Eine Entdeckung von ganz außerordentlicher Tragweite

Eine Entdeckung von ganz außerordentlicher Tragweite

Eine Entdeckung von ganz außerordentlicher Tragweite
Erwin Schrödinger (1887–1961).
(Mit freundlicher Genehmigung von Ruth Braunizer)
Karl von Meyenn
Eine Entdeckung von ganz
außerordentlicher Tragweite
Schrödingers Briefwechsel
zur Wellenmechanik
und zum Katzenparadoxon
123
Dr. Karl von Meyenn
MPI für Physik
Werner-Heisenberg-Institut
Föhringer Ring 6
80805 München
[email protected]
ISBN 978-3-642-04334-5
e-ISBN 978-3-642-04335-2
DOI 10.1007/978-3-642-04335-2
Springer Heidelberg Dordrecht London New York
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Einbandabbildung: Schrödinger, Aufnahme aus den 30er Jahren. (Mit freundlicher Genehmigung von
Ruth Braunizer)
Einbandentwurf: WMXDesign GmbH, Heidelberg
Gedruckt auf säurefreiem Papier
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Editorisches Vorwort
Wie die meisten Gelehrten des frühen 20. Jahrhunderts korrespondierte auch Schrödinger häufig mit seinen Freunden und wissenschaftlichen Kollegen. In solchen
Briefen wurden vor allem fachliche Probleme behandelt, bevor diese, erst nach
gründlicher Abklärung, durch Publikation einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich
wurden.
Wären uns nicht diese zunächst nur für den kleineren Kreis bestimmten brieflichen Mitteilungen erhalten, müßten wir oft auf die Kenntnis wesentlicher Bestandteile des Entstehungs- und Entwicklungsprozesses wissenschaftlicher Ideen
verzichten. Aus diesem Grunde werden – zusammen mit anderen Dokumenten und
Aufzeichnungen – besonders auch Briefe von bedeutenden Gelehrten in den wissenschaftlichen Archiven und weiteren dafür bestimmten Einrichtungen gesammelt
und sorgfältig aufbewahrt. Auf diese Weise sollen sie der historischen Forschung
dienstbar gemacht werden.
Viele von Schrödingers Briefen sind verschollen. Das betrifft besonders solche
aus den frühen Jahren, als er noch im engeren Wiener Kreis in bescheidener akademischer Stellung wirkte. Je bekannter er dann im Laufe seiner wissenschaftlichen Laufbahn wurde, um so mehr Spuren sind hinterblieben. Besonders aber aus
der Entstehungszeit der Wellenmechanik und der daran anknüpfenden Entwicklung
hat sich eine größere Menge seiner Korrespondenz erhalten. Davon soll jetzt eine
Auswahl von insgesamt 294 mit 34 Partnern ausgetauschten Briefen hier vorgelegt
werden.
Ein Teil dieser Briefe befindet sich – zusammen mit Büchern und anderen Teilen
seiner Hinterlassenschaft – im Hause von Schrödingers Tochter Ruth Braunizer im
nahe bei Insbruck gelegenen Alpbach, wo Schrödinger sich während seiner letzten
fünf Lebensjahre häufig aufgehalten hat. Weitere Handschriften, Aufzeichnungen
und insbesondere auch Schrödingers zahlreiche Notizbücher werden in der Zentralbibliothek für Physik in Wien aufbewahrt. Der übrige Nachlaß des Gelehrten ist
aber – wie auch bei den meisten seiner anderen Zeitgenossen – infolge eines durch
die ungünstigen Zeitumstände bedingten Wanderlebens in weiten Teilen der Welt
verstreut.
v
vi
Editorisches Vorwort
Um die noch vorhandenen Quellen zur Geschichte der Quantenphysik für die
historische Forschung zu lokalisieren und sicherzustellen, wurde Anfang der 60er
Jahre ein groß angelegtes Projekt unter der Leitung des amerikanisches Physikhistorikers Thomas S. Kuhn unternommen.1
Kuhn und seine Mitarbeiter stellten zunächst eine Liste von etwa 280 Forschern
zusammen, die während der Zeit von der Jahrhundertwende bis in die frühen 30er
Jahre aktiv in der Quantenphysik tätig waren. Dann wurde Kontakt mit den bedeutendsten Institutionen, Forschungszentren und noch lebenden Forscherpersönlichkeiten aufgenommen, um Informationen über Ereignisse und Personen einzuziehen
und noch existierende Quellen ausfindig zu machen. Das gefundene Quellenmaterial wurde gesichtet, inventarisiert und entsprechend seiner historischen Bedeutung
z. T. auch verfilmt.
Es wurden rund 175 Interviews mit etwa 95 an der Quantenforschung beteiligten
Personen durchgeführt. Auf diese Weise hoffte man, das überlieferte Quellenmaterial leichter in seinen historischen Kontext einordnen zu können. Weil Schrödinger
bereits im Januar 1961 in Wien verstorben war, konnte an seiner Stelle nur noch
seine Frau Annemarie befragt werden.
T. S. Kuhn und seine Mitarbeiter John L. Heilbron, Paul Forman und Lini Allen
haben das Ergebnis ihrer Nachforschungen in einem Katalog (bei Hinweisen mit
SHQP abgekürzt) zusammengestellt. Dieser wurde 1967 unter dem Titel Sources
for History of Quantum Physics. An Inventory and Report veröffentlicht. Spätere
Nachträge zu diesen Verzeichnissen (Inventory of Additions) wurden durch die Office for History of Science and Technology der University of California in Berkeley
herausgegeben. Die zahlreichen historischen und biographischen Studien, die seitdem zur Geschichte der Quantentheorie erschienen sind, beruhen weitgehend auf
dem hierdurch zugänglich gemachten Quellenmaterial.
Schrödingers Nachlaß nimmt in diesem Inventory and Report – neben denen von
Bohr und Kramers – einen zentralen Platz ein. Außer den Briefen, die sich noch
in seinem Besitz befanden, gehören dazu vor allem auch zahlreiche Manuskripte
und Notizbücher, die Schrödinger sorgfältig aufbewahrt hatte. Von allen Materialien aus der Zeit vor 1928 wurden Mikrofilmaufnahmen hergestellt.2 Von späteren
Unterlagen konnten wegen ihres ungewöhnlichen Umfangs (ca. 10 000 Seiten!) z. T.
nur noch Listen angefertigt werden. Natürlich weist der Katalog auch auf weiteres
Quellenmaterial hin, das in anderen nicht österreichischen Archiven gesichtet wurde.
Ein Verzeichnis des in dem Katalog der SHQP aufgeführten Schrödingerschen
Quellenmaterials ist mit den entsprechenden Hinweisen im Literaturverzeichnis des
Anhangs enthalten.
1
Parallel zu diesem Unternehmen, das sich vor allem mit der Durchforschung der europäischen
Zentren der Quantenphysik befaßte, wurde vom American Institute of Physics ein weiteres Projekt unter der Leitung von W. James King organisiert, um entsprechende historische Materialien
zur neueren Physikgeschichte in den USA zu sichern und zu inventarisieren (vgl. den Bericht in
Physics Today, Januar 1962, S. 44, 46 und 48).
2
Eine Ausnahme bilden die etwa 5000 Seiten umfassenden 106 Notizbücher aus Schrödingers
Studienzeit von 1905 bis 1911.
Editorisches Vorwort
vii
Von Schrödingers umfangreichen Briefwechsel wurde bisher nur ein ganz kleiner Teil veröffentlicht. Es handelt sich um eine Sammlung von 21 Briefen zur Wellenmechanik, die er mit Planck, Einstein und Lorentz austauschte und die sich damals in den Händen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften befand.
Schrödingers ehemaliger Kollege Karl Przibram hat sie (z. T. wesentlich gekürzt)
im Jahre 1963 herausgegeben. Auszüge aus einzelnen Briefen wurden außerdem
in einer größeren Zahl von wissenschaftshistorischen Untersuchungen verwendet.3
Eine umfassendere Edition seines inhaltsreichen Briefwechsels ist aber bisher noch
nicht zustande gekommen.
