Auf der Suche nach dem Leben#
Vor 125 Jahren kam Erwin Schrödinger zur Welt. Der Österreicher war einer der bedeutendsten Physiker des 20. Jahrhunderts. Ihm verdankt auch die Biologie wichtige Impulse.#
Von der Wiener Zeitung (Donnerstag, 9. August 2012) freundlicherweise zur Verfügung gestellt.
Von
Franz M. Wuketits
© Wiener Zeitung / Bettmann/CORBIS
"Seine Vorlesungen und Diskussionsbeiträge zeichnen sich durch einen grandiosen Stil aus, gekennzeichnet durch Einfachheit und Präzision. Seine eindrucksvolle Erscheinung erfährt durch das charmante Temperament eines Süddeutschen eine weitere Betonung." Mit diesen Worten der Berufungskommission wurde Schrödinger dem zuständigen Ministerium für den Lehrstuhl für theoretische Physik an der Berliner Friedrich-Wilhelms-Universität (seit 1949 Humboldt-Universität) empfohlen.
Schrödinger wurde berufen und nahm die Professur von 1927 bis 1933 wahr. Doch war Berlin nur eine von vielen Lebensstationen dieses umtriebigen Gelehrten, dessen ausgesprochenes Interesse an der Physik schon in früher Jugend entflammt war. Bei der Physik allein sollte es allerdings nicht bleiben. Schrödinger befasste sich auch mit grundlegenden Fragen der Biologie und mit philosophischen Problemen.
Ein Vorzugsschüler#
Erwin Schrödinger wurde am 12. August 1887 in Wien als Sohn des naturwissenschaftlich interessierten Wachstuchfabrikanten Rudolf Schrödinger geboren. Seine Mutter, Georgine Schrödinger, war die Tochter des Chemikers und Regionalpolitikers Alexander Bauer. Als Einzelkind genoss er die volle Aufmerksamkeit seiner Eltern und wurde von Privatlehrern unterrichtet, bevor er das Akademische Gymnasium besuchte. Dieses traditionsreiche, bereits 1553 gegründete Gymnasium ist das älteste in Wien. Schrödinger war stets Klassenbester, bestand seine Matura hervorragend und studierte anschließend an der Wiener Universität Physik und Mathematik. 1910 erfolgte seine Promotion, vier Jahre später seine Habilitation.
Von 1911 bis 1920 war er Assistent am II. Physikalischen Institut seiner Heimatuniversität. Der Erste Weltkrieg freilich verschonte auch ihn nicht, und er leistete Kriegsdienst an der Süd-Front. Allerdings fand er auch dort Gelegenheit, seine wissenschaftlichen Interessen weiter zu verfolgen und vertiefte sich unter anderem in Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie.
Die Nachkriegsjahre waren für Schrödinger von privaten Betrübnissen (Tod des Großvaters, des Vaters und der Mutter) und wirtschaftlichen Sorgen überschattet. Trotzdem setzte er seine wissenschaftlichen Studien fort und beschäftigte sich vor allem mit der Farbenlehre. 1920 vermählte er sich mit der um neun Jahre jüngeren Annemarie Bertel und übersiedelte mit ihr im selben Jahr nach Jena, wo ihm eine Dozenten-Stelle angeboten worden war.
Damit begann für Schrödinger ein langes akademisches Wanderleben quer durch Europa. In Jena blieb er nur ein halbes Jahr, um danach an der Technischen Hochschule in Stuttgart ein (unbefristetes) Extraordinariat zu übernehmen. Vor seinem Berliner Lehrstuhl bekleidete er noch Professuren an den Universitäten Breslau (Wrozław) und Zürich und hielt Gastvorträge in den USA.
1933 war das Jahr, in dem Schrödinger der Nobelpreis verliehen wurde, aber auch das Jahr der Machtergreifung Hitlers. Schrödinger wanderte freiwillig nach England aus und übernahm eine Professur in Oxford. Drei Jahre später aber kehrte er nach Österreich zurück und wurde Professor an der Universität Graz. Nicht lange, denn 1938, nach dem Anschluss Österreichs an Hitler-Deutschland, wurde er aus dem Universitätsdienst entlassen und verließ - diesmal unfreiwillig - seine Wirkungsstätte.
