„von antimetaphysischer herkunft”︁: zum 100. geburtstag von wolfgang ernst pauli

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Geschichte 57 Wolfgang Pauli im Juli 1940. Dieses Passbild wurde für seine Reise nach Princeton aufge- nommen. Seine Frau hielt es für das beste Foto, das von ihm existiert. (Foto: AIP Emilio Segrè Visual Archives) Dr. Manfred Jacobi, Weinweg 49, D-93049 Regensburg M it den Worten der Über- schrift charakterisierte der am 25. April 1900 in Wien geborene Wolfgang Pauli die nähe- ren Begleitumstände seiner Taufe [1]. Der Grund dafür lag in der Tat- sache begründet, dass der Physiker und Philosoph Ernst Mach sein Taufpate war. Letzterer, ein über- zeugter Aufklärer und erklärter Gegner jeder Metaphysik, hatte Wolfgangs Vater an der Prager Uni- versität kennengelernt, als dieser gerade sein Medizinstudium absol- vierte. Mach wirkte zu dieser Zeit an der dortigen deutschen Univer- sität, und Wolf Pascheles – so hieß der Vater damals noch – führte am Institut des großen Physikers einige seiner ersten wissenschaftlichen Ar- beiten durch. Die Bekanntschaft, die sich in der Folge daraus ent- wickelte, sollte „das wichtigste Er- eignis für [die] geistige Entwick- lung“ [2] des jungen Mediziners werden. Die Wertschätzung, die Mach seinem ehemaligen Schüler entgegenbrachte, zeigte sich nicht zuletzt darin, dass er die Paten- schaft für dessen einzigen Sohn Wolfgang übernahm. Wolf Pascheles (1869 – 1955) stammte aus einer Familie des Pra- ger Judentums, die sich in der ers- ten Hälfte des 19. Jahrhunderts als Verleger und Buchhändler etabliert hatte. Bereits wenige Wochen nach Abschluss seines Medizinstudiums im Jahre 1893 siedelte er nach Wien über, um sogleich zielstrebig seine wissenschaftliche Laufbahn vorzu- bereiten. Sechs Jahre später ent- schloss er sich dazu, das Judentum, in dem seine eigenen Vorfahren so stark verwurzelt waren, zu verlas- sen und zum Katholizismus zu kon- vertieren. Angesichts der damals im Habsburgerreich herrschenden Gei- steshaltung war dieser Schritt für das Erreichen höherer akademi- scher Ehren durchaus förderlich. Bei dieser Gelegenheit änderte er auch seinen Namen in Wolfgang Jo- seph Pauli. Im gleichen Jahr 1899 vermählte er sich mit Bertha Camil- la Schütz (1878 – 1927), die aus ei- nem freidenkerischen und kunstsin- nigen Haushalt stammte und die unter anderem für die Wiener Neue Freie Presse Theaterkritiken sowie Aufsätze zu sozialen, historischen und politischen Themen verfasste. Der Ehe entstammte neben dem Physiker Wolfgang jun. die Schrift- stellerin Hertha Pauli (1906 – 1973). Nach und nach erklomm Wolfgangs Vater die Sprossenleiter der akade- mischen Würden. Den äußeren Höhepunkt seiner Karriere bildete die Leitung des Instituts für medizi- nische Kolloidchemie, die er 1922 übernahm. Schwerpunkt seiner wis- senschaftlichen Arbeit war die Kol- loidchemie der Eiweißkörper. Er gehörte zu den maßgeblichen For- schern auf diesem Gebiet und wur- de für seine Verdienste mehrfach ausgezeichnet. Nicht unerwähnt bleiben soll die Tatsache, dass er ei- ne große Zahl von Schülern hatte, darunter einige aus dem Ausland. Nach dem „Anschluss“ Österreichs im März 1938 ging Wolfgang Pauli senior wie viele andere Juden ins Exil. Als neuen Wohnsitz wählte er Zürich, wo er als Gast am Chemi- schen Institut der dortigen Univer- sität Aufnahme fand. Obgleich er zu diesem Zeitpunkt bereits im Ruhe- stand war, blieb er auch im Schwei- zer Exil seinen wissenschaftlichen Neigungen verbunden und verfasste noch einige Publikationen zu sei- nem Arbeitsgebiet. Vieles spricht dafür, dass Ernst Mach den Keim für die naturwis- senschaftlichen Neigungen seines Patenkindes gelegt hat. Wolfgangs Besuche bei seinem Patenonkel dürften bei ihm einen bleibenden Eindruck hinterlassen haben. Noch vierzig Jahre nach seiner letzten Be- gegnung mit Mach erinnerte sich Pauli daran, dass es in dessen Woh- nung „von Prismen, Spektroskopen, Stroboskopen, Elektrisiermaschinen etc. [wimmelte]“ [3]. Wolfgang las eifrig in den Werken, die ihm sein Patenonkel bei diesen Anlässen ge- schenkt hatte, so etwa in Machs berühmter Mechanik. Im Alter von 13 Jahren studierte er bereits um- fangreiche Werke über Differential- und Integralrechnung, was dazu führte, dass ihn sein Vater, der diese Neigungen ebenfalls nach Kräften förderte, für ein „großes mathemati- schen Genie“ hielt. Bald war der frühreife Wunderknabe so weit über das Leistungsniveau seiner Mit- schüler hinausgewachsen, dass er einen speziellen Förderunterricht benötigte. Diesen erhielt er von dem jungen Physiker Hans Bauer [4], der ihn wahrscheinlich auch mit Einsteins Relativitätstheorie vertraut machte. Jedenfalls besaß der Abiturient bereits die erforderli- chen Fähigkeiten, eine eigenständi- ge Arbeit zur Allgemeinen Relati- vität zu verfassen. Studium, Relativität und Atomphysik Im Herbst 1918 immatrikulierte sich Wolfgang Pauli an der Univer- sität München, wo er bis zum Som- mer 1921 blieb. In dieser kurzen Zeitspanne von nicht einmal drei Jahren bewältigte Pauli nicht nur sein Studium in der kürzestmögli- chen Zeit. Er schrieb darüber hin- aus einen Übersichtsartikel über die Relativitätstheorie und behandelte in seiner Dissertation eines der schwierigsten Probleme der damali- gen Atomphysik. Um einer derarti- gen Fülle von Aufgaben gewachsen zu sein, bedarf es außergewöhnli- cher Fähigkeiten. Arnold Sommer- feld, sein Betreuer, erkannte diese sofort. Der Relativitätsartikel, an dem Pauli als Student im dritten Semester zu arbeiten begann, sollte „Von antimetaphysischer Herkunft“ Zum 100. Geburtstag von Wolfgang Ernst Pauli Manfred Jacobi Physikalische Blätter 56 (2000) Nr. 4 0031-9279/00/0404-57 $17.50+50/0 © WILEY-VCH Verlag GmbH, D-69451 Weinheim, 2000