Eine Veröffentlichung von Schrödingers gesamten Briefwechsel, – wie etwa Albert Einsteins Korrespondenz im Rahmen seiner Collected Papers oder die Wissenschaftlichen Briefwechsel von Wolfgang Pauli und Arnold Sommerfeld4 – konnte
im Rahmen unserer Möglichkeiten nicht angestrebt werden. Trotz der in den SHQP
aufgeführten Quellenverzeichnisse ist der Umfang und Inhalt von Schrödingers gesamten nachgelassenen Papieren bisher nur in Umrissen bekannt. Eine wesentlich
darüber hinausgehende Bestandsaufnahme, die mit ausgedehnten Nachforschungen
verbunden wäre, muß der Zukunft vorbehalten bleiben.
Wir haben uns hier auf eine engere Auswahl aus dem uns zugänglichen Briefmaterial beschränkt. Es wurden zwei thematisch zusammengehörige Gebiete ausgewählt, die Schrödingers wissenschaftliche Hauptleistung dokumentieren: die Entstehung der Wellenmechanik und sein Beitrag zur Interpretationsfrage (Schrödingers Katze).
In einigen Briefen, die den hier gesteckten Rahmen wesentlich überschreiten,
mußten Kürzungen vorgenommen werden. (Insbesondere handelt es sich um 8 Briefe [246†,247†,248†,262†,263†,267†,271† und 272†], die sich mit Einsteins einheitlicher Feldtheorie und anderen nicht zu unserem Thema gehörigen Gegenständen
befassen. Von dem Schreiben [064†] an Einstein liegt nur ein unvollkommenes Fragment vor.)
Um den Zusammenhang zwischen Schrödingers Leben und seiner wissenschaftlichen Laufbahn herzustellen, wurde versucht, die durch die Briefe nicht erfaßten
Stationen seiner Entwicklung durch kürzere eingeschaltete Kommentare zu überbrücken. Bei der Gliederung der einzelnen Kapitel haben wir eine von Schrödinger
selbst in seiner Lebensbeschreibung5 vorgeschlagene Periodisierung seines Lebens
gewählt. Auch der Titel des Buches wurde durch eine von Schrödinger (in seinem
Schreiben [046†] an Planck) vorgenommene Formulierung nahegelegt.
Für die Entstehung der vorliegenden Briefedition gebührt vor allem Daniel Wyler, dem heutigen Inhaber von Schrödingers Lehrstuhl für Theoretische Physik an
der Universität Zürich besonderer Dank. Er setzte sich für eine Unterstützung des
Editionsvorhabens durch den Schweizerischen Nationalfonds und durch die naturEin (mit einem Pfeil 7! angezeigter) Hinweis auf die wichtigsten Publikationen über einen bestimmten Forscher findet man unter dem Namen desselben im Literaturverzeiches.
4
Die entsprechenden Briefeditionen von Einstein [1987ff.] Pauli [1979–2005] und Sommerfeld
[2000 und 2004] sind im Literaturverzeichnis aufgeführt.
5
Vgl. Schrödinger [1985, S. 35f.].
3
viii
Editorisches Vorwort
wissenschaftliche Fakultät der Universität Zürich ein und hat die notwendigen Voraussetzungen für seine Durchführung geschaffen.
Besonders wichtig war der Zugang zu Schrödingers Alpbacher und Wiener
Nachlaß, welche die meisten der hier abgedruckten Briefe enthalten.6 Während
zahlreicher Besuche bei der Tochter in Alpbach durfte ich die umfangreichen
Sammlungen von Schrödingers Papieren und Schriften dort einsehen und Kopien
für die vorliegende Briefedition anfertigen. Bei der Suche nach den Erben oder
der entsprechenden Nachlaßverwalter, welche über die Rechte der hier abgedruckten Briefe, Dokumente und Aufnahmen verfügen, wurde ich besonders durch meine Freunde und Kollegen David C. Cassidy (Hofstra University), Michael Eckert
(Deutsches Museum, München), Dieter Hoffmann (Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte, Berlin), Andreas Kleinert (Halle a. d. Saale), Jost Lemmerich
(Berlin), Tilman Sauer (Einstein Papers Project, Pasadena) und Robert Schulmann
(Washington, D. C.) unterstützt.
Im Züricher Stadtarchiv konnte ich die Akten der Verhandlungen studieren, die
mit Schrödingers Züricher Berufung einhergingen. Die Wissenschaftshistorischen
Sammlungen der ETH-Zürich, das Archiv der Universität in Wien und die Staatsbibliothek Preußischer Kulturbesitz in Berlin (Born-Nachlaß) wurden ebenfalls bei
der Materialsuche herangezogen.
Während der vielen Jahre, die ich an der Zusammenstellung und Bearbeitung
dieser Briefe arbeitete, wurde ich durch Wolfgang Kerber, den ehemaligen Leiter
der Österreichischen Zentralbibliothek für Physik in Wien und seine zahlreichen
Mitarbeiter unterstützt und mit Informationen, Briefen und Abbildungen versorgt.
Die Hofrätin Auguste Dick übernahm die Übertragung einiger in Kurzschrift aufgezeichneter Texte und Frau Marianne Willi half bei der Transkription der z. T. noch
in deutscher Schrift abgefaßten Handschriften.
Wolf Beiglböck hat sich als Vertreter des Verlages über viele Jahre hinweg für
das Entstehen und die Fortsetzung des vorliegenden Werkes eingesetzt. Für eine
sorgfältige Drucklegung und übersichtliche Textgestaltung sowie die Zusammenstellung der umfangreichen Register sorgte die le-tex publishing services GmbH in
Leipzig.
Außer den genannten sei auch allen nicht erwähnten Personen und Institutionen
gedankt, welche an der Entstehung dieses Briefwerkes beteiligt waren.
6
Die Herkunft der einzelnen Briefvorlagen wird im alphabetischen Briefverzeichnis am Schluß
des Bandes angegeben.
Nachweis der Abdruckgenehmigungen
[01] Briefe von Schrödinger an einen seiner Korrespondenten und Bilder (Umschlagbild, Frontispiz und Abb. Nr. 7, 27, 33 und 40): Mit freundlicher Genehmigung von Ruth Braunizer, Alpbach, Tirol
Briefe von den Korrespondenten und Bildern:
[02] American Institute of Physics, Niels Bohr Library, Abb. Nr. 35
[03] Bruno Bertotti: Mit Erlaubnis von B. Bertotti, Pavia, Italien
[04] Niels Bohr: Mit Erlaubnis des Niels Bohr Archive, Kopenhagen
[05] Max Born: Mit Erlaubnis des Churchill Archive Centre, Cambridge, UK
[06] David Dennison: Mit Erlaubnis von David S. Dennison, Hanover, NH, USA
[07] Albert Einstein: Mit Genehmigung von Princeton University Press, Princeton,
NJ,USA
[08] Hans Kramers: Mit Genehmigung von Matine Kramers, Den Haag, Niederlande
[09] Max von Laue: Mit Genehmigung von Christian Matthaei, Frankfurt a. M.
[10] Fritz London und Abb. Nr. 26: Mit Genehmigung von Frank London, Durham,
NC, USA
[11] Max-Planck-Institut für Physik, Werner-Heisenberg-Institut, München, Abb.
Nr. 13, 21 und 25
[12] MIT Museum, Mass. USA, Abb. Nr. 17
[13] Wolfgang Pauli und Abb. Nr. 28: Mit Genehmigung des Pauli Committee,
CERN, Genf
[14] Max Planck und Abb. Nr. 28: Mit Genehmigung der Erbengemeinschaft Dr.
Max Planck
[15] Arnold Sommerfeld: Mit Genehmigung von Monika Baier, München
[16] Hans Thirring: Mit Genehmigung von Walter Thirring, Wien
[17] Edward Teller: Mit Genehmigung von Paul und Wendy Teller, Co-Trusty
Edward Teller Estate
[18] Gregor Wentzel: Mit Genehmigung von Donat G. Wentzel, Hemstead, NY,
USA
[19] Hermann Weyl: Mit Genehmigung der ETH-Bibliothek, Zürich
ix
x
Nachweis der Abdruckgenehmigungen
[20] Wilhelm Wien und Abb. Nr. 10, 11 und 22: Mit Genehmigung des Archivs,
Deutsches Museum, München
[21] Zentralbibliothek für Physik, Universität Wien, Abb. Nr. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9,
15, 20, 23, 24, 29, 30, 31, 32, 34, 36, 37, 38, 39 und 41
[22] Die Naturwissenschaften (1918, 1923, 1928 und 1929), Abb. Nr. 12, 14, 18
und 19
[23] Karl von Meyenn, Abb. Nr. 16
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
I
Wiener Studienjahre: 1906–1910 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1
Besuch des akademischen Gymnasiums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2
Physikstudium an der Wiener Universität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3
Besuchte Vorlesungsveranstaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4
Das alte physikalische Institut in der Türkenstraße . . . . . . . . . . . . . . 7
5
Schrödingers curriculum vitae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
6
Auf Boltzmanns Spuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
7
Berührungen mit Ernst Mach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
8
Das Exnersche Institut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
II
Aushilfsassistent im Exnerschen Institut: 1911–1920 – Dynamische
und statistische Gesetzmäßigkeiten in der Molekularphysik . . . . . . . .
