【科学家小趣闻】科学狂人--玻尔兹曼

【慕联导读】

路德维希·玻尔兹曼拥有异于常人的思想和坚持，也承受着别人无法体会的煎熬与无助，正如他自己所说“我意识到我只是一个软弱无力的与时代潮流抗争的个人，但仍在力所能及的范围内做出贡献”。

【玻尔兹曼简介】

玻尔兹曼出生于奥地利的维也纳，22岁时获得维也纳大学的博士学位，博士毕业后又投身于教育事业，多次受邀出任大学教授。他在课堂上总是妙语连珠，常常用类似“非常大的小”这样生动形象的话语，让学生对抽象的物理学有深刻的认识。

在热力学和物理学方面上，玻尔兹曼更是做出了巨大贡献：

1869年，他将推广速度分布律到保守力场作用情况中，得到了玻尔兹曼分布律；1872年，他建立了玻尔兹曼方程；

1877年他又提出了著名的玻尔兹曼熵公式，式中的常量K以他的名字命名。

值得一提的是，在玻尔兹曼的墓碑上，没有记录他一生经历的墓志铭，也没有歌颂他在科学领域做出的巨大贡献，有的也只是这个孤零零的公式S=k.log W。

除了物理学，玻尔兹曼还注重自然科学哲学问题的研究，著有《物质的动理论》等。他不同意实证论和现象论，并在原子论遭到质疑和攻击时坚决捍卫它的正确性。

按常理而言，这样一个杰出的天才学者应该在学术领域一帆风顺，受人尊敬，然而玻尔兹曼的处境却大相径庭，甚至他的生活每一天都是煎熬的，最后选择了自杀来使自己释怀。

【自杀原因】

是什么原因造成他这样的惶惶不可终日？

又是什么原因让他终于走上了自杀这条路？

将玻尔兹曼的人生挫折一一呈现出来时我们不难发现其中缘由：十四岁丧父，四十一岁丧母，长子因病去世，亲人的离去让玻尔兹曼一次次陷入失去至亲的痛苦中，而每一次独特观点的论文发表都带来如潮的议论......种种痛苦将他的抑郁累计到了一个制高点。而随后玻尔兹曼与奥斯特瓦尔德之间发生的“原子论”和“唯能论”的激烈争论成为将这一切引爆的导火索。

两个都拥有高深智慧的人谁都不肯作出让步。然而在恩斯特·马赫站出来力挺奥斯特瓦尔德，不承认有“原子”存在之后，伴随着马赫在科学界举足轻重的地位，渐渐的许多著名的物理学家都不承认“原子”的存在性。玻尔兹曼这个笃信原子的人，开始了与外界的长期斗争，他性格中的自负心理与极端不自信矛盾的混杂在一起，消磨着这个伟人的心灵。

尽管论战最终玻尔兹曼取得了胜利，但是胜利的喜悦在他生命的道路上来的太慢了。

玻尔兹曼一直处在与日俱增的痛苦之中，又无法求得外界的理解。他曾两度试图自杀，第一次在1900年，并没有得到解脱。之后他的精神世界就崩塌了，无处排解的苦痛和性格中的不自信时时质疑着他的人生，在这样一个不可逆转的过程中，终于，1906年，在杜伊诺这片爱土之上，玻尔兹曼那颗受尽折磨的灵魂得到了永远的安息。

【当代科技中“玻尔兹曼”的影子】

虽然科学路上这位孤独的先驱者离我们远去100年有余，但令人兴奋的当代科技中依然闪现着“玻尔兹曼”的身影。

如今火热的人工智能领域，有种名为玻尔兹曼机（Boltzmann machine）的神经网络算法，其改进型受限玻尔兹曼机（Restricted Boltzmann machine）是种非常高效的快速学习算法，在数据降维、分类、协同过滤、特征学习等领域有广泛应用，而且对于有监督和无监督的机器学习场景均能使用。

近些年来，在另一个领域——计算流体力学中，格点玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann method）成为研究和应用的热点，它与传统的有限元、有限体积方法在处理问题的视角上有很大不同。这种方法在处理大雷诺数、多相、湍流等问题有其独到的优势。