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Page 1: „Von antimetaphysischer Herkunft”︁: Zum 100. Geburtstag von Wolfgang Ernst Pauli

Geschichte

57

Wolfgang Pauli imJuli 1940. DiesesPassbild wurde fürseine Reise nachPrinceton aufge-nommen. SeineFrau hielt es fürdas beste Foto, dasvon ihm existiert. (Foto: AIP EmilioSegrè Visual Archives)

Dr. Manfred Jacobi,Weinweg 49, D-93049 Regensburg

M it den Worten der Über-schrift charakterisierte deram 25. April 1900 in Wien

geborene Wolfgang Pauli die nähe-ren Begleitumstände seiner Taufe[1]. Der Grund dafür lag in der Tat-sache begründet, dass der Physikerund Philosoph Ernst Mach seinTaufpate war. Letzterer, ein über-zeugter Aufklärer und erklärterGegner jeder Metaphysik, hatteWolfgangs Vater an der Prager Uni-versität kennengelernt, als diesergerade sein Medizinstudium absol-vierte. Mach wirkte zu dieser Zeitan der dortigen deutschen Univer-sität, und Wolf Pascheles – so hießder Vater damals noch – führte amInstitut des großen Physikers einigeseiner ersten wissenschaftlichen Ar-beiten durch. Die Bekanntschaft,die sich in der Folge daraus ent-wickelte, sollte „das wichtigste Er-eignis für [die] geistige Entwick-lung“ [2] des jungen Medizinerswerden. Die Wertschätzung, dieMach seinem ehemaligen Schülerentgegenbrachte, zeigte sich nichtzuletzt darin, dass er die Paten-schaft für dessen einzigen SohnWolfgang übernahm.