9
Radioaktive Zerfälle und Schweidlersche Schwankungen . . . . . . . .
10 Röntgenstrahlinterferenzen und Molekulartheorie der festen Körper
11 Brownsche Molekularbewegung und Ehrenhafts Subelektronen . . .
12 Paradoxien der Lichtquanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13 Statistische Gesetze in der Strahlungstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14 Neue Perspektiven. Czernowitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III
Jena-Stuttgart-Breslau-Zürich: 1920–1922 –
Auseinandersetzungen mit der Bohr-Sommerfeldschen
Atomtheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15 Abschied von Wien. Jena und Stuttgart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16 Würfelatome, Ellipsenvereine und Tauchbahnen . . . . . . . . . . . . . . . .
17 Breslau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18 Züricher Dienstantritt.
Eine bemerkenswerte Eigenschaft der Quantenbahnen . . . . . . . . . . .
19 Eine ungewöhnliche Antrittsrede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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20
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39
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55
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xii
Inhaltsverzeichnis
20
Die Bohr-Kramers-Slatersche Strahlungstheorie.
Krise der älteren Quantentheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
IV
Erste Wanderzeit. Zürich: 1921–1925 – Vorbereitende Jahre –
Briefe [001†–033†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
21 Frühe Beiträge zur Festkörperphysik.
Diamagnetismus der Metallelektronen.
Eine Theorie des Schmelzens.
Dia- und Paramagnetismus der Gase [001†, 002†] . . . . . . . . . . . . . . 64
22 Auseinandersetzungen mit der Bohrschen Atomtheorie [003†] . . . . 73
23 Tauchbahnen und Periodensystem der Elemente [004†] . . . . . . . . . . 76
24 Ende des Herumzigeunerns [005†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
25 Professor für theoretische Physik an der Universität Zürich [006†] 80
26 Liegekur in Arosa und erste Züricher Erfahrungen [007†, 008†] . . . 85
27 Züricher Kollegen [009†, 010†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
28 Entartete Gase [011†, 012†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
29 Zur Quantentheorie der Dispersion [013†–024†] . . . . . . . . . . . . . . . 103
30 Der Comptoneffekt. Ein Ruf nach Innsbruck [025†–033†] . . . . . . . 129
V
Erste Wanderzeit. Zürich: 1926 –
Quantisierung als Eigenwertproblem – Briefe [034†–071†] . . . . . . . . . 151
31 Zerfließende Wellenpakete [034†–036†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
32 Der Farbenartikel für das „grüne“ Handbuch.
Wiederholung des Michelson-Experiments [037†–040†] . . . . . . . . . 160
33 Linienintensitäten [041†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
34 Das Ende der Ganzheitsmystik [042†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
35 Quantisierung als Eigenwertproblem. Erste Mitteilung [043†, 044†]176
36 Ein Buch der mathematischen Physik [045†–053†] . . . . . . . . . . . . . 183
37 Die Herkunft der Ultragammastrahlung [054†, 055†] . . . . . . . . . . . . 201
38 Abhandlungen zur Wellenmechanik [056†, 057†] . . . . . . . . . . . . . . . 205
39 Borns Amerika Reise [058†–061†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
40 Das Teetassenphänomen [062†–064†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
41 Züricher Mitarbeiter [065†, 066†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
42 Walter Heitler [067†–071†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
VI
Erste Wanderzeit. Zürich: 1926 –
Gespensterfelder und Materiewellen – Briefe [072†–125†] . . . . . . . . . 233
43 Eine Einladung nach Berlin mit Folgen [072†, 073†] . . . . . . . . . . . . 235
44 Magnetische Woche. Bekanntschaft mit Max von Laue
[074†, 075†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
45 Züricher „Lokalaberglaube“.
Die relativistische Wellengleichung [076†–078†] . . . . . . . . . . . . . . . 251
46 Molekülrotationen. Lichtquantenhypothese [079†, 080†] . . . . . . . . . 268
47 Die Schwingungsauffassung [081†, 082†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Inhaltsverzeichnis
48
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63
VII
xiii
Oskar Kleins Anwendungen
der Schwingungsgleichung [083†, 084†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Besuch in München [085†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Innerer Aufbau der Sterne [086†–088†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
In Mittenwald bei Wien [089†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Vortragsreisen [090†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Besuch bei Bohr [091†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
Janos Kudar [092†–096†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
Die hydrodynamische Interpretation von Madelung [097†–099†] . . 316
Exner und die alte österreichische Schule der Physik [100†–102†] 319
Borns statistische Deutung [103†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Die Unschärfebeziehung [104†–109†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
Gespensterfelder und Wahrscheinlichkeitsamplituden [110†–113†] 346
Elektronentheorie der Metalle [114†, 115†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
Die Rockefeller Foundation [116†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
Laues Ambitionen [117†, 118†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Weyls Eichmaß [119†–125†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Erste Wanderzeit. Zürich: 1927 – Matrizier contra
Wellenmechaniker – Briefe [126†–161†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
64 Die Amerika-Reise [126†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
65 Der fünfte Solvay Kongreß [127†, 128†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
66 Amerikanische Reisebekanntschaften [129†, 130†] . . . . . . . . . . . . . 387
67 Linus Paulings Besuch in Zürich [131†–134†] . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
68 Matrizier und Wellenmechaniker [135†–139†] . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
69 Johannes Stark [140†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
70 Die Transformationstheorie [141†–144†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
71 Entdeckungsgeschichte der Materiewellen [145†] . . . . . . . . . . . . . . 414
72 Vorbereitungen für die fünfte Solvaykonferenz [146†–161†] . . . . . 417
VIII Lehr- und Lernzeit. Berlin: 1927–1933 – Briefe – [162†–194†] . . . . . . 441
73 Berliner Eindrücke.
Erste Kontaktaufnahme mit den neuen Kollegen [162†–169†] . . . . 442
74 Komplementarität und Individualität.
Reduktion der Wellenpakete [170†–175†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
75 Gruppentheorie und Quantenmechanik [176†–180†] . . . . . . . . . . . . 465
76 Die Stiftung der goldenen Planck-Medaille [181†] . . . . . . . . . . . . . . 477
77 Janos Kudars Beiträge zur Theorie des Betazerfalls [182†–188†] . . 478
78 Ewalds kristallographischen Strukturberichte [189†, 190†] . . . . . . . 492
79 Ehrenfests Erkundigungsfragen [191†, 192†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
80 Ehrenfests Depressionszustände [193†, 194†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501
xiv
Inhaltsverzeichnis
IX
Zweite Wanderzeit. Romantisches Intermezzo.
Oxford und Graz: 1933–1938 – Briefe [195†–229†] . . . . . . . . . . . . . . . . 509
81 Niederlegung der Berliner Professur [195†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
82 Ehrenfests tragisches Ende [196†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
83 Die Nobelpreisverleihung [197†–199†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
84 Am Magdalen College in Oxford [200†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
85 Eine Einladung nach Princeton. Weitere Perspektiven [201†–204†] 524
86 Pläne zu einer Berufung nach Princeton [205†, 206†] . . . . . . . . . . . 534
87 Das Einstein-Podolsky-Rosen Paradoxon [207†, 208†] . . . . . . . . . . 540
88 Arnold Berliners Entlassung [209†–218†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
89 Das Katzenparadoxon [219†, 220†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568
90 Gloria in excelsis deo! [221†, 222†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
91 Fritz Londons Schwierigkeiten [223†–226†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
92 In Graz. Der Philosoph Ernst Cassirer [227†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587
93 Sir Arthur Stanley Eddington [228†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
94 Eddingtons kosmologische Spekulationen [229†] . . . . . . . . . . . . . . . 595
X
Genter Gastprofessur und „langes Exil“.
