von Wolfgang Volk

Die meisten Straßen im heutigen zentralen Campus der Freien Universität Berlin, der auf dem Arreal der auf Anregung des Theologieprofessors Adolf Harnack (1851-1930) im Jahr 1911 gegründeten Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft¹⁾ (KWG) liegt, tragen Namen von Naturwissenschaftlern – meist Physikern und Chemikern. Dies ist nicht weiter verwunderlich, waren diese beiden Fachrichtungen doch auch jene, welche die Institute der KWG vorrangig vertreten sollten. Die Benennung der Straßen erfolgte allerdings sukzessive, die der Boltzmannstraße am 16. August 1928.

Ludwig Eduard Boltzmann (1844-1906) studierte ab 1863 an der Wiener Universität Mathematik und Physik und promovierte am 19. Dezember 1866 zum Doktor der Philosophie. Er legte die Lehramtsprüfung für Mathematik und Physik an Obergymnasien ab und leistete das vorgeschriebene Probejahr am Akademischen Gymnasium in Wien während des Studienjahrs 1867/68. Die Lehrberechtigung (venia docendi) wurde ihm am 19. März 1868 erteilt. Bis zum 31. Juli 1869 lehrte er als Privatdozent

Seit 1867 war nach der Berufung von Ernst Mach (1838-1916) an die Universität Prag der Lehrstuhl für mathematische Physik an der Universität Graz vakant. Bei der Neubesetzung wurde die Bewerbung L. Boltzmanns, die übrigens auch vom Direktor des Wiener Physikalischen Instituts, Josef Stefan (1835-1893) unterstützt wurde, berücksichtigt und dieser dann am 17. Juli 1869 vom Kaiser Franz Joseph I zum ordentlichen Professor ernannt.

Allerdings bewarb er sich bereits 1873 auf die freigewordene Professur für Angewandte Mathematik an der Universität Wien. Seine Ernennung zum ordentlichen Professor erfolgte am 30. August des gleichen Jahres. Doch bereits 1876 übernahm er die Professur für Experimentalphysik an der Universität Graz.

Anfang des Jahres 1888 erhielt L. Boltzmann einen Ruf als Professor für Theoretische Physik an die Friedrich-Wilhelms-Universität in Berlin, der zugeordnete Lehrstuhl war nach dem Tod von Gustav Kirchoff (1824-1887) neu zu besetzen. L. Boltzmann sagte zunächst zu – drei Monate später aber wieder ab. Dieser Lehrstuhl wurde dann mit Max Planck (1858-1947) besetzt. Der wechselvolle wissenschaftliche Werdegang Ludwig Boltzmanns hatte damit bei Weitem sein Ende noch nicht gefunden: Ab dem Wintersemester 1890/91 war er Professor an der Ludwig-Maximilians-Universität in München; am 1. September 1894 trat er die Nachfolge seines Lehrers J. Stefan auf dem Lehrstuhl für Theoretische Physik in Wien an; ab dem 1. September 1900 lehrte er an der Universität Leipzig, dann – ab dem Wintersemester 1902/03 bis zu seinem Tod wieder an der Universität Wien.

Diese wechselvolle Lebensgeschichte – viele weitere Einzelheiten sind [4] zu entnehmen – erklärt die etwas befremdlich wirkende Inschrift auf dem Sockel der Büste Ludwig Boltzmanns im Arkadenhof der Wiener Universität:

Ludwig Boltzmann schied während seines Sommerurlaubs in Duino an der italienischen Adriaküste im Alter von 62 Jahren freiwillig aus dem Leben. Bestattet ist er auf dem Wiener Zentralfriedhof (Gräberfeld 14C). Das Grab ist mit einer Büste, die ihn zeigt, gestaltet. Ferner ist auf dem Grabstein ganz oben die Formel

wiedergegeben²⁾. Sie stellt gemäß [3] eine Beziehung zwischen thermodynamischen Entropie S, die durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik bestimmt wird und der Wahrscheinlichkeit des betrachteten Zustands W her. k bezeichnet hier die Boltzmann-Konstante. Nun ist in besagter Formel die Basis des Logarithmus' nicht festgelegt. Wegen der Identität

erhält man für verschiedene Basen des Logarithmus' konsequenterweise unterschiedliche Werte der Konstanten k.