Es folgten Aufenthalte in der Schweiz, in Italien, Belgien und England. 1939 übernahm er die Leitung des für ihn eingerichteten "Institute for Advanced Studies" in Dublin. Erst 1956 kehrte Schrödinger nach Österreich zurück. Er übernahm ein persönliches Ordinariat an der Wiener Universität, das er, fast siebzigjährig, nur ein Jahr lang bekleidete.
Schrödinger starb am 4. Jänner 1961 in Wien, wurde aber - seinem eigenen Wunsch gemäß - in Alpbach in Tirol beigesetzt, wo er sich zumal in seinen letzten Lebensjahren stets gern aufgehalten hatte. Sein Leben war nicht nur in akademischer Hinsicht abwechslungsreich. In seinem Privatleben sprengte er - zurückhaltend gesagt - die Fesseln einer bürgerlichen Existenz, hielt nicht viel von Konventionen, und so konsequent und geradlinig er seine Arbeit verfolgte, so sprunghaft war sein Temperament. Im Umgang mit seinen Mitmenschen zeigte sich der Tabakfreund, Bier- und Weinliebhaber locker, freundlich und großzügig, konnte sich aber auch als Primadonna gebärden.
Physik und Leben#
Schrödinger ist vor allem als Physiker bekannt. Er beschäftigte sich sowohl mit experimentellen, als auch mit theoretischen Problemen, und in den sechs Jahren seiner Berliner Zeit umfassten seine Vorlesungen und Übungen praktisch sämtliche Aspekte seines Faches. Untrennbar verbunden ist sein Werk mit der Quantenmechanik (Quantentheorie), die eine wesentliche Erweiterung der klassischen Physik darstellt, sich von dieser aber auch grundlegend unterscheidet. Sie beschreibt und erklärt Vorgänge und Gesetzmäßigkeiten im subatomaren, mikrophysikalischen Bereich und führte in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu weitreichenden und lebhaften Kontroversen. In ihrer Konsequenz zeigt uns die Quantenmechanik im Sinne von Schrödinger eine verschränkte Welt, die gleichsam am Grund unserer Wirklichkeit existiert.
Nicht minder bedeutsam aber ist Schrödingers Beschäftigung mit der Thermodynamik ("Wärmelehre"), die wesentlich dazu beitrug, dass er die altehrwürdige Frage "Was ist Leben?" auf eine originelle Weise beantworten konnte. Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik oder Entropie-Satz besagt, dass Wärme stets von wärmeren zu kühleren Körpern strömt, so dass sich erstere beständig abkühlen, bis sie selbst keine Wärme mehr zur Verfügung haben. Die Entropie ("Unordnung") im Universum nimmt mithin beständig zu, früher oder später wird alle Wärme aufgebraucht sein und alle Körper werden die gleiche Temperatur erreicht haben ("Wärmetod").
Nun fallen Lebewesen dadurch auf, dass sie dem Entropie-Satz widersprechen: Sie schaffen fortgesetzt Ordnung und geben durch den Mechanismus ihrer Fortpflanzung die genetischen Bauanleitungen für ihre eigene Ordnung von Generation zu Generation weiter. Die Auflösung dieses - scheinbaren - Widerspruchs ist maßgeblich die Leistung Schrödingers. 1944 veröffentlichte der Physiker einen schmalen Band auf der Basis seiner Vorlesungen in Dublin: "Was ist Leben? Die lebende Zelle mit den Augen des Physikers betrachtet". Das Buch erschien zunächst in englischer Sprache, später in zahlreichen Auflagen, Ausgaben und Übersetzungen. Es kann als ein Meilenstein in der Geschichte der Biologie gelten und weist seinen Autor als einen bedeutenden Vorreiter der Molekularbiologie aus.
Vertreter der "klassischen" Biologie nahmen das Buch zunächst kaum zur Kenntnis, doch bei Physikern fand es schnell Beachtung. Sicher nicht zuletzt deshalb, weil es die Suche nach neuen Naturgesetzen stimulierte und die Ausweitung physikalischer Theorien auf biologische Phänomene in Aussicht stellte. Dass dieses Buch aber nach und nach auch bei Biologen auf Interesse stieß, erklärt sich wohl daraus, dass es seinem Autor auf einfache wie geniale Weise gelungen war, eine seit alters von vielen philosophischen Spekulationen umrankte Frage auf solidem naturwissenschaftlichem Fundament zu beantworten.
