볼츠만

원자의 성질(질량·전하·구조 등)이 어떻게 눈에 보이는 물질의 성질(점성도·열전도도·확산 등)을 결정하는지를 설명 및 예측하는 통계역학(統計力學)을 발전시키는 데 크게 이바지했다.

1866년 빈대학교에서 박사학위를 받고, 빈·그라츠·뮌헨·라이프치히에서 수학 및 물리학 교수를 지냈다. 1870년대에 몇 편의 논문을 발표하여 에너지 교환과 관계된 열역학 제2법칙은, 역학법칙과 확률이론을 원자의 운동에 적용하여 설명될 수 있다고 밝혔다. 제2법칙은 본질적으로 통계적이라는 사실과, 물질계에서 가장 확률이 많은 상태는 평형이므로 계는 열역학적 평형상태(전체적으로 균일하게 에너지가 분포된 상태)로 접근함을 명백하게 밝혔다.

이러한 연구를 하는 동안 그는 특정 온도에서 계의 여러 부분에 걸친 에너지 분포에 대한 일반법칙을 완성하고, 에너지 균등분배 정리(맥스웰-볼츠만 법칙)를 이끌어냈다. 이 법칙은 각각 다른 방향으로 움직이는 원자의 운동 에너지의 평균량은 같다는 것을 나타내며, 그는 원자끼리의 충돌로 인한 원자 사이의 에너지 분포변화를 나타내는 방정식을 유도하여 통계역학의 기초를 세웠다.

그는 또한 영국의 제임스 클럭 맥스웰이 제안한 전자기이론(電磁氣理論)의 중요성을 인식한 유럽 대륙 최초의 과학자 중 한 사람이었다. 비록 통계역학에 대한 그의 연구는 많은 공격을 받았고 오랫동안 인정받지 못했지만, 결국 그의 이론은 1900년 직전에 시작된 원자물리학의 발견들 및 브라운 운동(流體 속을 떠다니는 현미경적 입자의 무질서 운동) 같은 요동(搖動) 현상은 통계역학으로만 설명될 수 있다는 것이 입증됨으로써 인정받게 되었다.