Albert Einstein und die Begründung der Quantentheorie – Zusammenfassung

Zusammenfassung

Am 14. Dezember des Jahres 1900 berichtete Max Planck der Deutschen Physikalischen Gesellschaft über seine physikalische Interpretation einer harmlos aussehenden, von ihm selbst zuvor aufgestellten Formel, die das spektrale Verhalten
der sogenannten Wärmestrahlung beschreibt.

Maßgeblich durch das Eingreifen Albert Einsteins entwickelte sich daraus im folgenden Vierteljahrhundert eine fundamentale Krise der Physik, die dann in einer wissenschaftlichen Revolution größten Ausmaßes mündete: der Quantentheorie.

Die Quantentheorie entwickelte sich von Anfang an diametral gegen die Intentionen ihrer Schöpfer. Für Planck bedeutete sie – trotz größter äußerer Anerkennungen – das vollständige Scheitern eines langjährigen Forschungsprogramms, für Einstein letztlich eine Absage an seine wissenschaftlichen Grundüberzeugungen.

Wir schildern die Hintergründe dieser seltsamen Entwicklung und beleuchten damit die begriffliche Seite physikalischer (und allgemein naturwissenschaftlicher) Forschung, die gemeinhin stark unterschätzt wird.

Um die Rolle zu verstehen, die Albert Einstein bei der Entwicklung der Quantentheorie gespielt hat, müssen wir uns zunächst die vorangegangenen Leistungen Plancks

vergegenwärtigen, die ihn zur Aufstellung seiner berühmten Strahlungsformel geführt

haben.

Mit dieser gelang ihm die vollständige quantitative Aufklärung des Phänomens der Wärmestrahlung, die ihm den Nobelpreis des Jahres 1918 einbrachte:

”als Anerkennung des Verdienstes, das er sich durch seine Quantentheorie um die Entwicklung der Physik erworben hat“. Zu diesem Zeitpunkt lag die eigentliche Tat schon mehr als 17 Jahre zurück. Genauer ist sie auf den 14. Dezember des Jahres 1900 zu datieren. Davon wird weiter unten die Rede sein.

Etwas weniger bekannt ist die Tatsache, daß diese wissenschaftliche Großtat Plancks gleichzeitig auch die restlose Zerschlagung seines langjährigen, akribisch vorbereiteten und meisterhaft durchgeführten Forschungsprogramms bedeutete, das in einer tief antiatomistischen, an absoluten Gesetzmäßigkeiten sich orientierenden ∗Erschienen in: Herbert Hunziker (Hrsg.) Der jugendliche Einstein und Aarau (Birkhäuser Verlag, Basel, 2005) Naturauffassung wurzelt.

In der Verfolgung dieser Ideale legt Planck den Grundstein zur Quantentheorie, die dem konsequenten Atomismus zum endgültigen Durchbruch verhilft und dem Element des Zufalls eine fundamentale Bedeutung innerhalb des Gefüges physikalischer Gesetzmäßigkeiten zuweist.

Hauptmotor dieser Entwicklung, die den Planckschen Vorstellungen diametral entgegenlief, war Albert Einstein. Hartnäckig und mitunter unverfroren bestand er auf der restlosen Klärung der begrifflichen Grundlagen und Konsequenzen der Planckschen Theorie. Mit seiner Lichtquantenhypothese erklärte er nicht nur den photoelektrischen Effekt, sondern legte den eigentlich revolutionären Kern dieser Theorie frei und provozierte so maßgeblich eine tiefe Krise, die 20 Jahre später in der Formulierung der Quantenmechanik mündete.

Etwas übertreibend, aber im Kern doch zutreffend, kann man sagen, daß Einstein der
einzige war, der die Plancksche Theorie wirklich ernst nahm – so ernst, daß die Konsequenzen sich schließlich auch gegen seine Grundüberzeugungen richteten.