Ludwig Boltzmann gilt als ein Wegbereiter der modernen Physik

14. Juni 2006, 13:17
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Anfang September jährt sich sein Selbstmord zum 100. Mal

Wien - Am 5. September jährt sich zum 100. Mal der Selbstmord Ludwig Boltzmanns, der als einer der Wegbereiter der modernen Physik gilt. Noch bis Freitag veranstaltet das Erwin Schrödinger Institut für Mathematische Physik zu Ehren des Todestages ein Symposium. Am Mittwoch sprachen der Wiener Quantenphysiker Anton Zeilinger und der deutsche Physiker Jürgen Renn im Rahmen der Wiener Vorlesungen an der Technischen Universität (TU) Wien über Boltzmann.

Für Zeilinger ist Boltzmann einer der größten österreichischen Physiker überhaupt. Er machte sich in verschiedenen physikalischen Teildisziplinen verdient. So galt er als Anhänger und Wegbereiter der zu seinen Lebzeiten noch höchst umstrittenen Atom-Theorie. "Damit machte er sich nicht nur Freunde", so Zeilinger gegenüber der APA. Etwa der ebenfalls aus Österreich stammende Wissenschafter Ernst Mach galt als Gegner der heute als selbstverständlich geltenden Theorie der kleinsten Teilchen. Boltzmann hat den endgültigen Sieg der so genannten Atomisten, zu denen er zählte, nicht mehr erlebt.

Entropie

Boltzmann beschäftigte sich aber auch mit Fragen zur so genannten Entropie, warum die Unordnung im Universum stets zunimmt. "Dass ein heißer Kaffee nach Zugabe von kalter Milch kühler wird, erscheint im täglichen Leben selbstverständlich, in der Physik dagegen nicht", so Zeilinger weiter. Boltzmann führte zur Erklärung erstmals die Wahrscheinlichkeit ein, sehr salopp ausgedrückt: Der Kaffee wird kühler, weil alles andere sehr unwahrscheinlich ist.

Biografie

Boltzmann wurde in der Nacht des 20. Februar 1844 - zwischen Faschingsdienstag und Aschermittwoch - in Wien geboren. Er selbst führte - wenn auch im Scherz - seinen zwischen euphorischen Hochstimmungen und tiefer Depression schwankenden Gemütszustand mitunter auf diese symbolträchtige Geburtszeit zurück.

Der Sohn eines "k.k. Cameral-Concipisten", eines höheren Beamten in der Finanzverwaltung der Monarchie, war ein früh zur Reife gelangter Geist mit eigenständigen, originellen Denkansätzen: Im Linzer Gymnasium, das Boltzmann nach einem berufsbedingten Ortswechsel des Vaters besuchte, war er - mit Ausnahme eines Jahres - stets Klassenbester.

Studium

1863 nahm er das Studium der Mathematik und Physik an der Universität Wien auf, promovierte 1866, habilitierte schon im Jahr darauf - und mit 25 Jahren, 1869, ernannte Kaiser Franz Josef den akademischen Jungstar zum ordentlichen Professor für Mathematische Physik an der Universität Graz. Studienaufenthalte in Deutschland - 1870 bei Robert Wilhelm Bunsen in Heidelberg und 1871 bei Hermann von Helmholtz in Berlin - erweiterten den wissenschaftlichen Horizont des jungen Hochschullehrers.

1873 übernahm Ludwig Boltzmann den Lehrstuhl für Mathematik an der Universität Wien, 1876 kehrte er als Professor für Experimentalphysik nach Graz zurück. Dort hatte er schon 1872 seine spätere Frau, Henriette von Aigentler, kennen gelernt.

Publikationen

Schon in der ersten Grazer Zeit setzte Boltzmann Eckpfeiler seines wissenschaftlichen Werkes und veröffentlichte vielbeachtete Arbeiten. Boltzmanns physikalische Theorien fußten auf den Erkenntnissen des britischen Physikers James Clerk Maxwell (1831-1879), dessen Forschungen über Elektrizität und Licht er zum Gegenstand seiner Vorlesungen machte. Eine Schlüsselrolle für Boltzmanns Untersuchungen spielte die von Maxwell formulierte Erklärung der Entropie: Helmholtz hatte entdeckt, dass die Gesamtenergie in einem geschlossenen System konstant ist.

Dies schuf das Problem der Erklärung irreversibler Prozesse - wieso beispielsweise aus einem Ofen Wärme gewonnen, aber nicht dorthin zurückgeführt werden könne. Ausgehend von der Annahme des Universums als geschlossenem System mit konstanter Energie ergibt sich daraus, dass alle Wärme dem Nullpunkt zustrebt, weil die Entropie - eine mathematische Größe für die Nichtausnutzbarkeit von Energie - sich dem Maximum nähert.

Mit Hilfe der Wahrscheinlichkeitsrechnung gelang es Boltzmann, die Entropie theoretisch zu beweisen: 1877 fand Boltzmann das nach ihm benannte Prinzip, das den Zusammenhang zwischen der Entropie und der thermodynamischen Wahrscheinlichkeit eines Zustandes eines physikalischen Systems ausdrückt. Sieben Jahre später bestimmte er die Entropie der Strahlung eines schwarzen Körpers.

Musik und Literatur

Ludwig Boltzmann war ein weit gespannter Geist, in dessen Leben - neben der Wissenschaft - vor allem Musik und Literatur einen bedeutenden Rang einnahmen. Zugleich litt der Physiker aber unter der Auseinandersetzung um seine Arbeit, die vor allem im Streit um die Atomtheorie eskalierte.

1890 nahm Boltzmann einen Ruf als Professor für theoretische Physik an der Universität München an, von wo er 1894 nach Wien zurückkehrte, um den Lehrstuhl seines früheren Lehrers Josef Stefan zu übernehmen. Nach einem Zwischenspiel in Leipzig - 1900 bis 1902 - akzeptierte er eine neuerliche Berufung nach Wien.

Seinen Lebensabend überschatteten eine Reihe von persönlichen Katastrophen: Nach dem Tod seiner Mutter und seiner Schwester sowie seines erst elfjährigen Sohnes Ludwig stellten sich Depressionen ein, seine Sehkraft verschlechterte sich so sehr, dass er eine Vorleserin brauchte, und die Angst um den Verlust der Schaffenskraft führte zu einem ersten Suizidversuch. Am 5. September 1906 beging Boltzmann an seinem Urlaubsort Duino bei Triest Selbstmord. (APA)

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