* 5. Dezember 1868 in
Königsberg |
26. April 1951 in
München. |
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.Nachdem er in Königsberg
Mathematik studiert hatte und dort 1891 promoviert worden war, ging er
1893 nach Göttingen. 1896 wurde er bei Felix Klein habilitiert ,
den er stets als seinen "eigentlichen Lehrer" angesehen hat -
"nicht nur in mathematischen, sondern auch in mathematisch-physikalischen
Dingen und in der Auffassung der Mechanik". |
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1897 wurde Sommerfeld Professor der Mathematik der Bergakademie
Clausthal-Zellerfeld, drei Jahre später auf Betreiben von Klein Ordinarius
an der Technischen Hochschule Aachen - bezeichnenderweise nicht für
Mathematik, sondern für technische Mechanik. Sommerfeld trat mit
zahlreichen Ingenieurswissenschaftlern in einen fruchtbaren Gedankenaustausch,
so mit August Föppl über die Resonanzphänomene bei Brücken,
mit August von Borries über Probleme des Lokomotivbaus und mit Otto
Schlick über den Massenausgleich im Schiffbau und über die
Bekämpfung des Schlingerns. |
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1906 folgte Sommerfeld dem Ruf auf den Lehrstuhl für
theoretische Physik der Universität München. Durch die
Bedürfnisse des akademischen Unterrichts wurde er gezwungen, sich rasch in
die Physik einzuarbeiten; an seine Vorlesungen stellte er die höchsten
Ansprüche. So nahm er schon 1907 die von
Albert
Einstein zwei Jahre zuvor begründetet Spezielle
Relativitätstheorie auf, die bisher nur von
Max
Planck als richtig akzeptiert worden war. Seitdem wurde auch
Sommerfeld zu einem Vorkämpfer dieser Theorie. Als hochqualifiziertem
Mathematiker gelangen ihm bald fruchtbare Anwendungen auf verschiedene
physikalische Phänomene, z.B. auf die Theorie der
Röntgenbremsstrahlung mit der relativistischen "Voreilung" des
Intensitätsmaximums. Die Sommerfeldschen Rechnungen trugen mit zur
schnellen Anerkennung der Einsteinschen Relativitätstheorie bei. |
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Gegenüber den ersten Quantenansätzen nahm Sommerfeld
zunächst eine abwartende Position ein; im März 1910 wurde er
durch seinen Assistenten Peter
Debye zu einer Stellungnahme gedrängt, worauf er im
September Rat bei Einstein in Zürich suchte und in tagelangen Diskussionen
für das Quantenkonzept gewonnen wurde. Auf Initiative Walther Nernsts fand
dann Ende Oktober 1911 in Brüssel der 1.
Solvay-Kongreß statt; zur Behandlung des Quantenproblems trafen die
führenden Physiker der Welt zusammen. Hier trug Sommerfeld seinen
Quantenansatz vor, den er in ausgedehnten Rechnungen auf eine ganze Reihe von
physikalischen Phänomenen anwandte, so auf den Photoelektrischen Effekt,
die Theorie der Gamma-Strahlen und die Röntgenbremsstrahlung. Die
Ausführungen Sommerfelds fanden starke Beachtung. Als fruchtbar erwiesen
sich später nicht die konkreten Ergebnisse - auf die Sommerfeld selbst
größtes Gewicht gelegt hatte - sondern seine allgemeine Auffassung
des Planckschen Wirkungsquantums. Während der junge Arthur Erich Haas in Wien
eineinhalb Jahre zuvor aus dem Aufbau der Atome die Plancksche Konstante
h hatte erklären wollen, vertrat Sommerfeld nun den umgekehrten
Standpunkt: |
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"daß h nicht aus den
Moleküldimensionen zu erklären, sondern die Existenz der
Moleküle als eine Funktion und Folge der Existenz eines elementaren
Wirkungsqunatums anzusehen" |
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Sommerfelds etwas verspätetes,
aber um so energischeres Eintreten für das Quantenkonzept wurde weithin
beachtet. Als Niels
Bohr im Juli 1913 sein quantentheoretisches Atommodell
vorlegte, gehörte Sommerfeld zu den ersten, die die große Bedeutung
erkannten. Es ist Sommerfeld und seiner Münchener Schule zu danken,
daß sich die neue Theorie so rasch durchsetzen konnte. Bereits im
Wintersemester 1914/15 las Sommerfeld im Kolleg über die
Ellipsenbahnen der Elektronen und die Feinstruktur der Wasserstofflinien; die
neuen Gedanken legte er dann am 6. Dezember 1915 der Bayerischen
Akademie der Wissenschaften vor. 1916 folgten die Theorie des normalen
Zeeman-Effektes und durch den Sommerfeld-Schüler Paul S.Epstein die
Theorie des Stark-Effektes. |
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Schon etwa fünf Jahre nach der ersten Veröffentlichung Bohrs
konnte durch Sommerfeld ein gewisser Abschluß in der mathematischen
Entwicklung der Bohr-Sommerfeldschen Atomtheorie erreicht werden. Er unternahm
es, das neue Gebiet zusammenfassend darzustellen, und legte 1919 sein
bald berühmt gewordenes Buch "Atombau und Spektrallinien" vor,
das in vielen Auflagen erschien und für Generationen von Studenten im In-
und Ausland als Bibel der Atomphysik galt. Hier beschwor Sommerfeld im Vorwort
den Geist Johannnes
Keplers, "nicht ohne das Bewußtsein geistiger
Verwandtschaft", wie sein Schüler Helmut Hönl feststellte.