Inmitten einer Welt, in der alles zur Unordnung hinstrebt, bauen Lebewesen Ordnung auf. Wie kann das gelingen? Nur, indem sie Ordnung aus ihrer Umgebung sozusagen aufsaugen. In Schrödingers eigenen Worten: "Alles, was in der Natur vor sich geht, bedeutet eine Vergrößerung der Entropie jenes Teils der Welt, in welchem es vor sich geht. Damit erhöht ein lebender Organismus ununterbrochen seine Entropie - oder, wie man auch sagen könnte, er produziert eine positive Entropie - und strebt damit auf den gefährlichen Zustand maximaler Entropie zu, die den Tod bedeutet. Er kann sich ihm nur fernhalten, d.h. leben, indem er seiner Umwelt fortwährend negative Entropie entzieht - welches etwas sehr Positives ist."
Anders gesagt: Organismen müssen ständig etwas in ihrer Umgebung zerstören - sie müssen fressen -, um ihren eigenen Zustand stabil zu halten. Zumindest vorübergehend, bis der Tod sie alle heimholt. Indem sie ihrer Umgebung fortwährend Stoffe und Energien entnehmen, tragen sie aber in der Gesamtbilanz zur Entropie-Zunahme in der Welt bei.
In seinen späteren Lebensjahren veröffentlichte Schrödinger sein Buch "Die Natur und die Griechen - Kosmos und Physik" (1956) sowie seine "Weltansicht" (1961). Es wäre indes verfehlt, darin nur das philosophische Spätwerk eines alternden Physikers erblicken zu wollen. Aufgrund seiner humanistischen Bildung war er von Anfang an mit philosophischen Fragen beschäftigt oder jedenfalls an ihnen interessiert gewesen. Sein Anliegen war letztlich ein einheitliches Weltbild, und er versuchte, einer Spaltung des Weltbildes entgegenzuwirken. Die griechische Philosophie lieferte ihm dazu manche Haltegriffe. Schon in seinem Buch "Was ist Leben?" betonte er, dass sich einige von uns an eine Zusammenschau von Tatsachen und Theorien wagen müssen, selbst wenn sie - mit unvollständigem Wissen - Gefahr laufen, sich dabei lächerlich zu machen. Lächerlich gemacht hat sich Schrödinger gewiss nicht.
Natur, Mensch, Gott#
Freilich mag es seltsam erscheinen, dass der Physiker - unter dem Einfluss Arthur Schopenhauers - von der Vedanta begeistert war, einem philosophischen System, welches auf verschiedene Weise das Verhältnis der "Einzelseele" zur "Weltseele" darzulegen versucht und die Vorstellung des Nirwana einschließt. Allerdings ist zu bemerken, dass er seinen "Vedantismus" von seinen wissenschaftlichen Arbeiten weitgehend fernhielt und dass dieser die Beziehungen zu seinen Mitmenschen offenbar nicht beeinflusst hat. Sicher glaubte Schrödinger an keinen persönlichen Gott, seine Vorstellung war vielmehr die einer Einheit von Natur, Mensch und Gott.
In den Vordergrund gestellt werden sollte sein Bestreben nach einem umfassenden Weltbild. Es sei, wie er meinte, "betrüblich zu sehen, wie die Menschheit demselben Ziel auf zwei verschiedenen und schwierig gewundenen Pfaden zustrebt, mit Scheuklappen zwischen trennenden Wänden". In einer Zeit, in der wir eines umfassenden Weltbildes mit philosophischen Ansprüchen vielleicht mehr denn je bedürften, sich aber immer weniger Naturwissenschafter um ein solches bemühen, sollte Schrödingers Werk lebendig gehalten werden.
Franz M. Wuketits, geboren 1955, lehrt Wissenschaftstheorie mit dem Schwerpunkt Biowissenschaften an der Universität Wien. Er ist Autor zahlreicher Bücher. Zuletzt erschien: "Die Boten der Nemesis. Katastrophen und die Lust auf Weltuntergänge" (Gütersloher Verlagshaus 2012)
Literaturhinweis:#
Walter J. Moore: Erwin Schrödinger. Eine Biographie. Aus dem Englischen von Thorsten Kohl, Primus Verlag, Darmstadt 2012, 423 Seiten 30,80 Euro.
