Boltzmann

Boltzmann (bâtiment)         E8

Domaine universitaire.

Toponyme créé (toponyme indirectement descriptif).

*    Thème du patrimoine européen et universel.

*    Thème des sciences exactes.

*   Thème des toponymes descriptifs.

Le bâtiment portant ce nom est partagé par la l’École polytechnique de Louvain (ancienne Faculté des sciences appliquées) et par la Faculté d’ingénierie biologique, agronomique et environnementale (ancienne Faculté des sciences agronomiques).

*   Ludwig Boltzmann est né Ludwig-Eduard Boltzmann le 20 février 1844 à Vienne, et décédé le 5 septembre 1906 à Duino, près de Trieste, à l’époque en Autriche et aujourd’hui en Italie. Il est d’abord éduqué par ses parents et par un précepteur, puis il fréquente le gymnase de Linz. Son père meurt alors qu’il n’a que quinze ans. À l’âge de 19 ans, il entre à l’Université de Vienne, d’où il sortira docteur en physique en 1866. Lorsqu’il commence sa thèse, son directeur, Joseph Stefan, lui fait lire les travaux de Maxwell. C’est là qu’il découvre le modèle statistique que Daniel Bernoulli a proposé pour un gaz. Ce modèle considère le gaz comme composé de très petites billes, identiques, qui s’entrechoquent perpétuellement.

La théorie cinétique des gaz sera le sujet de la thèse de Boltzmann. L’année suivante, alors qu’il est assistant, il se lie d’amitié avec Joseph Loschmidt. À 25 ans, en 1869, Boltzmann obtient la chaire de physique mathématique à Graz. Il obtient la distribution de Maxwell-Boltzmann en 1871 et l’année suivante, il énonce le théorème H à propos de l’accroissement de l’entropie.

En 1873, il quitte Graz pour retrouver Vienne, sa ville natale, où il enseigne les mathématiques jusqu’en 1876.

C’est durant cette période, en 1875 précisément que Loschmidt soulève un problème qui est toujours d’actualité. Comment peut-il se faire qu’en se basant uniquement sur le modèle du gaz de Bernoulli qui ne fait appel qu’aux lois de chocs qui sont des lois réversibles, on puisse obtenir la description de phénomènes thermodynamiques irréversibles. La plupart des opposants de Boltzmann ne comprenaient pas l’incidence de l’aspect statistique du modèle de Bernoulli.

En 1876, il retourne à Graz pour y enseigner la physique expérimentale et assumer la fonction de recteur de 1887-1888. Il continue ensuite à y enseigner la physique expérimentale jusqu’en 1890.

En 1884 Boltzmann montre que l’on peut déduire la loi obtenue empiriquement par Stefan en 1879 des principes de la thermodynamique. De 1894 à 1900, il est à Vienne, où il succède à Joseph Stefan en 1895 à la chaire de Physique Théorique. Ernst Mach occupe alors la chaire d’histoire de la philosophie, ce qui conduira Boltzmann à quitter Vienne pour Leipzig. Mais il tombe de Caribe en Scylla, car là enseigne son plus fervent opposant, Ostwald, le défenseur de l’énergétisme, théorie qui s’oppose à l’atomisme, indispensable au traitement statistique de Boltzmann. L’opposition est violente au point de le conduire à une première tentative de suicide. Lorsqu’en 1901, Mach se retire de Vienne pour raisons de santé, Boltzmann y retourne pour enseigner la physique théorique et reprendre le cours d’histoire de la philosophie. Il y reste jusqu’à sa mort, par suicide, en 1906. Sur sa tombe est gravée la formule donnant l’expression statistique de l’entropie.

Bibliographie : L. Boltzmann, Populaire Schriften, Barth-Saarbrücken, 2006 ; Id., Vorlesungen über Gastheorie, Leipzig, 1896-1898 ; Id., Wissenschaftliche Abhandlungen, Im Auftrage... der Akademien der Wissenschaften zu Berlin, Göttingen, Leipzig, München, Wien, sous la dir. de F. von Hasenöhrl, e.a., 3 vol., New York 1968 ; P. Radelet-de Grave, Posterity of the Gas Model by Daniel Bernoulli, or Attempts at Introducing Complexity in a Model, dans The science of complexity : chimera or reality ?, Bologne, 2005, p. 171 sv.

P. Radelet-de Grave