Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

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Die Gedankenfreiheit ist die einzig wahre und die größte Freiheit, die der Mensch erreichen kann.
(Maxim Gorki)

21. November 2024

Ludwig Eduard Boltzmann (1844 - 1906) wurde in Wien geboren. Er studierte in seiner Heimatstadt Physik und Mathematik. 1869 wurde er Professor für theoretische Physik in Graz, danach in München, Wien und Leipzig, ab 1902 wieder in Wien. Boltzmanns Leistungen in der theoretischen Physik und in der Thermodynamik waren für die Naturwissenschaften genauso bedeutsam wie für die Philosophie.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ist simpel: "Wärme ist eine Energieform". Jede Energieform kann in eine andere umgewandelt werden, Elektroherde sind alltägliche Beispiele. Im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik sitzt aber der Teufel: "Es gibt keine Zustandsänderung, deren einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem Körper niederer auf einen Körper höherer Temperatur ist." Einfacher ausgedrückt: "Wärme kann nicht von selbst von einem Körper niedriger Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur übergehen." Wenn das Thermometer im Zimmer 20 Grad Celsius anzeigt, dann addieren die fünf Grad draußen die Temperatur niemals auf 25 Grad, wenn man das Fenster öffnet. Was so simpel klingt, hat in der Technik weitreichende Auswirkungen, denen sich Boltzmann mit Scharfsinn widmete.

Eine Konsequenz lautet beispielsweise, dass jedes physikalische System dem Zustand größter Unordnung zustrebt, was auch unserer Alltagserfahrung entspricht. Boltzmann war einer der ersten Physiker, der dieses Prinzip konsequent weiterdachte. Die wissenschaftliche Erneuerung der Thermodynamik war sein Lebenswerk. Physikalische Begriffe tragen heute noch seinen Namen, wie die "Boltzmann-Konstante".

Atomtheorie

Boltzmann schloss aus seinen Beobachtungen, dass es Atome geben müsse, was im 19. Jahrhundert noch keine ausgemachte Sache war. Zu Boltzmanns wissenschaftlichen Gegnern zählte Ernst Mach (1838-1916), ein einflussreicher Physiker und Philosoph, der damals Professor für Philosophie in Wien war. Boltzmann verteidigte seine aus den Gesetzen der Wärmelehre abgeleitete Atomtheorie gegen Mach und andere Gegner. Der rein philosophisch begründeten Ablehnung der Atomtheorie musste Boltzmann schon deshalb entgegentreten, weil er um sein Lebenswerk fürchtete.

Freitod

In seinen letzten Lebensjahren litt Boltzmann an Asthma, Migräne und wegen Überarbeitung auch an Depressionen. 1906 machte er mit der Familie eine Ferienreise nach Triest. Am 5. September erhängte er sich in der Bucht von Duino, während seine Frau und seine Tochter badeten. Welche Rolle die jahrelangen Anfeindungen bei seiner tragischen Entscheidung spielten, werden wir nie wissen.

Helden der Wissenschaft:
Roger Penrose
(* 1931) berechnete gemeinsam mit Stephen Hawking die Verteilung von Masse und Energie im Universum und bewies die Existenz von Schwarzen Löchern.