Paul Ehrenfest (am 18. Januar 1880 - am 25. September 1933) war ein österreichischer und holländischer Physiker, der Hauptbeiträge zum Feld der statistischen Mechanik und seiner Beziehungen mit der Quant-Mechanik, einschließlich der Theorie des Phase-Übergangs und des Lehrsatzes von Ehrenfest geleistet hat.

Lebensbeschreibung

Paul Ehrenfest ist geboren gewesen und ist in Wien in einer jüdischen Familie von Loštice in Mähren aufgewachsen. Seine Eltern, Sigmund Ehrenfest und Johanna Jellinek, haben ein Lebensmittelgeschäft geführt. Obwohl die Familie nicht allzu religiös war, hat Paul Neuhebräisch und die Geschichte der Juden studiert. Später hat er immer seine jüdischen Wurzeln betont. Ehrenfest hat in der Grundschule hervorgeragt, aber ist am Akademisches Gymnasium, sein bestes Thema nicht gesund gewesen, das Mathematik ist. Nach dem Überwechseln dem Gymnasium von Franz Josef haben sich seine Zeichen verbessert. 1899 hat er erfolgreich die Endprüfungen bestanden.

Er hat sich auf die Chemie an Technische Hochschule spezialisiert, aber hat Kurse an der Universität Wiens insbesondere von Ludwig Boltzmann auf seiner kinetischen Theorie der Thermodynamik genommen. Diese Vorträge hatten einen tiefen Einfluss: Sie waren im Anregen des Interesses von Ehrenfest an der theoretischen Physik instrumental, haben sein Hauptgebiet der Forschung seit kommenden Jahren definiert, und haben ein Beispiel des inspirierten Unterrichtens zur Verfügung gestellt. Zurzeit war es in der deutschsprachigen Welt üblich, um an mehr als einer Universität und 1901 Ehrenfest zu studieren, der Göttingen übertragen ist, der bis 1933 ein wichtiges Zentrum für die Mathematik und theoretische Physik war. Dort hat er seine zukünftige Frau Tatyana A. Afanasyeva, einen jungen Mathematiker getroffen, der in der Ukraine geboren ist, und hat in Russland erzogen. Im Frühling 1903 hat er H.A. Lorentz während einer kurzen Reise nach Leiden getroffen. Inzwischen hat er sich vorbereitet eine Doktorarbeit darauf Sterben Bewegung starrer Körper in Flüssigkeiten und sterben Mechanik von Hertz (Die Bewegung von starren Körpern in Flüssigkeiten und der Mechanik des Hertz). Er hat seinen Doktorgrad am 23. Juni 1904 in Wien erhalten, wo er von 1904 bis 1905 geblieben ist.

Am 21. Dezember 1904 hat er russischen Mathematiker Tatyana Alexeyevna Afanasyeva (1876-1964) geheiratet, wer mit ihm in seiner Arbeit zusammengearbeitet hat. Sie hatten zwei Töchter und zwei Söhne: Tatyana ('Tanja') (1905-1984), ist auch ein Mathematiker geworden; Galinka ('Galja') (1910-1979), ist ein Autor und Illustrator der Bücher von Kindern geworden; II Paul. ('Pavlik') (1915-1939), wer auch ein Physiker geworden ist; und Vassily ('Wassik') (1918-1933).

Der Ehrenfests ist zu Göttingen im September 1906 zurückgekehrt. Sie würden Boltzmann wieder nicht sehen: Am 6. September hat er sein eigenes Leben in Duino in der Nähe von Trieste genommen. Ehrenfest hat eine umfassende Todesanzeige veröffentlicht, in der die Ausführungen von Boltzmann beschrieben werden. Felix Klein, Ältester der Mathematiker von Göttinger und des Hauptredakteurs des Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften, hatte auf Boltzmann für eine Rezension über die statistische Mechanik gezählt. Jetzt hat er Ehrenfest gebeten, diese Aufgabe zu übernehmen. Zusammen mit seiner Frau hat Ehrenfest daran seit mehreren Jahren gearbeitet; der Artikel wurde bis 1911 nicht veröffentlicht. Es ist eine Rezension der Arbeit von Boltzmann und seiner Schule, und zeigt einem Stil alle seine eigenen: eine scharfe logische Analyse der grundsätzlichen Hypothesen, klare Zeichnung von ungelösten Fragen und eine Erklärung von allgemeinen Grundsätzen durch klug gewählte durchsichtige Beispiele.