Dieses physikalische Prinzip hat zahlreiche Interpretationen und Konsequenzen, auf die hier allerdings nicht näher eingegangen werden kann. Lediglich ein Sachverhalt soll hier skizziert werden, bei dem die Boltzmann-Konstante – (man muss sagen) seit Neuestem – eine wichtige Rolle spielt, und zwar geht es dabei um die Definitionen der sieben physikalischen Basisgrößen – alle anderen physikalischen Größen lassen sich aus diesen ableiten. Den Beginn der Bemühungen markiert ein internationaler, am 20. Mai 1875 geschlossener Vertrag – die Meterkonvention. Der Vereinbarung folgend wurde unter anderem das Bureau international des poids et mesures (BIPM, Internationales Büro für Maß und Gewicht) eingerichtet sowie die Herstellung von Normalen (Urmeter und Urkilogramm) für die Maßeinheiten „Meter“ und „Kilogramm“ beschlossen. Im Jahr 1970 erschien die 1. Ausgabe der SI-Broschüre, in der die Definitionen der sieben Basisgrößen und deren Einheiten festgeschrieben werden. Diese sind Größen der Art Länge mit der Einheit Meter (m), der Art Masse mit der Einheit Kilogramm (kg), der Art Zeit mit der Einheit Sekunde (s), der Art elektrische Stromstärke mit der Einheit Ampere (A), der Art thermodynamische Temperatur mit der Einheit Kelvin (K), der Art Stoffmenge mit der Einheit Mol (mol) und der Art Lichtstärke mit der Einheit Candela (cd). Inzwischen hatte sich bereits die Definition der Basiseinheit Meter geändert; sie war nicht mehr die Länge des Urmeters, sondern sie war seit 1960 als Vielfaches der Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung des Kryptonisotops ⁸⁶Kr im Vakuum festgelegt. Auch die Basiseinheit Sekunde ist nicht mehr als 86400-ste Teil der mittleren Tageslänge definiert, sondern als Vielfaches einer bestimmten Frequenz des (ungestörten) Caesiumisotops ¹³³Cs.

Inzwischen, das heißt seit 2019, liegt die neunte Ausgabe der SI-Broschüre vor. In dieser definiert auch das Urkilogramm nicht mehr die Einheit für Massen, wie noch in der achten Ausgabe aus dem Jahr 2006. Sie leitet sich nun aus der Planck-Konstante mit dem (nun) exakten Wert 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J s (identisch mit kg m² s^-1) ab³⁾. Und auch die Definition der Einheit Kelvin für die thermodynamische Temperator hat eine neue Definition erfahren – in der neuten Ausgabe der SI-Broschüre leitet sie sich aus der Boltzmann_Konstanten mit dem Wert 1,380 649·10^-23J K^-1 (identisch mit kg m² s^-2 K^-1) ab³⁾.

Damit sind bis auf die Basiseinheit Sekunde alle weiteren durch zunächst empirisch bestimmte physikalische Konstanten definiert, die weiteren Details sind [1] zu entnehmen.

Im berliner Ortsteil Adlershof, dort wo das Mathematische Institut etliche weitere Einrichrungen der Humboldt-Universität angesiedelt sind, ist Ludwig Boltzmann Namensgeber einer weiteren Straße.

Im Jahr 1981 wurde anlässlich des 75. Todestags von L. Boltzmann eine Briefmarke mit seinem Porträt von der Österreichische Post- und Telegraphenverwaltung herausgegeben.

¹⁾ Die Nachfolgeorganisation der KWG wurde nach dem Zweiten Weltkrieg die Max-Planck-Gesellschaft.

²⁾ Während auf dem Grabstein alle Formelelemente in aufrechter Schrift eingraviert sind, ist die Formel im Text „ansatzweise“ gemäß den Vorgaben der Norm ISO 80 000-2 gesetzt. Der Begriff „ansatzweise“ bezieht sich darauf, dass die verschiedenen auftretenden Größen in geneigter Schrift wiedergegeben werden, wobei sie eigentlich in Schreibschrift (Italics) gesetzt werden müssten. Dabei sei angemerkt, dass (derzeit noch) physikalische Konstanten – hier k im Gegensatz zu mathematischen Konstanten wie die Kreiszahl π und die Euler'sche Zahl e – ebenfalls kursiv gesetzt werden! Die Funktion log hat hier eine feste Bedeutung und muss daher aufrecht gesetzt werden (wie eine mathematische Konstante / konstante Bedeutung).

³⁾ J steht hier für die Energieeinheit Joule, alle andere Einheitenbezeichnungen sind weiter oben bei der Aufzählung der sieben Basisgrößen und -einheiten genannt.