Wolf Pascheles (1869 – 1955)stammte aus einer Familie des Pra-ger Judentums, die sich in der ers-ten Hälfte des 19. Jahrhunderts alsVerleger und Buchhändler etablierthatte. Bereits wenige Wochen nachAbschluss seines Medizinstudiumsim Jahre 1893 siedelte er nach Wienüber, um sogleich zielstrebig seinewissenschaftliche Laufbahn vorzu-bereiten. Sechs Jahre später ent-schloss er sich dazu, das Judentum,in dem seine eigenen Vorfahren sostark verwurzelt waren, zu verlas-sen und zum Katholizismus zu kon-vertieren. Angesichts der damals imHabsburgerreich herrschenden Gei-steshaltung war dieser Schritt fürdas Erreichen höherer akademi-scher Ehren durchaus förderlich.Bei dieser Gelegenheit änderte erauch seinen Namen in Wolfgang Jo-seph Pauli. Im gleichen Jahr 1899vermählte er sich mit Bertha Camil-la Schütz (1878 – 1927), die aus ei-nem freidenkerischen und kunstsin-nigen Haushalt stammte und die

unter anderem für die Wiener NeueFreie Presse Theaterkritiken sowieAufsätze zu sozialen, historischenund politischen Themen verfasste.Der Ehe entstammte neben demPhysiker Wolfgang jun. die Schrift-stellerin Hertha Pauli (1906 – 1973).Nach und nach erklomm WolfgangsVater die Sprossenleiter der akade-mischen Würden. Den äußerenHöhepunkt seiner Karriere bildetedie Leitung des Instituts für medizi-nische Kolloidchemie, die er 1922übernahm. Schwerpunkt seiner wis-senschaftlichen Arbeit war die Kol-loidchemie der Eiweißkörper. Ergehörte zu den maßgeblichen For-schern auf diesem Gebiet und wur-de für seine Verdienste mehrfachausgezeichnet. Nicht unerwähntbleiben soll die Tatsache, dass er ei-ne große Zahl von Schülern hatte,darunter einige aus dem Ausland.Nach dem „Anschluss“ Österreichsim März 1938 ging Wolfgang Paulisenior wie viele andere Juden insExil. Als neuen Wohnsitz wählte erZürich, wo er als Gast am Chemi-schen Institut der dortigen Univer-sität Aufnahme fand. Obgleich er zudiesem Zeitpunkt bereits im Ruhe-stand war, blieb er auch im Schwei-zer Exil seinen wissenschaftlichenNeigungen verbunden und verfasstenoch einige Publikationen zu sei-nem Arbeitsgebiet.

Vieles spricht dafür, dass ErnstMach den Keim für die naturwis-senschaftlichen Neigungen seinesPatenkindes gelegt hat. WolfgangsBesuche bei seinem Patenonkeldürften bei ihm einen bleibendenEindruck hinterlassen haben. Nochvierzig Jahre nach seiner letzten Be-gegnung mit Mach erinnerte sichPauli daran, dass es in dessen Woh-nung „von Prismen, Spektroskopen,Stroboskopen, Elektrisiermaschinenetc. [wimmelte]“ [3]. Wolfgang laseifrig in den Werken, die ihm seinPatenonkel bei diesen Anlässen ge-schenkt hatte, so etwa in Machsberühmter Mechanik. Im Alter von13 Jahren studierte er bereits um-fangreiche Werke über Differential-und Integralrechnung, was dazuführte, dass ihn sein Vater, der dieseNeigungen ebenfalls nach Kräften

förderte, für ein „großes mathemati-schen Genie“ hielt. Bald war derfrühreife Wunderknabe so weit überdas Leistungsniveau seiner Mit-schüler hinausgewachsen, dass ereinen speziellen Förderunterrichtbenötigte. Diesen erhielt er vondem jungen Physiker Hans Bauer[4], der ihn wahrscheinlich auchmit Einsteins Relativitätstheorievertraut machte. Jedenfalls besaß

der Abiturient bereits die erforderli-chen Fähigkeiten, eine eigenständi-ge Arbeit zur Allgemeinen Relati-vität zu verfassen.