1907 hat sich das Paar nach St. Petersburg bewegt. Ehrenfest hat gute Freunde dort in besonderem A.F. Joffe gefunden, aber hat sich wissenschaftlich isoliert gefühlt. Außerdem, als ein österreichischer Bürger und des jüdischen Ursprungs hatte er keine Aussicht einer dauerhaften Position. Anfang 1912 ist Ehrenfest auf einer Tour von deutschsprachigen Universitäten in der Hoffnung auf eine Position aufgebrochen. Er hat Berlin besucht, wo er Max Planck, Leipzig gesehen hat, wo er seinen alten Freund Herglotz, München gesehen hat, wo er Arnold Sommerfeld, dann Zürich und Wien getroffen hat. Während in Prag er Albert Einstein zum ersten Mal getroffen hat, und sie enge Freunde danach geblieben sind. Einstein hat Ehrenfest empfohlen, ihm in seiner Position in Prag nachzufolgen, aber das ist nicht gut gelaufen. Das war auf Grund dessen, dass sich Ehrenfest erklärt hat, ein Atheist zu sein. Sommerfeld hat ihm eine Position in München angeboten, aber Ehrenfest hat ein besseres Angebot erhalten; zur gleichen Zeit gab es eine unerwartete Wende von Ereignissen. H. A. Lorentz hat seine Position als Professor an der Universität von Leiden aufgegeben, und auf seinem Rat wurde Ehrenfest zu seinem Nachfolger ernannt.

Akademische Karriere

Im Oktober 1912 ist Ehrenfest in Leiden angekommen, und am 4. Dezember hat er seinem Eröffnungsvortrag Zur Krise der Lichtaether-Hypothese (Über die Krisen der Hypothese des leichten Äthers) gegeben. Er ist in Leiden für den Rest seiner Karriere geblieben. Um Wechselwirkung und Austausch zwischen Physik-Studenten zu stimulieren, hat er eine Diskussionsgruppe und eine Studentenvereinigung genannt De Leidsche Flesch organisiert. Er hat nahen Kontakt mit prominenten Physikern innerhalb des Landes und auswärts aufrechterhalten, und hat sie eingeladen, zu Leiden zu besuchen und eine Präsentation in seiner Vortrag-Reihe zu geben. Ehrenfest war ein hervorragender Debattierer, schnell, um auf Schwächen hinzuweisen und die Hauptsache zusammenzufassen.

In seinen Vorträgen würde er sich auf einfache Modelle und Beispiele konzentrieren, um die zu Grunde liegenden Annahmen zu illustrieren und zu klären. Seine Klassen waren klein, und er hat sich angestrengt, um Studenten kennen zu lernen, die vom Lesezimmer Gebrauch gemacht haben. Obwohl wenige von ihnen als Majore in der Theoretischen Physik akzeptiert wurden, hatte er lange Diskussionen mit ihnen fast auf einer täglichen Basis. Gemäß Einstein:" Er war nicht bloß der beste Lehrer in unserem Beruf, den ich jemals gekannt habe; er wurde auch von der Entwicklung und dem Schicksal von Männern, besonders seinen Studenten leidenschaftlich völlig in Anspruch genommen. Um andere zu verstehen, ihre Freundschaft und Vertrauen zu gewinnen, jedem zu helfen, der in inneren oder Außenkämpfen verwickelt ist, junges Talent zu fördern — war all das sein echtes Element fast mehr als seine Immersion in wissenschaftlichen Problemen". Wenn Ehrenfest gefunden hat, dass es ein wenig mehr gab, konnte er seine Studenten unterrichten, er würde sie an andere Zentren in Europa für mehr Ausbildung senden. Er würde sie auch dazu ermuntern, Positionen auswärts zu akzeptieren.

Unter seinen Studenten waren Johannes Burgers, Hendrik Kramers, Dirk Coster, George Uhlenbeck und Samuel Goudsmit, der berühmt geworden ist, wegen das Konzept von Elektrondrehung, Jan Tinbergen, Arend Rutgers, Hendrik Casimir, Gerhard Dieke, Dirk Struik und Gerard Kuiper gemeinsam vorzuschlagen. Seine Helfer haben Yuri Krutkov, Viktor Trkal, Adriaan Fokker, Paul Epstein und Gregory Breit eingeschlossen. Andere junge ausländische Wissenschaftler, die eine verlängerte Periode in seinem Laboratorium ausgegeben haben, haben Gunnar Nordström, Enrico Fermi, Igor Tamm, Oskar Klein, Robert Oppenheimer, Walter Elsasser, Ralph Kronig, Werner Heisenberg, Paul Dirac und David Dennison eingeschlossen.

