Rätsel und Puzzles
Biographische Rätsel, 05/2000
Streng calvinistisch wurde er erzogen; diese Grundhaltung sollte sein ganzes Leben und vor allem sein Arbeiten bestimmen. Später, als berühmter Physiker, sah er seine wissenschaftlichen Verdienste als Auftrag Gottes an, und als Dienst an den Mitmenschen.
Seine ersten zehn Jahre verbrachte er auf dem Lande, als Einzelkind auf dem großen Gut seines Vaters. Der war von Beruf vermögender schottischer Landadeliger und studierter Jurist. Die Mutter starb, als er erst acht Jahre alt war. Seine einsame Kindheit auf dem Lande hat ihn vielleicht noch in anderer Hinsicht geprägt: In späteren Jahren wird er als ungeselliger Eigenbrötler beschrieben, der still und am liebsten alleine vor sich hin forschte.
Doch die Einsamkeit fand mit der Einschulung ein jähes Ende. Da zog der Junge nach Edinburgh um, wo er eine Eliteschule besuchte. Schließlich erfolgte der Wechsel an die Universität in Cambridge. Dort begann er seine wissenschaftliche Wanderung durch sämtliche Gefilde der damaligen Physik (nebst einigen Abstechern in die Mathematik), die fast zwei Jahrzehnte dauern sollte.
Zunächst nahm sich der junge Physiker die Welt der Farben vor. Gibt es nun drei oder fünf Grundfarben? Wie kann man Dunkelgrün, Blassrot oder Hell blau messen und in Zahlen fassen? Er entschied sich für drei Grundfarben, die er in die Ecken eines Farbdreiecks eintrug. Den Farben dazwischen konnte er dann jeweils Winkel zuordnen.
Im Dienste der Forschung tüftelte er immer raffiniertere Farbkreisel und -systeme aus und baute schließlich eine so genannte Colour-Box, mit der er Licht unterschiedlicher Farben mischte. Damit gelangen ihm interessante Erkenntnisse zur Physiologie des Sehens; auch die heute verwendete Farbmetrik basiert teilweise auf diesen Überlegungen. Versuche, ein erstes Farbfoto zu schießen, misslangen dem Physiker allerdings.
Bekannter als seine Arbeiten zur Farbenlehre sind allerdings seine Überlegungen zur statistischen Mechanik. Sie nahmen ihren Anfang im Weltraum, genauer gesagt: In den Saturnringen. Den Wissenschaftler beschäftigte die Frage, wie man die vielen Teilchen, die darin aufeinanderprallten, mathematisch beschreiben konnte. Dabei stieß er auf eine Arbeit von Rudolf Clausius, der die freie Weglänge zwischen zwei Gasteilchen untersucht hatte. Er erweiterte diese Arbeit und stellte ein Gesetz auf, mit dem man die Geschwindigkeitsverteilung von Molekülen in Gasen auch heute noch beschreibt.
Zusätzlich dachte er sich einen Dämon aus, der unermüdlich schnelle und langsame Moleküle auseinander sortiert. In einer Tasse mit heißem Kaffee könnte dieser Dämon zum Beispiel dafür sorgen, dass ein Eiswürfel nicht schmilzt. Dieser berühmteste Geist der Physik, der heute den Namen des gesuchten Physikers trägt, sollte so das zweite Gesetz der Thermodynamik verletzen - erst hundert Jahre später wurde bewiesen, dass er das nicht kann.
Etwas anderes dagegen funktionierte wunderbar: die Zusammenfassung elektrischer und magnetischer Felder in einen sehr eleganten und einfachen Formelsatz. Um zu diesen Formeln zu gelangen, bemühte der Wissenschaftler wieder die Mechanik. Mit einer ungeheuren Vielfalt an Analogien beschrieb er die Druck- und Zugkräfte in Äther wirbeln, elektrische Ströme oder magnetische Felder. Dazu nahm er winzige Zahnräder, Planetengetriebe, Friktionsrollen und Wasserflüsse zu Hilfe - und leitete so schließlich die Lichtgeschwindigkeit und die Ausbreitung elektromagnetischer Felder her.
Mit 34 Jahren zog er sich jedoch auf ein Landgut zurück. Seine Gesundheit verschlechterte sich, und aufgrund seines Vermögens hatte er es nicht nötig, sich seinen Lebensunterhalt durch harte Arbeit an der Universität zu verdienen. Zwar wurde er noch auf einen wichtigen Lehrstuhl der Universität Cambridge berufen, doch forschte er dort nur noch wenig. Acht Jahre später verstarb er an Krebs - im Alter von nur 48 Jahren.
Wer war der Physiker, der einen Dämon ins Leben rief?