Studium, Relativität undAtomphysik Im Herbst 1918 immatrikulierte

sich Wolfgang Pauli an der Univer-sität München, wo er bis zum Som-mer 1921 blieb. In dieser kurzenZeitspanne von nicht einmal dreiJahren bewältigte Pauli nicht nursein Studium in der kürzestmögli-chen Zeit. Er schrieb darüber hin-aus einen Übersichtsartikel über dieRelativitätstheorie und behandeltein seiner Dissertation eines derschwierigsten Probleme der damali-gen Atomphysik. Um einer derarti-gen Fülle von Aufgaben gewachsenzu sein, bedarf es außergewöhnli-cher Fähigkeiten. Arnold Sommer-feld, sein Betreuer, erkannte diesesofort. Der Relativitätsartikel, andem Pauli als Student im drittenSemester zu arbeiten begann, sollte

„Von antimetaphysischer Herkunft“ Zum 100. Geburtstag von Wolfgang Ernst Pauli

Manfred Jacobi

Physikalische Blätter56 (2000) Nr. 40031-9279/00/0404-57$17.50+50/0© WILEY-VCH Verlag GmbH,D-69451 Weinheim, 2000

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Physikalische Blätter56 (2000) Nr. 458

Geschichte

einen umfassenden Überblick überEinsteins grundlegende Arbeitengeben und war zur Veröffentlichungin der renommierten Enzyklopädieder mathematischen Wissenschaf-ten bestimmt. Der hochbegabte Stu-dent zeigte sich dieser Aufgabedurchaus gewachsen und erntetefür sein fertiges Traktat über-schwängliches Lob, nicht zuletztvon Einstein selbst. Auch ErwinSchrödinger zeigte sich beein-druckt: „Über das Sachliche IhresArtikels darf ich mir kein Urteil an-maßen, denn da stecken Sie mich jazehnmal in den Sack.“ [5]

Mit dieser erfolgreichen Arbeitendete zugleich Paulis Auseinan-dersetzung mit der Allgemeinen Re-lativitätstheorie. Stattdessen kon-zentrierte er sich in der Folge aufdie Atomphysik. München war un-ter Sommerfelds Einfluss zu einemwichtigen Zentrum der Atomfor-schung geworden. Pauli beherrschteden Apparat der klassischen Physik,und so ist es nicht verwunderlich,dass ihm die Anwendung des Bohr-Sommerfeld-Modells auf das kom-plizierte System des Wasserstoff-molekülions bravourös gelang. DieBohr-Sommerfeldsche Theoriesteckte in ihrer dynamischenGrundlage noch in der Physik des19. Jahrhunderts. Lediglich die vir-tuose Beimengung von mehr oderweniger originellen Quantenbedin-gungen zu den bewährten wissen-schaftlichen Konzepten rechtfertigtihre Bezeichnung als ältere Quan-tentheorie. Dieses Schema begannsich in den folgenden Jahren inunauflösliche Schwierigkeiten undbegriffliche Widersprüche zu ver-wickeln. Im Sommer 1921 beendeteWolfgang Pauli sein Studium mitder Promotion. Seinem LehrerSommerfeld blieb er zeitlebens inaufrichtiger Dankbarkeit verbun-den, gelegentlich sprach er selbstvon einem „Schüler-Komplex“.

Ausschließungsprinzip und SpinEs folgte eine Reihe von kürze-

ren Aufenthalten in Göttingen (WS1921/22), Hamburg (SS 1922) undKopenhagen (Herbst 1922 bis Som-mer 1923). Während seiner Assis-tentenzeit bei Max Born in Göttin-gen begann er sich unter anderemfür den anomalen Zeeman-Effektzu interessieren. Dem knapp ein-jährigen Aufenthalt in der däni-schen Hauptstadt war eine Einla-dung von Niels Bohr vorausgegan-gen. Wieder war es der anomale

Zeeman-Effekt, der ihm schwer zuschaffen machte. „Eine Zeit langwar ich ganz verzweifelt“, schrieber seinem Lehrer Sommerfeld [6],und allmählich reifte in ihm dieErkenntnis, dass man „für den ano-malen Zeeman-Effekt [...] etwasprinzipiell Neues machen muß“ [7].Überhaupt nahm in jenen Tagendas Unbehagen über die Lage derAtomphysik zu. Der Grund hierfürlag in der sich verschärfenden Kriseder älteren Quantentheorie, für diesich aber noch kein rettender Aus-weg abzeichnete. Nur soviel schiennach Ansicht der jüngeren Physikerwie Pauli und Heisenberg klar zusein, dass man unter Zuhilfenahmeklassischer Modelle, so wie es dieältere Quantentheorie bislang prak-tiziert hatte, nicht weiterkommenwürde. Die Atome sollten nicht mitden Vorurteilen der klassischenPhysik beladen werden, vielmehrging es in erster Linie darum, „un-sere Begriffe der Erfahrung an[zu]-passen.“ [8] Dies sollte gewisser-maßen zum Leitmotiv der weiterenEntwicklung werden.

