Paul Ehrenfest
Paul Ehrenfest (* 18. Januar 1880 in Wien; † 25. September 1933 in Amsterdam) war ein österreichischer Physiker.
Leben
Ehrenfest wuchs als Sohn eines jüdischen Kaufmanns in Wien auf und studierte ab 1899 an der dortigen Universität bei Ludwig Boltzmann. Enge Studienfreunde waren damals Hans Hahn, Gustav Herglotz und Heinrich Tietze. Ab 1901 studierte er in Göttingen bei Felix Klein, David Hilbert, Max Abraham, Ernst Zermelo, Walther Nernst, Karl Schwarzschild. 1904 wurde er bei Boltzmann in Wien mit einer Arbeit über die Bewegung starrer Körper in Flüssigkeiten nach der Hertz'schen Mechanik promoviert. Danach blieb er noch an den Universitäten Wien und ab 1906 in Göttingen, wo ihn Felix Klein mit der Abfassung des Enzyklopädie-Artikels über statistische Mechanik beauftragte. Er arbeitete die folgenden Jahre mit seiner Frau Tatjana Ehrenfest-Afanassjewa daran, zunächst in Göttingen und von 1907 bis 1912 in Sankt Petersburg. Er hatte keine feste Position, war aber in Kontakt mit den St. Petersburger Mathematikern (wie Alexander Friedmann, Tamarkin, Steklow) und machte nochmals einen Abschluss in Physik. 1911/12 reiste er auf der Suche nach einer Anstellung durch Westeuropa, wobei er in Prag erstmals Albert Einstein traf. Ab 1912 war er Professor für Theoretische Physik an der Universität Leiden, als Nachfolger des damals führenden theoretischen Physikers Hendrik Antoon Lorentz. Empfohlen hatte ihn Arnold Sommerfeld, der von Ehrenfests Vorlesungen beeindruckt war.
Seit 1904 war er mit der russischen Mathematikerin Tatjana Ehrenfest-Afanassjewa verheiratet, die mit ihm in Göttingen studiert hatte und mit der er zwei Töchter (Tatjana van Aardenne-Ehrenfest, Galinka) und zwei Söhne (Paul Jr., Vassily) hatte. Ehrenfest, der an Depression litt, erschoss sich am 25. September 1933. Den Suizid beabsichtigte er in einem Brief an seine Freunde und Kollegen Niels Bohr, Albert Einstein, James Franck, Gustav Herglotz, Abram Fjodorowitsch Ioffe, Philip Kohnstamm und Richard C. Tolman anzukündigen, aber dieser Brief wurde nicht verschickt. Darin äußert er sich skeptisch über seine Fähigkeiten, noch weiter in der Physik wirken zu können, deren Entwicklung er nach eigenen Worten nicht mehr folgen könne. Außerdem litt er schwer unter der Behinderung (Down-Syndrom) seines Sohns Vassily, den er vor seinem Freitod erschoss.
Werk
Sein Beitrag zur modernen Physik ist vor allem sein berühmter Artikel über statistische Mechanik in der Enzyklopädie der Mathematischen Wissenschaften (mit seinem Urnenmodell zur Erklärung irreversibler Phänomene, der Quasi-Ergodenhypothese u. a.) von 1911 und das nach ihm benannte Ehrenfest-Theorem (1927), ein Satz der Quantenmechanik, der eine allgemeingültige Beziehung zur klassischen Physik herstellt. 1911 veröffentlichte er seine Adiabatenhypothese (Annalen der Physik).
Noch heute oft diskutiert ist das von ihm 1909 aufgestellte Ehrenfestsche Paradoxon, ein scheinbares Paradoxon der speziellen Relativitätstheorie (SRT). Dieses „Paradoxon“ war sehr nützlich für die spätere Entwicklung des Begriffs des „starren Körpers“ im Rahmen der speziellen Relativitätstheorie, wobei bis heute Veröffentlichungen für genaue Lösungen zu diesem Thema erscheinen. Äußerst fruchtbar waren die dabei aufgeworfenen Fragen auch für die Entwicklung von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, da Einstein dadurch auf die Bedeutung der nicht-Euklidischen Geometrie aufmerksam wurde. Ehrenfest selbst wurde ab 1910 zu einem wichtigen Verteidiger der speziellen Relativitätstheorie und veröffentlichte mehrere Arbeiten, in denen er auf die Fehlinterpretationen der speziellen Relativitätstheorie durch andere Autoren wie Wladimir Sergejewitsch Ignatowski einging. Um diese Zeit wurde Ehrenfest zu einem Freund von Einstein, mit dem er im Briefwechsel stand. Zusammen mit Hendrik Antoon Lorentz war Ehrenfest auch einer der wenigen, die Einstein bei seinen Bemühungen zur allgemeinen Relativitätstheorie unterstützten.
Ebenso korrespondierte er mit Niels Bohr. 1925 versuchte er bei einer Zusammenkunft bei ihm in Leiden eine Einigung von Einstein und Bohr in der Quantentheorie zustande zu bringen, hatte aber keinen Erfolg.
Nach ihm ist die Ehrenfest-Klassifikation von Phasenübergängen benannt.
Zu seinen Studenten zählten Samuel Goudsmit, George Uhlenbeck, Jan Tinbergen, Hendrik Casimir und Enrico Fermi.
Am 18. Juni 2008 wurde der Asteroid (32796) Ehrenfest nach ihm benannt.
Schriften
- Paul und Tatjana Ehrenfest: Begriffliche Grundlagen der statistischen Auffassung in der Mechanik. In: Enzyklopädie der Mathematischen Wissenschaften. 1909, 1911 (online).
- Paul Ehrenfest: Welche Züge der Lichtquantenhypothese spielen in der Theorie der Wärmestrahlung eine wesentliche Rolle? In: Annalen der Physik. Serie 4, Band 36, Nr. 11, 1911, S. 91–118, doi:10.1002/andp.19113411106.
Literatur
- Martin J. Klein: Ehrenfest, Paul. In: Charles Coulston Gillispie (Hrsg.): Dictionary of Scientific Biography. Band 4: Richard Dedekind – Firmicus Maternus. Charles Scribner’s Sons, New York 1971, S. 292–294.
Weblinks
- Engelbert Broda: Paul Ehrenfest (1880–1933)
- H.B.G. Casimir: Preface to Collected Papers of Paul Ehrenfest.
- Scientific publications of P. Ehrenfest an der Universität Leiden
- Literatur von und über Paul Ehrenfest im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
- Paul Ehrenfest – Biographie an der ETH
- John J. O’Connor, Edmund F. Robertson: Paul Ehrenfest. In: MacTutor History of Mathematics archive.
- Dirk van Delft: Paul Ehrenfest´s final years. In: Physics today, Januar 2014, S. 41