Die Lichtquantenhypothese

Michael Bürker

Albert Einstein

Jürgen Ehlers, W. Klose, H. Seiler

Pas c u a I J 0 r dan beendete am 18. Oktober 1972 sein 70stes Lebensjahr.In den Jahren 1921/22 studierte P. Jordan in Hannover und Gottingen.Er promovierte 1924 bei Max Born in Gottingen, wo er sich 1926 habilitierte.1927 wurde er an der U Hamburg Extraordinarius und glng 1929 nach Rostock, wo er 1935 Ordinarius fUr Theoretische Physik wurde; 1944 bis zum Kriegsende war er Direktor des Instituts fiir Theoretische Physik an der U Berlin.Nach dem Krieg ging er als Ordinarius an die U Hamburg. "Ich habe", schreibt Pascual Jordan einmal, "als mein eigentliches Lebensziel stets noch mehr die Tatigkeit des Naturforschers als die des ausschlieBlichen Physikers empfunden."Die erstaunliche Vielfalt und EinfallsfUlle seiner Arbeiten zeigt, mit welchem Erfolg er dieses Ziel verwirklicht hat.Der Name Jordan laBt zunaehst an die Quantenmechanik und die Quantentheorie der Wellenfelder denken, zu denen er Entscheidendes beigetragen hat.Die Zauberformel pq -qp = h/2rci wurde erstmals in der groBen Arbeit von Born und Jordan vorn September 1925 formuliert und begriindet.Die mit der klassischen Wellenkinematik unvereinbaren, aus der Planckschen Strahlungsformel folgenden Sehwankungsgesetze der Hohlraumstrahlung, mit denen Einstein seine Lichtquantenhypothese begriindet hatte, wurden im letzten, von Jordan stammenden Teil der beriihmten "Dreimannerarbeit" Born-Heisenberg-Jordan aus der auf das Maxwellfeld angewandten Quantentheorie abgeleitet.Die von Jordan und Dirac unabhangig voneinander aufgestellte statistische Transformationstheorie erlaubte die endgultige, allgemeine Fassung der Bornschen statistischen Deutung der Quantentheorie.Durch die antisymmetrische Feldquantisierung verankerte Jordan das Pauliprinzip in den Grundlagen der Feldtheorie.Dariiber hinaus hat Jordan "den ganzen Kreis der Sehopfung' abgeschrltten", mit Beitragen zur Quantenbiologie, EiweiBchemie, Astrophysik, Geophysik und Tiefenpsychoiogie.Dabei hat er immer wieder Argumente zugunsten des auch von Pauli hervorgehobenen Gedankens ausgetuhrt, daB "der neue quantentheoretische Aspekt der Naturbeschreibung, im Oegensatz zu den der klassischen Physik zugrundeliegenden Ideen, die Hoffnung auf eine zukiinftige Entwicklung verschiedener wissenschaftlicher Teildisziplinen in Richtung auf eine groBere Einheit des Ganzen erweckt" (Pauli).Jordans viele auch Nicht-Spezialisten verstandlichen Biicher und vortraae haben das Verstiindnis fUr die Naturwissenschaften und ihre zentrale Stellung 1:1 der Kultur der Gegenwart in weiten Kreisen geweckt.Aullerdem hat Pascual Jordan als Mitglied des drttten Deutschen Bundestages und als Prasident der Akademie der Wissenschaften und der Literatur in Mainz gezeigt, dall ein Gelehrter auch aullerhalb des Elfenbeinturms wirken kann.Die Leistungen Pascual Jordans wurden 1942 durch die Verleihung der Max-Planck-Medaille der DPG und 1955 durch die Carl-Friedrich-Gaull-Medaille der Braunschweiger wissenschaftlichen Gesellschaft gewiirdigt.Er erhielt 1967 den Preis der Gravity-Research-Foundation, New Boston (USA).Er ist o.Mitglied der Akademie Mainz, der er 1963 als Priisident vorstand.Irn Gegensatz zu den meisten Physikern hat Jordan die Mathematik nicht nur als Hilfsmittel der Physik, sondern auch als unabhangtges Gedankengebiiude abstrukter Strukturen bewundert und bereichert.Die von ihm in Zusammenarbcit mit John von Neumann und Eugen Wigner ausgefiihrten Arbeiten iiber potenzassoztative Algebren haben zu der ausgedehnten Theorie der Jordan-