Im Herbst 1923 kehrte Pauli wie-der nach Hamburg zurück. Immernoch war der anomale Zeeman-Ef-fekt unverstanden, und es solltenoch mehr als ein Jahr dauern, bisdas Rätsel gelöst werden konnte.Der Schlüssel dafür lag in der For-mulierung des Ausschließungsprin-zips, das Pauli bereits im Dezember1924 in der Schublade hatte. Zu-nächst wollte er noch Heisenbergund Bohr um ihre Meinung dazufragen, und so ging das fertige Ma-nuskript erst im Januar des folgen-den Jahres zum Druck. Seine zen-trale Aussage war, dass in einemAtom keine zwei Elektronen in al-len Quantenzahlen übereinstimmendürfen. Das neue Prinzip war zwarnoch nicht die lange ersehnteQuantenmechanik, an seiner funda-mentalen Bedeutung konnte jedochkein Zweifel bestehen. Darüberhinaus besaß es ein breites Anwen-dungsspektrum: Neben dem nun-mehr endgültigen Verständnis derAufspaltung der Spektrallinienbeim anomalen Zeeman-Effekt trugPaulis Prinzip zur Erklärung desSchalenaufbaus der Atome bei, umden sich Bohr seit längerem bemühthatte. Auch die Länge der Periodenim natürlichen System der Elemen-te sowie die Stabilität der Materieergaben sich ganz zwanglos aus derneuen Regel. Letztlich blieb derGültigkeitsbereich des Aus-schließungsprinzips keineswegs auf

die Atomphysik, für die es zunächstformuliert worden war, beschränkt,vielmehr erwies es sich auch in derKern- und Elementarteilchenphysikbis hin zu den Quarks als unver-zichtbar.

Auf dem Weg zu seinem Prinzipstieß Pauli bei der Untersuchungder Alkalispektren auf eine überra-schende Einsicht. Während der Ka-non der älteren Quantentheorie bisdahin von drei Quantenzahlen zurvollständigen Beschreibung derAtomzustände ausging, sah sich derjunge Physiker gezwungen, eineneuartige zweiwertige Eigenschaftdes Elektrons zu postulieren, dieoffenbar mit einer vierten Quanten-zahl zusammenhängen musste.Natürlich weiß heute jeder Physik-student, dass damit nichts anderesals der Spin des Elektrons gemeintist. Pauli jedoch geriet angesichtsdieses Sachverhalts in die Fall-stricke seiner eigenen Prämissen:Als der amerikanische Stipendiat R.Kronig Anfang 1925 die Vermutungäußerte, das Elektron könnte einenEigendrehimpuls besitzen, gelang esPauli, seinem Kollegen diese Ideeauszureden, sodass dieser keine Pu-blikation wagte. Ein rotierendesElektron war nach seiner Ansichtein Rückschritt in alte Bildervor-stellungen. Als nun wenige Monatespäter die beiden Ehrenfest-SchülerUhlenbeck und Goudsmit ihre eige-ne Spinhypothese vorlegten, ließPauli erneut nichts unversucht, dasrotierende Elektron in Bausch undBogen zu verdammen. Es dauerteeine Weile, bis es Bohr gelang, sei-nen überkritischen Schüler von derSinnhaftigkeit des neuen Konzepteszu überzeugen.

Die Neutrinohypothese Neben dem erwähnten Aus-

schließungsprinzip ist es vor allemdie Neutrinohypothese, die mit demNamen Paulis verbunden ist. Vor-ausgegangen war diesem Verzweif-lungsakt ein intensives Bemühen,das kontinuierliche Energiespek-trum der Elektronen beim radio-aktiven Beta-Zerfall zu verstehen.Hauptfiguren der Debatte warenNiels Bohr und natürlich WolfgangPauli, die gegensätzliche Stand-punkte einnahmen. Bohr wollte alsArbeitshypothese eine Verletzungder strengen Gültigkeit des Energie-satzes ins Auge fassen, währendPauli diese Möglichkeit kategorischausschloss. Dies war einer jenerFälle, in denen er sein „physikali-sches Gefühl“ aufs tiefste verletzt

