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Ludwig Boltzmann

Ludwig Boltzmann

(* 20. Februar 1844 in Wien, + 5. September 1906 in Duino bei Triest)

Er studierte an der Universität Wien Physik, promovierte l866, habilitierte sich 1867, war zwei Jahre Assistent Josef Stefans und wurde 1869 Professor für mathematische Physik an der Universität Graz. Danach hatte er Lehrstühle abwechselnd in Wien, München und Leipzig inne. Svante Arrhenius, Walther Nernst, Fritz Hasenöhrl und Lise Meitner zählten zu seinen Schülern. Boltzmann war ein Physiker von ungewöhnlicher Vielseitigkeit. In jüngeren Jahren arbeitete er erfolgreich auf experimentellem Gebiet (er bestätigte 15 Jahre vor Hertz die Maxwellsche Lichttheorie, indem er den von Maxwell geforderten Zusammenhang zwischen Brechungsindex und Dielektrizitätskonstante bei Schwefel nachwies), so daß Ernst Mach, selbst ein ausgezeichneter Experimentalphysiker, ihn einen "kaum zu übertreffenden Experimentator" nannte. Gegen Ende seines Lebens hat er sich stark mit philosophischen Fragen (Materialismus contra Idealismus) beschäftigt, doch galt zeitlebens sein Hauptinteresse der theoretischen Physik: "Ihr zum Preise ist mir kein Opfer zu groß, sie, die den Inhalt meines ganzen Lebens ausmacht."

Das zentrale Problem seiner theoretischen Lebensarbeit war die Rückführung der Thermodynamik auf die Mechanik und die dabei nötig werdende Beseitigung des Widerspruchs zwischen der Umkehrbarkeit mechanischer Vorgänge und der Einseitigkeit thermodynamischer Prozesse. Er erreichte dieses Ziel, indem er die Entropie S mit der Zustandswahrscheinlichkeit W in Zusammenhang brachte derart, daß die Zunahme der Entropie in einem abgeschlossenen System einem Übergang von einem weniger wahrscheinlichen in einen wahrscheinlicheren Zustand korrespondiert. Die (übrigens erst von Max Planck in dieser Weise geschriebene) Formel, welche als Inbegriff des Lebenswerks Boltzmanns auch dessen Ehrengrab auf dem Wiener Zentralfriedhof schmückt, heißt

S = k · ln W

(k: Boltzmann-Konstante).
Von dieser Formel sagte Fritz Hasenöhrl: "Der Satz, daß die Entropie dem Logarithmus der Wahrscheinlichkeit proportional ist, ist einer der allertiefsten, schönsten der theoretischen Physik, ja der gesamten Naturwissenschaften." Dem entspricht es, daß die Entwicklung der modernen Physik ohne ihn nicht denkbar wäre. Er bildete den Ausgangspunkt der Quantentheorie sowohl in der Formulierung, welche ihr Max Planck im Jahre 1900 gab, als auch in der erweiterten Fassung, die von Albert Einstein stammt (1905). Andere bedeutende Leistungen Boltzmanns sind seine in voller Allgemeinheit aus statistischen Erwägungen abgeleiteten Verteilungsformeln für die Energie sich frei oder in Kraftfeldern bewegender Atome (Maxwell-Boltzmann-Verteilung) sowie die theoretische Begründung des von seinem Lehrer Josef Stefan auf empirischem Wege gefundenen Gesetzes über die Gesamtstrahlung des schwarzen Körpers (Stefan-Boltzmannsches Gesetz 1884).

Boltzmann war ein entschiedener Verfechter der Atomlehre, und die geringe Resonanz, ja Ablehnung, auf die er mit seinen Ansichten selbst bei hervorragenden Fachkollegen wie Wilhelm Ostwald, Ernst Mach und Max Planck stieß, bedeutete für ihn zeitlebens eine schlimme Enttäuschung. Seine Gegner wollten den Atomen nicht mehr als den Rang einer in der Chemie allerdings sehr fruchtbaren Arbeitshypothese zugestehen während er auf deren realer Existenz bestand und 1897 Galileis berühmte (legendäre) Worte in seinem Sinne anwandte: "Doch glaube ich von den Molekülen beruhigt sagen zu können: Und dennoch bewegen sie sich." Den eigentlichen Siegeszug der Atomtheorie, den Einstein 1905 mit seiner Theorie der Schwankungserscheinungen einleitete, hat er nicht mehr erlebt, obwohl er selbst es war, der bereits l878 das Auftreten von Ungleichgewichten als notwendige Folge der statistischen Theorie vorausgesagt hatte (und die Brownsche Molekularbewegung ihm durchaus nicht unbekannt war).

Boltzmanns Vielseitigkeit erstreckte sich auch auf künstlerisches Gebiet. Er hat bei Anton Bruckner Musikstunden genommen, war ein glühender Verehrer der Klassiker (Shakespeares, Goethes, insbesondere aber Schillers) und hat nicht zuletzt eine der humorvollsten deutschen Reiseschilderungen geschrieben (Reise eines deutschen Professors ins Eldorado). Vielleicht hängt es mit der beginnenden Abnahme seiner geistigen Kräfte (und weniger mit Mangel an Anerkennung, denn letztere hat er in reichem Maße gefunden) zusammen, daß er 1906 während eines Sommeraufenthaltes in Duino im Alter von 62 Jahren seinem Leben ein Ende setzte.

   Das Gymnasium: Friedrich-Koenig-Gymnasium, Würzburg Zurück: Physikseite