Forschung

Die meisten wissenschaftlichen Papiere von Ehrenfest befassen sich mit Grundlagen und bemühen sich, einzelne Punkte zu klären. Seine Veröffentlichungen sind für die Klarheit, durch das Lösen von Paradoxen oder durch die Versorgung klarerer Beschreibungen berühmt, oder sind durch das Stellen von eindringenden Fragen anregend. Seine Annäherung an die Wissenschaft wird am besten dadurch illustriert, was er Robert Oppenheimer im Sommer 1928 geschrieben hat, nachdem Oppenheimer sich für einen verlängerten Aufenthalt in Leiden eingeladen hat: "Wenn Sie vorhaben, schwere mathematische Artillerie wieder während Ihres kommenden Jahres in Europa zu besteigen, würde ich Sie bitten, nicht nur zu Leiden nicht zu kommen, aber wenn möglich nicht sogar nach Holland, und gerade weil ich Sie wirklich so liebe und es diesen Weg halten will. Aber wenn, im Gegenteil, Sie mindestens Ihre ersten paar Monate geduldig, bequem, und freudig in Diskussionen ausgeben wollen, die fortsetzen, zu denselben wenigen Punkten zurückzukommen, über einige grundlegende Fragen mit mir und unseren jungen Leuten plaudernd - und ohne viel über das Veröffentlichen zu denken (!!!) - warum dann ich Sie mit offenen Armen begrüße!! ". Charakteristisch hat er die Abstraktion der neuen Quant-Theorie von Heisenberg und Dirac nicht gemocht.

Der wichtigste Beitrag von Ehrenfest von 1912 bis zu 1933 ist die Theorie von adiabatischem invariants. Es ist ein Konzept ist auf klassische Mechanik zurückzuführen gewesen, die einerseits dienen kann, um bestimmte Methoden des Modells von Bohr des Atoms zu raffinieren (obwohl am Anfang Ehrenfest die Ideen von Bohr nicht akzeptiert hat) und andererseits eine Verbindung zwischen der Atommechanik und statistischen Mechanik macht. Er hat Hauptbeiträge zur Quant-Physik, einschließlich der Theorie von Phase-Übergängen und dem Lehrsatz von Ehrenfest geleistet, der feststellt, dass Erwartungswerte eines Quant-Systems klassischer Mechanik folgen. Sein Name wird auch dem Paradox von Ehrenfest, einem offenbaren Paradox in der Relativität noch besprochen heute, zum Modell von Ehrenfest, und zur Ehrenfest Zeit, der Zeit gegeben, die Abfahrt der Quant-Dynamik für observables von der klassischen Dynamik charakterisierend.

Ehrenfest hat sich auch für das Entwickeln mathematischer Theorien in der Volkswirtschaft interessiert. Dieses Interesse wurde durch seinen Begriff stimuliert, dass es eine Analogie zwischen Thermodynamik und wirtschaftlichen Entwicklungen geben sollte. Während das auf Veröffentlichungen nicht hinausgelaufen ist, hat er wirklich seinen Studenten im Aufbaustudium Tinbergen dazu ermuntert, darauf zu folgen. Die These von Tinbergen wurde Problemen sowohl von der Physik als auch von Volkswirtschaft gewidmet, und er hat fortgesetzt, ein Wirtschaftswissenschaftler zu werden, und wurde der ersten Bank des Preises von Schweden in Wirtschaftswissenschaften im Gedächtnis von Alfred Nobel 1969 zuerkannt.

Einstein und Bohr in Leiden

Ehrenfest ist besonders Einstein und Bohr nah gewesen. Nach dem ersten Besuch von Niels Bohr in Leiden 1919, für die Thesenverteidigung von Kramers, hat er Ehrenfest geschrieben: "Ich sitze und denke an alle, was Sie mir über so sehr viele verschiedene Dinge erzählt haben, und was auch immer ich denke, finde ich, dass ich so viel von Ihnen gelernt habe, die für mich von großer Bedeutung sein werden; aber dabei möchte ich so viel mein Gefühl des Glücks über Ihre Freundschaft und der Dankbarkeit für das Vertrauen und die Zuneigung ausdrücken, die Sie mir gezeigt haben, finde ich mich so äußerst unfähig, Wörter dafür zu finden".