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Geschichte

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Enrico Fermi, Wer-ner Heisenbergund Wolfgang Pau-li 1927 (von links).Fermi war einerder ersten Anhän-ger von PaulisNeutrinohypothe-se, Heisenberg warimmer wieder dar-an gelegen, den„päpstlichen Se-gen“ von Pauli füreine neue Publika-tion zu erhalten.(Foto: F. D. Raset-ti, mit freundlicherGenehmigung vonAIP Emilio SegrèVisual Archives)

sah. Sein unbedingtes Vertrauen indie Gültigkeit von Symmetrieprinzi-pien und den damit verbundenenErhaltungssätzen veranlasste den in bezug auf Spekulationen sehrvorsichtigen Entdecker des Aus-schließungsprinzips zu einer Hypo-these, deren Kühnheit viele physi-kalische Errungenschaften des 20.Jahrhunderts übertrifft. Im Dezem-ber 1930 formulierte er seine Vor-stellungen erstmals in einem Brief:Ein bislang unentdecktes, elektrischneutrales Teilchen mit geringerMasse sollte den Beta-Zerfall be-gleiten und für die unverstandeneEnergiebilanz verantwortlich sein.Dies war ein Schritt von histori-scher Tragweite, zumal zu jenerZeit erst drei Elementarteilchen,nämlich das Photon, das Elektronund das Proton, bekannt waren.Dass es noch weitere geben könnte,daran hätte wohl niemand imTraum gedacht. Dieser Umstandzog es nach sich, dass das neueTeilchen in seiner Anfangszeit mitgroßen Widerständen konfrontiertwar. Einer seiner ersten Anhängerwar Enrico Fermi, der es erfolg-reich in seine Theorie des Beta-Zer-falls einbaute und der den Namen„Neutrino“ vorschlug. Fermis Theo-rie bewährte sich, und als das Neu-trino endlich 1956 im Experimentgefunden werden konnte, war esschon längst zu einem festen Be-standteil der Physik geworden.

Doch schon kurze Zeit spätersollte das Neutrino eine Überra-schung bringen, mit der Pauli amallerwenigsten gerechnet hatte: Wa-ren die Physiker bislang immer da-von ausgegangen, dass in der Naturalle elementaren Prozesse invariantgegenüber einer Raumspiegelung(Parität) sind, so wiesen theoreti-sche Überlegungen darauf hin, dassdie schwache Wechselwirkung dieMöglichkeit einer Paritätsverlet-zung beinhalte. Als wenig späterder experimentelle Nachweis dieserSymmetrieverletzung gelang, wardie Sensation perfekt. BesondersPauli zeigte sich darüber erstaunt,waren es doch seine tief verwurzel-ten Symmetrieprinzipien, die ihnzum Neutrino geführt hatten. Undnun erwies sich eben dieses Teil-chen als wesentlicher Teil einerSymmetriebrechung.

Die Jahre von 1940 bis 1946 ver-brachte Pauli in den USA. Währenddie meisten seiner Kollegen fürRüstungsprogramme tätig waren,konnte er am Institute for Advan-ced Study in Princeton Grundlagen-

forschung betreiben. Seine dortigeTätigkeit als Gastprofessor war vonunerquicklichen Auseinanderset-zungen um seine Professur an derETH Zürich gekennzeichnet. In denVereinigten Staaten beschäftigte ersich vor allem mit Mesonenphysik.Noch während seines Aufenthaltsim amerikanischen Exil wurde Paulials erster Physiker nach dem Endedes Krieges mit dem Nobelpreisausgezeichnet. Die Ehrung wurdefür die Entdeckung des Aus-schließungsprinzips verliehen. Beieiner zu diesem Anlass veranstalte-ten Feier bezeichnete ihn Einstein,der ihn für den Nobelpreis vorge-schlagen hatte, als seinen geistigenNachfolger. Auch nach der Rück-kehr auf seinen Lehrstuhl an derETH im Jahre 1946 blieb er demInstitute als permanentes Mitgliedverbunden. In den 50er Jahrennahm er häufig die Gelegenheitwahr, seine frühere Wirkungsstättein den USA zu besuchen.