Karl von Meÿenn

Pauli, Schrödinger und der Streit um die Deutung der Quantentheorie Von Karl von Meyenn 7. JfeZZe, Zlü/r/ie/i im(Z andere feegriJ^ZicZie >S"cZurierZgZce;7 e n in der äZteren (7nrtnY(!n<ZieorieObwohl in der Einsteinschen Lichtquantenhypothese die Problematik des Welle-Teilchen-Dualismus beim Licht schon frühzeitig sichtbar geworden war, kam ihre Aufklärung nur langsam voran h «Der Schwerpunkt der ganzen Frage scheint mir darin zu liegen», resümierte der damals noch als Privatdozent an der Universität Zürich wirkende Einstein: «Lassen sich die Energiequanten einerseits und das Huygensche Prinzip andererseits vereini- gen?Der Schein ist dagegen, aber der Herrgott hat -wie es scheint -doch den Rank gefunden.»'"Die von Einstein sogenannte «h-Krankheit» machte sich aber auf anderen Gebieten bemerkbar und ließ schon damals erste Zweifel an der allgemeinen Gültigkeit der Mechanik aufkommen-'.Noch viel deutlicher zeichnete sich (1er Gegensatz zwischen der klassisch- kontinuierlichen und der quantentheoretisch-statistischen Beschreibung der Strahlungsvorgänge in Einsteins statistischer Herleitung des Planck- sehen Strahlungsgesetzes aus dem Jahre 1916 ab.Einstein hatte zu diesem soll einwandfrei nachgewiesen sein.Wie soll das mit der energetischen Gerichtetheit der Elementarvorgänge zusammengereimt werden?Wie arm- selig steht der theoretische Physiker vor der Natur und vorseinen Studenten!»®Offenbar bezog sich Einsteins Bemerkung auf ein Experiment des Wiener Privatdozenten Erwin Schrödinger über die «Kohärenz von Licht in weitgeöffneten Bündeln», ® dessen Ergebnis im August 1919 in den Annalen der Physik erschienen war.Schrödinger hatte sich schon früher eingehend mit der Analyse der Schwankungserscheinungen beim radioaktiven Zerfall (den sogenannten Schweidlerschen Schwankungen) befaßt und hatte ge- hofft, seine Erfahrungen zum Nachweis der Einsteinschen «Nadelstrah- lung» nutzbar machen zu können.Doch es stellte sich heraus, daß dieses Ex- périment als experimentum crucis für oder wider die Lichtquanten ungeeig- net war.Da man sich auch in München für die Lichtquanten zu interessieren begann, wurde Schrödinger im Novenber 1919 zu einem Vortrag im Münchner Mittwochskolloquium eingeladen.Arnold Sommerfeld hatte dort gerade sein berühmtes Werk über «Atombau und Spektrallinien» ahge- schlössen, das eine Zusammenfassung seiner Vorlesungen während der Kriegsjahre darstellte.Als «die schwierigste und zugleich interessanteste Frage» der Atomphysik wurde darin das Verhältnis von Wellen-und Quantentheorie in einem abschließenden Kapitel behandelt.Noch vor zwei Jahren habe es aussichtslos geschienen, eine «Brücke von der alten Welt der Wellen zu der neuen Welt der Quanten» schlagen zu wollen.«Jetzt ist die Brücke hergestellt» ' Ursache für diesen Stimmungsumschwung waren die erfolgreichen Überlegungen seines polnischen Mitarbeiters Adalbert Rubinowicz gewe- sen, dem kürzlich eine Herleitung der spektroskopischen Auswahl-und Polarisationsregeln durch Anwendung des Drehimpulssatzes auf das Ge- samtsystem von Atom und Strahlungsfeld bei einem LTbergangsprozeß gelungen war.Über die Einsteinsche Lichtquantentheorie hatte sich Som- merfeld in der ersten Auflage seines Buches dagegen nur mit großer Zurückhaltung geäußert.Daß in dieser Theorie «die Vorstellung der Kugel- welle keinen Platz» hatte, wurde von ihm als ein besonders schwerwiegender Mangel empfunden®.Schrödingers Vortrag über «Einsteins Theorie der Nadelstrahlung» dürfte deshalb einen Anlaß zu anregenden Diskussionen mit den Mitgliedern des Sommerfeldschen Instituts gegeben haben.Unter diesen befand sich

Gilbert Brands