Auf seiner Einladung hat Einstein 1920 eine Ernennung als der außergewöhnliche Professor an der Universität von Leiden akzeptiert. Diese Einordnung hat Einstein erlaubt, Leiden seit ein paar Wochen jedes Jahr zu besuchen. An diesen Gelegenheiten würde Einstein am Haus von Ehrenfest bleiben. 1923 ist Einstein dort seit 6 Wochen geblieben, nachdem deutsche Ultranationalisten in Berlin Drohungen gegen sein Leben gemacht hatten.

Anlässlich des 50. Jahrestages von Lorentz' Doktorat (Dezember 1925) hat Ehrenfest sowohl Bohr als auch Einstein zu Leiden in einem Versuch eingeladen, ihre wissenschaftlichen Unterschiede über die erscheinende Quant-Theorie beizulegen. Diese Diskussionen wurden auf der Solvay 1927-Konferenz fortgesetzt, wo Ehrenfest viel zu seiner Betroffenheit für die Position von Bohr in dieser großen Debatte Partei ergreifen musste.

Letzte Jahre

Von der Ähnlichkeit mit seinen engen Freunden des Mais 1931 scheint es, dass Ehrenfest unter strenger Depression gelitten hat. Vor dem August 1932 wurde Einstein so beunruhigt, dass er dem Ausschuss der Universität von Leiden geschrieben hat, betrifft das Ausdrücken tief und Wege andeutend, auf die das Arbeitspensum von Ehrenfest reduziert werden konnte.

In Amsterdam, am 25. September 1933, hat er seinen Kampf mit Depression verloren. Vorbereitungen für die Sorge über seine anderen Kinder er der erste Schuss getroffen, hat sich sein jüngerer Sohn Wassik, der Unten Syndrom hatte, dann sich getötet.

• Niels Bohr, 1949, "Diskussion Mit Einstein auf Erkenntnistheoretischen Problemen in der Atomphysik" in Schilpp, P. A., Hrsg., Albert Einstein: Philosoph-Wissenschaftler, Die Bibliothek von Lebenden Philosophen. Nordwestlicher Univ. Drücken Sie: 200-41.
• Albert Einstein, 1950. Aus meinen späteren Jahren.
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• --------1981, "Nicht durch Entdeckungen Allein: die Hundertjahrfeier von Paul Ehrenfest," Physica 106A: 3-14.
• Kramers, H. A., 1933, Physica 13: 273-276.
• --------1933, Natur 132: 667.
• Wolfgang Pauli, 1933, Naturwissenschaften 21: 841-843.
• --------1935, "Physiker als Stilisten," Naturwissenschaften 23: 297-301.
• G. E. Uhlenbeck, 1956, "Reminencences von Professor Paul Ehrenfest," amerikanische Zeitschrift der Physik 24: 431-433.

Außenverbindungen

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• Marijn Hollestelle, 'Zuivere praktijk: Paul Ehrenfests opvattingen über toegepaste natuurkunde', in:L. J. Dorsman en P. J. Knegtmans, 'Onderzoek in opdracht: de publieke functie van de universitaire wetenschap in Nederland sedert 1876', (2007).
• Marijn Hollestelle, Paul Ehrenfest. Worstelingen hat de moderne wetenschap, 1912-1933 (Leiden Universität Presse, Leiden, 2011) Lebensbeschreibung auf dem Leben von Ehrenfests in Leiden entsprochen. Internationale Standardbuchnummer 9789087281229
• Rowdy Boeyink, "In het centrum Kombi het Drama" Wetenschappelijke worstelingen van Paul Ehrenfest tussen 1916 - 1925, die These des Masters, Universität Utrecht, 2005 (in Niederländisch).
• Dirk van Delft, Einstein in Leiden, Physik Heute 59 (April 2006) 57-26. Der frontpage zeigt eine Malerei von Marijke Kamerlingh Onnes, Nichte von Heike.
• H.B.G. Casimir, Einleitung zu gesammelten Papieren von Paul Ehrenfest
• Frans van Lunteren, Paul Ehrenfest: de Leidse onderzoekschool Kombi een fysicus in der Diaspora (2003).
• Dieter Hoffmann, Hubert Laitko, und Staffan Müller-Wille, Paul Ehrenfest in: Das Lexikon bedeutender Naturwissenschaftler (in Deutsch).
• S.A. Goudsmit. Die Entdeckung der Elektrondrehung.
• Kolloquium Ehrenfestii.
• Einstein in Leiden.
• Doktorstudenten von P. Ehrenfest: 1918-1931
• Veröffentlichungen von P. Ehrenfest
• Albert Einstein am Haus von Ehrenfest in Leiden.