Tatsächlich ist das Sommerfeldsche Atommodell mit den Ellipsenbahnen der
Elektronen um den Atomkern ein Abbild des Planetensystems, und alle
Gesetzmäßigkeiten des Makrokosmos finden sich im Mikrokosmos Atom
wieder. Helmut Hönl hat deshalb auch Sommerfeld einen "Kepler
redivivus" genannt. |
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Während sich seine Meisterschüler ( insbesondere
Werner
Heisenberg) dem Vorbilde Bohrs anschlossen, der seine
Überlegungen auf allgemeine "philosophische" Prinzipien
gründete, hielt Sommerfeld Anfang der zwanziger Jahre an dem anschaulichen
Atommodell fest, weil es seinem technisch geschulten Denken entsprach und weil
es mathematisch reizvolle Probleme in Fülle bot. Die zunehmenden
Diskrepanzen zwischen Rechnung und Experiment überzeugten aber auch
Sommerfeld, daß auf diesem Weg nicht mehr wesentlich weiterzukommen war.
Wieder , wie schon im Jahre 1912, erhoffte er von Einstein die
grundsätzliche Klärung. In einem Brief meinte er: |
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"Ich kann nur die Technik der Quanten fördern, Sie
müssen ihre Philosophie machen!" Die Lösung gelang Mitte
1925 Werner Heisenberg, der zwei Jahre zuvor bei Sommerfeld promoviert
worden war und nun als Assistent Borns in Göttingen wirkte. |
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Die Interpretation der neuen Quantentheorie bot ungeahnte Schwierigkeiten
und machte es nötig, bisher selbstverständliche Kategorien des
Denkens aufzugeben. Selbst Einstein und
Schrödinger, die maßgeblich zum
Aufbau beigetragen hatten, vermochten es nicht, sich mit der von Bohr und
Heisenberg vorgelegten "Kopenhagener Deutung" abzufinden.
Während sich Einstein so der aktuellen physikalischen Arbeit entfremdete,
bewährte sich Sommerfelds pragmatische Auffassung. Für ihn war die
neue Quantentheorie nicht ein Objekt philosophischer Erörterungen, sondern
ein Kalkül, das ihm die Berechnung vieler physikalischer Phänomene
erlaubte. Vor allem aus den Schrödingerschen Differentialgleichungen zog
er in Zusamenarbeit mit immer neuen Schülern weiterhin hochbedeutende
Ergebnisse. Wie Sommerfeld seinerzeit seine Rechnung auf der Grundlage des
Bohr-Sommerfeldschen Atommodells in sein Lehrbuch "Atombau und
Spektrallinien" eingearbeitet hatte, so diente nun der
"Wellenmechanische Ergänzungsband" der gleichen Aufgabe. |
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Als einem der führenden Physiker seiner Zeit genoß Sommerfeld
weltweit hohes Ansehen. Seine Schüler kamen von überall her. Zur
"ersten Generation" der Sommerfeld-Schüler vor dem
1.Weltkrieg gehörten Peter Debye, Peter Paul Ewald, Paul S.Epstein, Demetrios Hondros und Paul Ehrenfest. Bald
nach Kriegsende 1918 kamen neue Schüler und Mitarbeiter, unter
ihnen Erwin Fues, Helmut Hönl, Walther Kossel, Wilhelm Lenz,
Wolfgang
Pauli und Werner Heisenberg. Albert Einstein schrieb in einem
Brief an Sommerfeld: |
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"Was ich an Ihnen bewundere, das ist, daß Sie eine so
große Zahl junger Talente wie aus dem Boden gestampft haben. Das ist
etwas ganz Einzigartiges. Sie müssen eine Gabe haben, die Geister Ihrer
Hörer zu veredeln und zu aktivieren." |
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Nach der Machtergreifung durch den
Nationalsozialismus sorgte Sommerfeld mit seinem Schüler- und
Freundeskreis mit dafür, daß die theoretische Physik, die in
Deutschland bis 1933 eine Blütezeit erlebt hatte, im alten Stil,
wennauch mit abgeschwächter Kraft, weiterbetrieben werden konnte.
1934 schrieb Sommerfeld an Einstein: |
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"Vielleicht interessiert es Sie, daß ich meine allgemeinen
Wintervorlesungen über Elektrodynamik wie in früheren Jahren ins
Vierdimensionale ausklingen ließ und mit einem Abriß der
"Speziellen Relativitätstheorie" krönte. Die Studenten
waren begeistert, weil ich selbst wieder einmal von der Schönheit und
Einheitlichkeit des Systems begeistert war; nicht einer opponierte."
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1945 beteiligte sich Sommerfeld am geistigen
Wiederaufbau. Jetzt endlich konnte er seine in der akademischen
Lehrtätigkeit seit 1906 entstandenen ausgefeilten Vorlesungen
weiter zur Veröffentlichung vorbereiten; es war ihm noch vergönnt,
diese Arbeit fast zu Ende führen zu können. |
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Am 26.April 1951 starb
Arnold Sommerfeld an den Spätfolgen eines Verkehrsunfalls, mitten in der
Arbeit an der "Thermodynamik und Statistik", die er als
abschließendes Werk der sechsbändigen Ausgabe seiner
"Gesammelten Vorlesungen" vorgesehen hatte. |
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Quelle: Armin Hermann "Lexikon - Geschichte der Physik A-Z",
Aulis-Verlag Deubner & Co KG 1978