Boltzmann, Ludwig

Boltzmann, Ludwig (1844-1906), physicien autrichien qui a contribué à établir les bases de la mécanique statistique.

Après des études à Vienne et à Oxford, Boltzmann enseigne la physique dans différentes universités allemandes et autrichiennes pendant plus de quarante ans. Développant la théorie cinétique des gaz, notamment à partir des travaux de Maxwell, il établit que la seconde loi de la thermodynamique peut être obtenue sur la base de l’analyse statistique. Calculant le nombre de particules dotées d’une énergie donnée, il établit la statistique dite de Maxwell-Boltzmann. Il exprime l’entropie S d’un système en fonction de la probabilité W de son état : S = k × log W (équation de Boltzmann, où k est la constante de Boltzmann). Il établit aussi, de manière théorique, la loi de Stefan relative au rayonnement d’un corps noir. Mais il doit affronter la difficulté suivante : expliquer comment les principes mécaniques, où les phénomènes sont réversibles, peuvent engendrer des lois thermodynamiques décrivant des phénomènes marqués par l’irréversibilité. Il avance l’idée que, bien que les évolutions irréversibles ne soient que des possibilités parmi d’autres, elles sont si probables qu’elles se produisent pratiquement toujours.

Les conceptions atomistiques qui président aux recherches de Boltzmann lui valent une vigoureuse hostilité de la part de collègues gagnés à l’énergétisme. Ses résultats n’ayant apporté que peu de développements nouveaux, un certain discrédit frappe ses travaux théoriques, jusqu’à ce que les succès de Planck dans l’analyse du rayonnement du corps noir, puis d’Einstein dans celle de l’effet photoélectrique les remettent à l’honneur.