Gent und Dublin 1938–1956 – Briefe [230†–279†] . . . . . . . . . . . . . . . . . 599
95 Wegen „politischer Unzuverlässigkeit“ entlassen.
Emigrantensorgen [230†–232†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601
96 Das Verhältnis zu Ernst Mach [233†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
97 Die Verleihung der Max Planck-Medaille an Born [234†] . . . . . . . . 612
98 Individualität–Dualismus–Komplementarität.
Die Herkunft der Sterne [235†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614
99 Was ist Leben? [236†–242†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623
100 Einsteins unitäre Feldtheorie [243†, 244†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636
101 Determinismus-Debatten [245†–248†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
102 Borns Anteil an der Entwicklung der Quantenmechanik [249†] . . . 655
103 Are There Quantum Jumps? [250†, 251†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657
104 Was ist ein Elementarteilchen? [252†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662
105 Die Entstehung der Wellenmechanik als Vorbild
für die künftige Forschung [253†–268†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663
106 Besuche in Alpbach [269†–279†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688
XI
Die letzten Jahre.
Wien und Alpbach: 1956–1961 – Briefe [280†–294†] . . . . . . . . . . . . . . 711
107 Ordinarius ad personam der Universität Wien [280†–283†] . . . . . . . 711
108 Die Besonderheit des Weltbilds der Naturwissenschaft [284†, 285†]719
109 Bruno Bertotti [286†–292†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723
110 Das Ende [293†, 294†] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738
XII
Zeittafel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745
XIII Briefverzeichnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761
Inhaltsverzeichnis
xv
XIV Schriftenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775
Personenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 881
Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897
Abkürzungsverzeichnis
˛/ Hinweise auf Archive, Sammlungen oder Werke, in denen Teile der
Schrödinger-Korrespondenz enthalten sind
BAK
BCW
BWI
DAS
DMM
DSB
EAL
EAP
ETH
LAA
LWP
MPG
PBW
PLC
RIW
Ges. Abh.
SHQP
SNA
SPK
ZBW
Bohr-Archiv, Kopenhagen
N. Bohr Collected Works {Bohr [1972–2008]}
E. Schrödinger Briefe zur Wellenmechanik. {Przibram
[1963]}
Institut for Advanced Studies, Dublin
Deutsches Museum, München
Dictionary of Scientific Biography {Gillispie
[1970–1980]}
Ehrenfest-Archiv, Boerhaave-Museum Leiden
Einstein-Duplicate-Archive, Princeton
ETH-Bibliothek, Zürich
Lorentz-Archiv, Amsterdam
W. Wien Aus dem Leben und Wirken eines Physikers.
{Wien [1930]}
Archiv der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin
W. Pauli Wissenschaftlicher Briefwechsel {Pauli
[1979–2005}
Pauli Letter Collection, CERN, Genf
Institut für Radiumforschung und Kernphysik, Wien
E. Schrödinger Gesammelte Abhandlungen
{Schrödinger [1984]}
Sources for History of Quantum Physics {Kuhn et al.
[1967]}
Schrödinger-Nachlaß, Alpbach
Staatsbibliothek Preußischer Kulturbesitz, Berlin
Zentralbibliothek für Physik, Wien
xvii
xviii
Abkürzungsverzeichnis
ˇ/ Beschreibung und Charakterisierung der Briefe
engl
franz
MF
MS
MSD
PK
Stenogr.
Teleg.
Übers.
unvollst.
Englisch
Französisch
Mikrofilm
Maschinenschrift
Maschinenschriftliche Durchschrift
Postkarte
Stenogramm
Telegramm
Übersetzung
unvollständig
/ Zeitschriften und Referenzwerke
Acta Phys. Austr.
AIHS
AJP
AHES
Ann. Math.
Ann. Sci.
Ann. Phys.
Arch. Néerl. Sci.
BJHS
BJPS
BMFRS
DKD. Vid. Selsk.
DSB
Erg. exakt. Naturw.
Göttinger Nachr.
HSPS
Jahresber. DMV
JRE
JSHS
J. Hist. Ideas
J. Franklin Inst.
J. Phil. Sci.
Naturwiss.
PBW
Phil. Mag.
Phys. Bl.
Phys. Rev.
Physik. Z.
Acta Physica Austriaca
Archives Internationales d’ Histoire des Sciences
American Journal of Physics
Archive for History of Exact Sciences
Annals of Mathematics, Princeton
Annales of Science
Annalen der Physik
Archives néerlandaises des sciences exactes et naturelles
British Journal for the History of Science
British Journal for the Philosophy of Science
Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society
Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs,
matematisk-fysiske Skrifter
Dictionary of Scientific Biography 15 Bände; New York
1970–1980
Ergebnisse der exakten Naturwissenschaften
Nachrichten der Akademie der Wissenschaften in
Göttingen
Historical Studies in the Physical Sciences
Jahresberichte der Deutschen Mathematikervereinigung
Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik
Japanese Studies in the History of Science
Journal for the History of Ideas
Journal of the Franklin Institute
Journal of the Philosophy of Science
Die Naturwissenschaften
W. Paulis Wissenschaftlicher Briefwechsel
Philosophical Magazine
Physikalische Blätter
Physical Review
Physikalische Zeitschrift
Abkürzungsverzeichnis
Proc. Cambr. Phil. Soc.
Proc. Nat. Acad. Sci.
Proc. Roy. Soc.
Quart. Rev. Psych. Phil.
RSIF
Rev. Mod. Phys.
SBAW
Schrödinger, Ges. Abh.
SPAW
SHPS
Stud. Phil. Sci.
Verh. DPG
VNGZ
Wiener Ber.
Z. angew. Chemie
Z. Phys.
xix
Proceedings of the Cambridge Philosophical Society
Proceedings of the National Academy of Science,
U.S.A.
Proceedings of the Royal Society
Quarterly Review of Psychology and Philosophy
Rendiconti de la Sociedad Italiana de Fisica
Reviews of Modern Physics
Sitzungsberichte der königlich-bayerischen Akademie
der Wissenschaften zu München
E. Schrödinger, Gesammelte Abhandlungen
Sitzungsberichte der königlich-preußischen Akademie
der Wissenschaften zu Berlin
Studies in History and Philosophy of Science
Studies in the Philosophy of Science
Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft
Vierteljahrschrift der Naturforschenden Gesellschaft
Zürich
Sitzungsberichte der Österreichischen Akademie der
Wissenschaften, Mathematisch-naturwissenschaftliche
Klasse (Wien)
Zeitschrift für angewandte Chemie
Zeitschrift für Physik
ı/ Von Schrödinger benutzte Abkürzungen und Bezeichnungen
H. P.
KEP
KUM
Hamiltonsche partielle Differentialgleichung
E. Schrödinger Korrespondenz, betreffend das
Einstein-Paradoxon
E. Schrödinger Korrespondenz zur
Undulationsmechanik
Kapitel I
Wiener Studienjahre: 1906–1910
1
Besuch des akademischen Gymnasiums
1
2
Physikstudium an der Wiener Universität
3
3
Besuchte Vorlesungsveranstaltungen
6
4
Das alte physikalische Institut in der Türkenstraße
7
5
Schrödingers curriculum vitae
9
6
Auf Boltzmanns Spuren
10
7
Berührungen mit Ernst Mach
13
8
Das Exnersche Institut
15
Die Möglichkeit einer mechanischen Erklärung der ganzen Natur ist nicht bewiesen, ja, daß wir dieses Ziel vollkommen erreichen werden, kaum denkbar. Doch
ist ebenso bewiesen, daß wir darin nicht noch vielleicht große Fortschritte machen
werden, und daraus noch vielfachen neuen Nutzen ziehen können. Niemand kann
weiter davon entfernt sein, als die Vertreter der heutigen theoretischen Physik, zu
behaupten, daß man sicher wisse, daß die in derselben herausgebildeten Denkformen sich ewig als die passendsten erweisen werden. Niemand kann weiter davon
entfernt sein, Versuchen andere Denkformen auszubilden, etwas in den Weg stellen
. . . zu wollen.
