την κβαντική στατιστική.
Το μεγαλύτερο μέρος του κατεστημένου στη Φυσική δεν συμμεριζόταν την πίστη του ότι τα άτομα και τα μόρια υπήρχαν πραγματικά, σε αντίθεση με τους περισσότερους χημικούς. Είχε μακρόχρονη διαμάχη επί του θέματος με τον συντάκτη του κορυφαίου γερμανικού ερευνητικού περιοδικού Φυσικής της εποχής του, ο οποίος δεν του επέτρεπε να αναφέρεται σε άτομα ή μόρια ως κάτι παραπάνω από βολικές θεωρητικές κατασκευές.
Τρία χρόνια μετά τον θάνατο του Μπόλτσμαν, οι έρευνες του Ζαν Μπατίστ Περρέν στα κολλοειδή έπεισαν για την πραγματική ύπαρξη των μικροσκοπικών σωματιδίων.