Boltzmann (1896, S. 71)
1 Besuch des akademischen Gymnasiums
Als Schrödinger sich zum Wintersemester 1906/07 als ordentlicher Hörer der philosophischen Fakultät der Universität Wien matrikulierte, ging ihm bereits der Ruf
eines Wunderschülers voraus. Auf fast allen Gebieten des Wissens vermochte er
zu glänzen und sein ursprünglicher Wunsch war es, Dichter zu werden. Seine literarische Begabung und insbesondere auch seine andauernde Verehrung für den
österreichischen Dichter Franz Grillparzer haben in seinen Schriften ihre Spuren
hinterlassen. Von seinen Gedichten und Epigrammen, die er laufend produzierte,
hat er später einmal eine Auswahl veröffentlicht.1
1
Schrödinger [1949].
K. von Meyenn, Eine Entdeckung von ganz außerordentlicher Tragweite.
DOI 10.1007/978-3-642-04335-2, © Springer 2011
1
2
I Wiener Studienjahre: 1906–1910
Abb. 1 Schrödinger vor Beginn seines Studiums mit seinen Eltern und mütterlichen Verwandten
(Aufnahme aus dem Jahre 1904). Im Vordergrund sitzend der Großvater Hofrat Alexander Bauer
(1836–1921) mit seinen beiden Töchtern, Minnie (Emély) Bamberger (geb. 1874, mit Baby Helga)
und Schrödingers Mutter Georgina Bauer (1867–1921). Dahinter stehend der Vater Rudolf (1857–
1919) mit Erwin, der Tante Rhoda Bauer-Arzberger (geb. 1864) mit ihrem Mann Hans Arzberger
sowie Max Bamberger, Tante Minnies Mann
Doch unter dem Einfluß seines Vaters Rudolf, der eine Wachstuchfabrik besaß
und neben seinen beruflichen Aufgaben auch vielseitigen wissenschaftlichen Interessen nachging, wurden frühzeitig seine naturwissenschaftlichen Neigungen geweckt. „Meine Kindheit und Jugend (1887 bis etwa 1910, auch darüber hinaus)
stand vor allem unter dem Einfluß meines Vaters,“ erinnerte er sich später,2 „keinem ausgeklügelt pädagogischen, sondern dem natürlichen. Dies wurde äußerlich
gefördert einmal dadurch, daß er verhältnismäßig viel daheim war, mehr als die
meisten Männer, die im Erwerbsleben stehen, dann aber auch weil ich viel daheim
war.“ Unter des Vaters Anregung befaßte sich der Gymnasiast auch mit der damals
noch „mit Verbot belegten“ Darwinschen Abstammungslehre. Auch dieses Interesse sollte in seinen Vorträgen über den Ursprung des Lebens, die er im Februar 1943
am Dubliner Trinity College hielt, wieder aufleben.3 Als er diese Vorlesungen infolge des damit erregten Interesses im folgenden Jahr auch als Buch erscheinen ließ,
2
Schrödingers autobiographische Aufzeichnungen sind in einem von Auguste Dick zusammengestellten und kommentierten Bändchen Mein Leben. Meine Weltansicht [1985, S. 23f.] herausgegeben. Dort findet man auch die im Nachlaß aufbewahrte Autobiographie, aus der hier zitiert
wird.
3
Schrödinger [1944]. Siehe auch den Hinweis zum Brief [236†].
Physikstudium an der Wiener Universität
3
war – trotz anfänglicher Skepsis4 – eine bedeutsame Entwicklung angestoßen. In
einem Schreiben vom 12. August 1953 an Schrödinger hat Francis Crick die Bedeutung des Buches für die Entdeckung der Doppelhelix hervorgehoben: “Watson
and I were once discussing how we came to enter the field of molecular biology, and
we discovered that we had both been influenced by your little book, What is Life?”
Einen starken Eindruck hinterließ auch ein längerer Englandaufenthalt des Elfjährigen bei seinen Verwandten in Leamington. Dort lebte eine Tante seiner Mutter
mit ihren „etwa sechs Angora-Katzen. Eines der Tiere war aber ein gewöhnlicher
Hauskater und offenbar von nächtlichen Ausflügen übel zugerichtet.“ Dies scheint
auch das Urbild von Schrödingers Katze zu sein, die später so große Berühmtheit
erlangte.
Als Schrödinger im Sommer 1906 seine Schulzeit mit der Maturitätsprüfung am
Akademischen Gymnasium beendete, wurde ihm die „Reife zur Universität mit Auszeichnung“ zuerkannt. Später, am 29. März 1953, als dieses Gymnasium eine Festschrift zum 400jährigen Jubiläum veranstaltete, sandte Schrödinger aus Dublin folgendes Dankschreiben an den Schuldirektor:5
„Ihrer Anstalt, deren Schüler ich von 1898 bis 1906 war, verdanke ich vier Dinge,
die ich kaum zu numerieren wage, weil sie alle gleich wichtig sind:
1.
2.
3.
4.
den Grundstock meines Lebenswissens
die Anregung des Interesses auf allen Gebieten
daß ich gelernt habe, wie man lernt
den Geist unbedingter Toleranz gegen alles, das ehrlich gemeint ist, auch wenn
es vom eigenen Denken, Fühlen und Glauben abweicht.
Wie gerne möchte ich all Ihren Schülern einen vollen Eindruck davon geben, was
die Einführung in die Antike und die Erlernung der alten Sprachen im späteren
Leben für mich bedeutet hat und noch bedeutet, obwohl sie für mein engeres Fachgebiet – die theoretische Physik – gar nicht notwendig zu sein scheinen. Es ist eine
Erweiterung des Lebensraums, ohne die ich mich arm fühlen würde. Es gibt einem
das Gefühl der Einheit mit den großen Denkern des Altertums, von Thales und Demokrit bis zu Archimedes und Ptolemäus. . . . Und wenn ich Boethius lese, . . . dann
weiß ich, was ich am Akademischen Gymnasium gehabt habe.“
2 Physikstudium an der Wiener Universität
Anfangs noch unsicher, welchen Beruf er wählen sollte, „erkannte ich rasch, daß
Dichten kein Brotberuf war; hingegen konnte ich als Wissenschaftler Karriere ma4
Nachdem Einstein das Büchlein gelesen hatte, teilte er Schrödinger am 20. Mai 1946 seinen
Eindruck mit: „Dein Büchlein über das Leben fand ich sehr interessant, überzeugend, soweit es
die Gene betrifft, die treffend mit dem Molekül verglichen werden. Aber der Sprung von dieser
mikrographisch fingierten Eigenart zu den damit verkoppelten nicht umkehrbaren Abläufen im
lebenden Geschöpf bleibt rätselhaft.“
5
Vgl. G. Kerber et al. [1987, S. 20].
4
I Wiener Studienjahre: 1906–1910
chen.“6 Er belegte die Fächer, die ihm für das Physikstudium empfohlen worden
waren: Die Experimentalphysik hörte er bei dem seit 1865 in Wien lehrenden Victor von Lang (1838–1921). Dieser hatte bereits 1867 ein erstes deutschsprachiges
Lehrbuch der theoretischen Physik veröffentlicht.7 Sich später an seinen ehemaligen
Lehrer zurückerinnernd, erwähnte Schrödinger, dieser habe stets „beim ,Zusammenbasteln‘ sinnreicher Apparaturen mit einfachsten Mitteln auszukommen“ gewußt.
Entsprechend übersetzte er den bekannten lateinischen Spruch simplex sigillum veri (d. h. Einfachheit ist der Stempel der Wahrheit) durch „Siegellack ist das einzig
Wahre!“8
Abb. 2 Erwin Schrödinger mit seinen Eltern und dem Pudel Pagatl (Aufnahme aus dem Jahre
1904)
6
G. Kerber et al. [1987, S. 27].
Lang [1867]. Trotz dieser Pionierleistung dürften seine Vorlesungen zur Zeit Schrödingers schon
recht antiquiert gewesen sein. Siehe hierzu von Meyenn (1989b).
8
Schrödinger (1929b).
7
Physikstudium an der Wiener Universität
5
Die Infinitesimalrechnung hörte Schrödinger bei dem seit 1894 in Wien lehrenden Zahlentheoretiker Franz Mertens (1840–1927), der dort eine algebraischzahlentheoretische Schule begründet hatte. Noch eindrucksvoller waren Gustav
Kohns „ein Jahr synthetisch, ganz ohne Formeln, ein Jahr analytisch“ gehaltenen
Vorlesungen über projektive Geometrie.9 Die größte Wirkung auf den angehenden
Theoretiker übte aber der seit 1907 zum ordentlichen Professor für theoretische Physik ernannte Fritz Hasenöhrl aus. Mit seinem „vier (!) volle Jahre umfassenden,
tiefdurchdachten fünfstündigen Kursus“ behandelte er die gesamte Physik.
Außer diesem vor allem durch Mitschriften dokumentierten Vorlesungsbesuch
hat Schrödinger noch weitere Kurse belegt, wie aus seinem Curriculum vitae hervorgeht. Auffallend ist das große Übergewicht der mathematischen Vorlesungen,
das wohl nicht allein nur durch das reichhaltige Angebot bedingt war, sondern auf
eine ausgeprägte theoretische Neigung schließen läßt.10
Von Bedeutung für seine frühe wissenschaftliche Tätigkeit dürften auch die Vorlesungen von Gustav von Escherich gewesen sein, der zusammen mit dem Funktionentheoretiker Hans Hahn (1879–1934) die Monatshefte für Mathematik und
Physik herausgab und für den engen Bezug zu den Anwendungen sorgte.11 Besonders wichtig für die Entwicklung der Wellenmechanik erwiesen sich Wilhelm
Wirtingers Vorlesungen über die Theorie der Integralgleichungen. Als Schrödinger
später bei der Behandlung seiner Eigenwertprobleme mit Schwierigkeiten zu kämpfen hatte, sucht er Rat bei seinem ehemaligen Lehrer.12
Von den meisten der von ihm besuchten Vorlesungen hat Schrödinger sorgfältige,
z. T. in Kurzschrift angelegte Mitschriften angefertigt. Mit ihrer Hilfe erhält man
ein ziemlich genaues Bild seines akademischen Werdegangs.13 In dem folgenden
Verzeichnis haben wir aufgrund solcher in Notizbüchern festgehaltener Mitschriften
die von Schrödinger besuchten Vorlesungen mit den Lebensdaten der betreffenden
Dozenten zusammengestellt.
9
Schrödinger [1985, S. 30]. Einen Eindruck von Kohns mathematischer Denkweise vermittelt
sein Bericht über „Spezielle ebene algebraische Kurven“, den er damals für die Encyklopädie der
mathematischen Wissenschaften verfaßte.
10
Das rege mathematische Leben dieser Zeit beschreibt der aus Pommern stammende Mathematiker Gerhard Kowalewski (1876–1950) in seinen Lebenserinnerungen Bestand und Wandel [1950].
11
Von Hahn erschien 1933 in den Wiener Vorträgen ein Aufsatz über „Die Krise der Anschauung“,
in dem er versuchte, solche Probleme der modernen Mathematik darzustellen, die der üblichen
Anschauung zuwiderlaufen.
12
Wirtingers Antwortkarte vom 10. Juni 1926 befindet sich in der Wiener Zentralbibliothek.
13
Ein Verzeichnis der wichtigsten Handschriften aus Schrödingers Nachlaß befindet sich im Anhang, Kapitel XIVb.
6
I Wiener Studienjahre: 1906–1910
3 Besuchte Vorlesungsveranstaltungen
Wintersemester 1906/07
Victor von Lang (1838–1921)
Franz Mertens (1840–1927)
Experimentalphysik II
Differental- und Integralrechnung
4 Notizbücher
7 Notizbücher
Sommersemester 1907
Gustav von Escherich (1849–1935) Wahrscheinlichkeitstheorie
Gustav Kohn (1859–1921)
Synthetische Geometrie
Franz Mertens
Integralrechnung; Sphärische Geometrie
1 Notizbuch
4 Notizbücher
2 Notizbücher
Wintersemester 1907/08
Emanuel Czuber (1851–1925)
Gustav von Escherich
Gustav Kohn
Franz Mertens
Julius Hann (1839–1921)
Josef von Hepperger (1855–1928)
Differentialgeometrie
Einleitung in die Funktionentheorie
Analytische Geometrie
Algebra I
Meteorologie
Sphärische Astronomie
2 Notizbücher
3 Notizbücher
2 Notizbücher
4 Notizbücher
4 Notizbücher
Sommersemester 1908
Franz Mertens
Lothar von Schrutka (1881–1945)
Josef von Hepperger
Algebra II und Wahrscheinlichkeitsrechnung 3 Notizbücher
Ausgewählte Kapitel der höheren Algebra
Über das Problem der drei Körper
2 Notizbücher
Wintersemester 1908/09
Anton Lampa (1868–1938)
Zdenko Skraup (1850–1910)
Gustav Kohn
Wilhelm Wirtinger (1865–1945)
Karl Przibram (1878–1973)
Akustik
Experimentalchemie I
Kontinuierliche Gruppen
Funktionentheorie I
Konstitution der Materie
2 Notizbücher
5 Notizbücher
4 Notizbücher
2 Notizbücher
Sommersemester 1909
Zdenko Skraup
Wilhelm Wirtinger
Experimentalchemie II und
Organische Chemie
Funktionentheorie II
Fritz Hasenöhrl (1874–1915)
Gustav von Escherich
Josef Nabl
Wärmelehre
2 Notizbücher
Bestimmte Integrale und Variationsrechnung 2 Notizbücher
Differentialgleichungen
3 Notizbücher
4 Notizbücher
2 Notizbücher
Wintersemester 1909/10
Sommersemester 1910
Fritz Hasenöhrl
Gustav Kohn
Wilhelm Wirtinger
Optik
Algebraische Kurven und Invarianten
Mathematische Statistik
Das alte physikalische Institut in der Türkenstraße
7
4 Das alte physikalische Institut in der Türkenstraße
Das alte physikalische Institut, in dem Schrödinger noch seine Studienzeit verbrachte, bevor im Frühjahr 1913 der Umzug in den in der Boltzmanngasse gelegenen Neubau stattfand, hat Karl Przibram in seinem Beitrag zur Festschrift für Lise Meitner,
Otto Hahn und Max von Laue beschrieben:14
Das Haus in der Türkenstraße 3 unterschied sich nicht wesentlich von seinen
Nachbarn, von denen das Eckhaus an der Währingerstraße ein Kaffeehaus enthielt,
das von den jungen Physikern gerne aufgesucht wurde. Dieses Eckhaus ist einem
anspruchsvollerem Neubau gewichen und anstelle des Kaffeehauses befindet sich
ein Photograph, in dessen Auslage manchmal die Portraits akademischer Größen
prangen.
Nr. 3 hat eine recht schmucklose nur durch zwei wenig vorspringende, vom I. zum
II. Stock reichende Erker belebte Fassade; es sieht heute nach mannigfachen Wechselfällen äußerlich nicht viel anders aus als damals, nur nach sichtlicher Renovierung nicht ganz so schäbig, und ebenerdig ist jetzt ein Delikatessenladen eingebaut.
Als Zinshaus gebaut, umschloß das Gebäude als fast 40jähriges „Provisorium“ die
1875 vom Erdberg im III. Bezirk übersiedelten physikalischen Institute der Universität. Die Innenräume waren nichts weniger als für Laboratorien und Hörsäle
geeignet und zu der Zeit, von der hier die Rede ist, recht baufällig, da die Balken,
welche die Decken trugen, schon sehr morsch waren. . . .
Trat man durch das Haustor ein, so hatte man im Parterre rechts das Musikhistorische Institut unter der Leitung von Guido Adler, links ging es in das Institut von Viktor von Lang, ursprünglich „Physikalisches Kabinett“ benannt, weil der
Grundstock der Apparate noch aus der Privatsammlung der Habsburger stammte,
später das I. Physikalische Institut. . . .
Im Langschen Institut arbeiteten Josef Tuma,15 der durch Demonstration der damals neuen Teslaschen Versuche Aufsehen erregte, und Anton Lampa,16 der eine
Zeit lang den Rekord für die kürzesten Hertzschen Wellen hielt. Hier fand auch
Felix Ehrenhaft zuerst seine vermeintlichen „Subelektronen“, die ihn in einen lebenslangen Konflikt mit der großen Mehrheit der Physiker stürzte. . . . 17
14
Przibram (1959, S. 1f.) – Weitere Einzelheiten findet man bei Benndorf (1927) und bei Mehra
und Rechenberg [1987, S. 68ff.]
15
Josef Tuma (geb. 1866) wurde bereits 1903 zum ordentlichen Professor der Physik an die deutsche Technische Hochschule nach Prag berufen, so daß Schrödinger ihn in Wien nicht mehr kennenlernen konnte. Die damaligen Zustände an den österreichischen Hochschulen sind ebenfalls in
den erwähnten Erinnerungen von Gerhard Kowalewxski [1950, S. 221] dargestellt. Über Tuma
wird berichtet, er sei in seiner „äußeren Erscheinung ein Ebenbild Gerhard Hauptmanns“ gewesen. Der serbische Elektrotechniker Nicola Tesla erzeugte mit Hilfe hochfrequenter Spannungen
prachtvolle Luminiszenzerscheinungen, die er effektvoll in seinen Vorträgen vorzuführen wußte.
16
Auch Anton Lampa (1868–1938) war 1909 als Professor der Physik an die deutsche Universität
in Prag berufen worden. Dort spielte er bei der Berufung Einsteins eine wichtige Rolle {vgl. Illy
(1979)}. Erst in den zwanziger Jahren, nachdem Schrödinger seine Heimatstadt bereits verlassen
hatte, kehrte er wieder an die Universität Wien zurück.
17
Felix Ehrenhaft (1879–1952) war ein Anhänger Machs und wirkte seit 1904 als Assistent und
seit 1911 als außerordentlicher Professor am I. Physikalischen Institut. Er war von der Existenz der
8
I Wiener Studienjahre: 1906–1910
Abb. 3 Exners Assistent Egon von Schweidler (1873–1948), Entdecker der nach ihm benannten
radioaktiven Schwankungen, im Laboratorium des Physikalischen Institutes der Universität Wien
in der Türkenstraße 3, 2. Stock
Stieg man die etwas ausgetretenen Treppen zwei Stockwerke höher, so kam
man zu dem damals noch von Loschmidts Zeiten her sogenannten „PhysikalischChemischen Institut“, dem späteren II. Physikalischen Institut.18 Hier war das Reich
Franz Seraphin Exners, unter dem Lise Meitner ihre Doktordissertation machte.19
Exner hat viel zur Lehre von der atmosphärischen Elektrizität beigetragen durch
Konstruktion eines praktischen transportablen Instrumentariums und durch die Anregungen, die er seinen Assistenten Hans Benndorf, Egon von Schweidler und Heinrich Mache sowie einer Anzahl jüngerer Mitarbeiter gegeben hat.20 Gleichzeitig arsog. Subelektronen überzeugt und deswegen in viele Polemiken verwickelt {vgl. Holton (1977)
und Bär (1922)}.
18
Josef Loschmidt hatte bekanntlich die Größe der Luftmoleküle berechnet und daraus die heute
nach ihm benannte Zahl abgeleitet. Auf seine gegen den II. Hauptsatz der Wärmelehre und den
damals befürchteten „Wärmetod“ gerichteten Einwände weist auch Schrödinger in einem seiner
Briefe [169†] hin. Boltzmann hat 1895 in einer eindrucksvollen Gedenkrede Loschmidts außerordentlichen Verdienste um die statistische Mechanik gewürdigt.
19
Lise Meitner promovierte 1906 mit einer Arbeit über die Elektrizitätsleitung in inhomogenen
Körpern gemäß der Maxwellschen Theorie. Vgl. hierzu Sexl und Hardy [2002].
20
Das Studium der Luftelektrizität führte Stefan Meyers späteren Assistenten am Institut für Radiumforschung Victor Hess 1912 zur Entdeckung der durchdringenden Höhenstrahlung, die für
lange Zeit das bevorzugte Arbeitsgebiet der Wiener Physiker blieb und auch Schrödinger mehrfach beschäftigen sollte.
Schrödingers curriculum vitae
9
beitete Exner mit Eduard Haschek an dem großen Tabellenwerk der Linienspektren
der Elemente . . . 21
Das Institut für Theoretische Physik befand sich im Stockwerk zwischen dem
Langschen und dem Exnerschen Institut.
Den Stoff, der in den Physikvorlesungen dargeboten wurde, dürfte sich Schrödinger bereits weitgehend durch Selbsstudium angeeignet haben. Besonders beliebt
war das kompendiöse Lehrbuch der Physik und Meteorologie von Müller-Pouillet,
dessen 10. Auflage damals gerade erschien.22 In einer Postkarte vom 5. November 1906 wies der junge Student den Verleger dieses Werkes Friedrich Vieweg und
Sohn auf einen Fehler hin, der ihm bei der Lektüre aufgefallen war.23 Ein wenig
altmodisch wirkte dagegen schon die Neuauflage des Handbuches der Physik von
Adolph Winkelmann,24 dem Vorläufer des berühmten blauen Handbuches der Physik von Julius Springer, das in den zwanziger Jahren das führende Standardwerk für
die sich rasch entwickelnde Quantenphysik werden sollte, und zu dem auch Schrödinger einen Beitrag über „Spezifische Wärme“ lieferte.
Eine Darstellung seines wissenschaftlichen Werdegangs hat Schrödinger im Mai
1913 anläßlich seines Habilitationsgesuches verfaßt. Diesen geben wir hier in extenso wieder.25
5 Schrödingers curriculum vitae
Ich, Erwin Schrödinger deutscher Nationalität, bin geboren am 12. August 1887
zu Wien, absolvierte hier das Gymnasium in den Jahren 1889–1906 und wurde im
Herbst 1906 an der philosophischen Fakultät der Universität Wien immatrikuliert.
Ich hörte daselbst für Mathematik die Herren Professoren Mertens, Escherich, Wirtinger, Kohn und Hahn, für Chemie die Herren Professoren Skraup und Przibram,
für Philosophie Herren Dozenten [Wilhelm] Jerusalem, für Astronomie die Herrn
Professoren von Hepperger und [Norbert] Herz, für Meteorologie Herrn Professor
Hann26 und für Physik die Herren Professoren von Lang, Exner, Hasenöhrl, Meyer, Schweidler, Haschek, etc. Im 1. und 2. Semester arbeitete ich im chemischen
Anfängerpraktikum bei Herrn Hofrat Professor Skraup, im 3. Semester im physika21
Der dritte Band dieses umfangreichen Werkes wurde 1912 fertiggestellt.
An dem vierbändigen Werk von Müller-Pouillet [1906/14] hatten zahlreiche hervorragende
Fachkräfte mitgewirkt und den modernsten Stand der Forschung berücksichtigt. Besonders der
in zwei Abteilungen gegliederte vierte Band über Elektrizität und Magnetismus enthielt eine ausführliche Darstellung der sehr aktuellen Forschungen über Radioaktivität (von Walter Kaufmann)
und über Erdelektrizität (von Alfred Nippoldt). Für die folgende 11. Auflage des Lehrbuches hat
auch Schrödinger einen Beitrag über die „Gesichtsempfindungen“ (1926b) verfaßt.
23
Vgl. Kerber et al. [1987, S. 27].
24
Winkelmann [1905/09].
25
Die betreffende Personalakte befindet sich im Archiv der Universität Wien. Dr. Franz Gall danke
ich für die freundliche Erlaubnis zur Einsicht.
26
Vgl. den Nachruf auf Julius von Hann in den Naturwissenschaften 10, 49–52 (1922).
22
10
I Wiener Studienjahre: 1906–1910
lischen Praktikum bei Herrn Hofrat Professor Exner, im 4. Semester im Praktikum
bei Herrn Professor Haschek und im 5. und 6. Semester im Praktikum für Fortgeschrittene bei Herrn Hofrat Professor Exner. In diesen zwei Semestern vollendete
ich meine Dissertation,27 worin ich eine für luftelektrische Messungen wünschenswerte Untersuchung ausführte. Zu Beginn des 8. Semesters bestand ich das Hauptrigorosum aus Physik-Mathematik und das Nebenrigorosum aus Philosophie mit
gutem Erfolg und wurde im Mai 1910 promoviert.
1910/11 hatte ich meiner Präsenzdienstpflicht zu genügen. Im Oktober 1911 erhielt ich die Stelle eines Aushilfsassistenten bei Herrn Hofrat Professor Franz Exner
am II. physikalischen Institut und leite seither in dieser Eigenschaft das Praktikum
für Physiker. Im Winter 1911/12 beschäftigte mich eine luftelektrische Laboratoriumsarbeit, welche jedoch zu keinem Resultat führte. In einer theoretischen Arbeit über den Magnetismus der Metalle lieferte ich sodann einen Beitrag zur Erklärung der Abweichungen von den Curie-Langevinschen Gesetzen.28 Im Sommer
und Herbst 1912 arbeitete ich an einer neuen Theorie der Dielektrizität, welche von
Debye entworfen war und welche ich auf anisotrope Körper ausdehnte; es ergab
sich daraus eine neue Auffassung des Schmelzvorgangs, sowie der piezo- und pyroelektrischen Erscheinungen, die mit der Erfahrung in gutem Einklang steht. Ich
lege diese Arbeit als Habilitationsschrift vor.29 Im Winter 1912 lieferte ich einen
Beitrag zu dem Problem der atmosphärischen Gamma-Strahlung, das insbesondere
durch die Ballonmessungen von V. F. Hess in den Vordergrund des Interesses getreten ist.30
6 Auf Boltzmanns Spuren
Als Schrödinger sein Studium an der Universität in Wien aufnahm, war am 5. September 1906 der berühmte Ludwig Boltzmann unter tragischen Umständen in Duino bei Triest aus dem Leben geschieden. Noch lange Zeit nach dieser Tat war die
Atmosphäre des Wiener Institutes von dem Geiste dieses großen Gelehrten durchdrungen. Wie stark Schrödinger davon betroffen war, lassen seine frühen Arbeiten erkennen, die sich vorwiegend mit der Anwendung der statistischen Methoden
auf die molekularphysikalischen Vorgänge befassen. „Als das Interessanteste in der
27
Schrödinger (1910). Diese und die im Folgenden genannten Beilagen wurden von Schrödinger
beigefügt.
28
Schrödinger (1912a). Siehe auch den Kommentar zum Brief [001†].
29
Schrödinger (1912b).
30
Schrödinger (1912c). Angeregt durch Exners luftelektrische Arbeiten hatte Victor Hess im Jahre 1910 mit der Untersuchung des radioaktiven Gehaltes der Atmosphäre begonnen. Entgegen der
allgemeinen Auffassung über einen irdischen Ursprung desselben konnte er mit Hilfe mehrerer
Freiballonfahrten zeigen, daß die Ionisation der Luft in großen Höhen beträchtlich zunimmt. Er
folgerte die Existenz einer durchdringenden außerterrestrischen Strahlung, die er als Ultragammastrahlung bezeichnete. Seine abenteuerlichen Fahrten erregten großes öffentliches Aufsehen und
fanden auch in der Tagespresse ihren Niederschlag. Vgl. hierzu Steinmaurer (1962) und Hess’
Darstellung im Jahrbuch des Österreichischen Aero-Clubs 1912, S. 190ff.
Auf Boltzmanns Spuren
11
Abb. 4 Fritz Hasenöhrl (1874–1915), dem Schrödinger seine Ausbildung zum theoretischen Physiker verdankte, wirkte seit dem Wintersemester 1907 als Boltzmanns Nachfolger auf dem Lehrstuhl für Theoretische Physik an der Universität Wien. (Aufnahme ca. aus dem Jahre 1914)
Physik“, erklärte er in seiner „autobiographischen Notiz“ für das Nobel-Jahrbuch
1933, „erschien mir eigentlich immer die Boltzmannsche Wahrscheinlichkeitstheorie der Thermodynamik und manche ältere Arbeiten in den Wiener Berichten und
neuere in den Berliner Berichten knüpfen daran an.“
Schrödingers Verbundenheit mit Boltzmann ging sogar soweit, daß er noch nach
Jahrzehnten gegen dessen einstigen Widersacher Ernst Zermelo eine unbewußte Abneigung empfand.31 In seinen mehr für die Öffentlichkeit bestimmten Erinnerungen,
die er noch kurz vor seinem Tode aufzeichnete, heißt es andererseits: Nur wenige
Monate bevor ich im Herbst 1906 die Wiener Universität bezog, hatte der große
31
Diesen Umstand erwähnte Schrödinger im November 1957 in einer Notiz zu Freuds Psychopathologie des Alltagslebens. (Manuskript aus dem Wiener Schrödinger-Nachlaß.)
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I Wiener Studienjahre: 1906–1910
Ludwig Boltzmann in Duino sein trauriges Ende gefunden. Die Antrittsvorlesung
seines Schülers und Nachfolgers auf dem Lehrstuhl, Fritz Hasenöhrl, im Herbst
1907 ohne Feierlichkeit in dem primitiven Hörsaal des alten Hauses in der Türkenstraße gehalten, erläuterte uns in knappen, klaren und doch begeisterten Worten
den Grundgedanken von Boltzmanns Lebensarbeit. Die Schilderung hat mir einen
tiefen intellektuellen Eindruck gemacht, von dem sich mein Denken nie wieder getrennt hat, dem in der Physik nichts wichtiger schien als Boltzmanns Erkenntnis,
trotz Planck und Einstein. Übrigens zeigen Einsteins Jugendarbeiten (vor 1905),
wie fasziniert auch er davon war, der einzige übrigens, der (durch Umkehrung von
Boltzmanns S D k ln W ) einen starken Schritt darüber hinaus getan hat.32
Als Schrödinger dann während seines letzten Studienabschnittes Hasenöhrls
fünfstündigen Kursus über Wärmelehre und über Optik besuchte, kamen Boltzmanns Ideen nochmals zur Geltung.33 Hasenöhrl hatte damals gerade seine ersten
Versuche zu einer Erweiterung der Quantentheorie unternommen, um zu einem
theoretischen Verständnis der Atomspektren vorzudringen.34 In diesen als auch in
Karl Przibrams Vorlesungen über die neueren Anschauungen über die Konstitution
der Materie dürfte Schrödinger zum ersten Mal näheres über die noch sehr umstrittenen Quanten gehört haben.
Wie Schrödinger später berichtete, war es mehr ein Zufall, der ihn nach abgeschlossenem Studium veranlaßte, seine langjährige Assistentenzeit in dem experimentell ausgerichteten II. Physikalischen Institut bei Franz Serafin Exner anzutreten.35
Als österreichischer Maturant konnte man den Militärdienst bis zum Studienabschluß verschieben. Von dieser Möglichkeit machte Schrödinger Gebrauch, so
daß er erst nach seiner im Mai 1910 erfolgten Promotion zum aktiven Dienst
als Einjährig-Freiwilliger auf eigene Kosten einberufen wurde.36 Als er dann am
30. September des folgenden Jahres als Feuerwerker in die Reserve versetzt wurde, war die ihm erwünschte Assistentenstelle am Institut für theoretische Physik
bei Boltzmanns Nachfolger Fritz Hasenöhrl bereits an Hans Thirring vergeben. Wie
Schrödinger später bemerkte, mußte er sich deshalb mit einer Anstellung in dem
Exnerschen Experimentalinstitut begnügen.
Doch solche Aussagen über weit zurückliegende Ereignisse sind mit Vorbehalten
aufzunehmen; im frühen 20. Jahrhundert war das Ansehen der theoretischen Physik
32
Schrödinger [1985, S. 15]. Vgl. hierzu auch den Kommentar in The Collected Papers of Albert
Einstein, Band 2, S. 139.
33
Ibid., [1985, S. 30].
34
Hasenöhrl (1911a, b) hatte bereits im September 1911 während der Naturforscherversammlung
in Karlsruhe eine Erweiterung der statistischen Mechanik im Sinne der Quantentheorie vorgeschlagen und versucht, auf diese Weise die Balmersche Spektralformel zu gewinnen. Diese Ansätze
wurden 1912 von seinem Schüler Karl Ferdinand Herzfeld fortgeführt, indem er – noch vor Bohr –
ein bemerkenswertes quantentheoretisches Modell entwarf, das die Balmerssche Wasserstoffserie
aussendet. In einem Sonderdruck dieser Veröffentlichung befand sich ein eingelegter Zettel mit
Berechnungen, die Schrödinger zu diesem Modell ausgeführt hat {vgl. hierzu von Meyenn (1984,
S. 89)}.
35
Vgl. Schrödinger [1985, S. 17].
36
Vgl. hierzu die Angaben bei Kerber et al. [1987, S. 31f.].