Quantenfeldtheorie Pauli war noch keine 28 Jahre

alt, als er an der ETH Zürich eineProfessorenstelle für theoretischePhysik übernahm. Die Quantenme-chanik hatte sich inzwischen in derFachwelt etabliert. Doch Pauli undseine Kollegen wollten mehr.Zunächst ging es darum, die Elek-trodynamik zu quantisieren, wofürPauli ein Programm entwarf [9].Gemeinsam mit P. Jordan veröffent-lichte er 1928 eine Arbeit zur Quan-tenelektrodynamik ladungsfreierFelder. Kurze Zeit später gelang esPauli zusammen mit seinem Kolle-gen Heisenberg, eine relativistischeQuantenfeldtheorie mit elektro-dynamischer Wechselwirkung auf-zustellen. Das neue Schema besaßallerdings nicht zu beseitigendeDivergenzen. 1934 publizierte Paulizusammen mit seinem AssistentenV. F. Weisskopf das so genannte„Anti-Dirac-Paper“, in dem der For-malismus der Feldquantisierung fürskalare Teilchen durchgeführt wur-de [10]. Im Gegensatz zu DiracsLöchertheorie, die von einem Vaku-um voller Teilchen ausging, ergabsich aus dieser neuen Arbeit auto-matisch die Existenz von Teilchenund Antiteilchen mit jeweils positi-ver Energie. Waren die Resultatedieser Abhandlung zunächst nurvon akademischem Interesse, sosollte sich das mit der Entdeckungder Pi-Mesonen ändern. Als Pauliwährend der Kriegsjahre in denVereinigten Staaten weilte, unter-

nahm Heisenberg einen weiterenVersuch, die Probleme der Quan-tenfeldtheorie zu umgehen. SeineTheorie der S-Matrix fand jedochbei Pauli keine Gegenliebe. Viel-mehr glaubte dieser, dass ein echterFortschritt nur möglich wäre miteiner Theorie, die es erlaubte, dieSommerfeldsche Feinstrukturkon-stante festzulegen. Anfang der 50erJahre meinte er, dass ein neuertheoretischer Ansatz darüber hinaus

die Massen der Elementarteilchenfestlegen müsste, ohne allerdingsein detailliertes Konzept dafür vor-legen zu können. In dieser Zeit ver-suchte Heisenberg mit einem neuenAnsatz voranzukommen: Einenichtlineare Quantenfeldtheorie derElementarteilchen sollte den seitlangem erhofften Durchbruch brin-gen. Im Herbst 1957 arbeiteten diebeiden Kollegen mit wachsenderBegeisterung an der Ausgestaltungder einheitlichen Feldtheorie. Ins-besondere Pauli war sehr enthusias-tisch. „Ich habe nie vorher und nienachher im Leben Wolfgang in ei-ner solchen Erregung über Vorgän-ge in unserer Wissenschaft gesehen[11].“ Es waren nicht zuletzt diedabei zu erwartenden Symmetrie-eigenschaften, die Pauli äußerst po-sitiv stimmten. Im Januar 1958 reis-te Pauli in die Vereinigten Staaten,um eine Reihe von Vorträgen zuhalten. Auf Grund der Einwändeamerikanischer Kollegen schien erdas Interesse an dem Projekt zuverlieren, und er entschloss sich,auf eine bereits angepeilte gemein-same Publikation mit Heisenberg zuverzichten. Bei einem späteren Zu-sammentreffen ermunterte er zwarseinen Freund, den eingeschlagenenWeg weiter zu verfolgen. Für sichselbst schloss er allerdings jede wei-tere Mitwirkung an dem Projektaus.

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Geschichte

Pauli und die Scientific Community „The arrival of a letter from Pauli

was quite an event [12].“ So wurdeNiels Bohrs Verhalten charakteri-siert, wenn ihn ein Brief seinesSchülers und Freundes erreichte.Bohr pflegte das Schriftstück dieganze Zeit mit sich herumzutragen,immer wieder warf er einen Blickdarauf und zeigte ihn allen Interes-sierten. Die beiden schätzten sichüberaus, auch wenn gelegentlichschwere fachliche Differenzen aus-getragen wurden. Während BohrsFormulierungen selbst in kontro-versen Punkten sehr diplomatischblieben („nicht um zu kritisieren,nur um zu lernen“), kannte Paulikeine falsche Zurückhaltung – sei-ne Formulierungen waren scharfund kompromisslos.

Einer seiner wichtigsten wissen-schaftlichen Kollegen war der umein Jahr jüngere Werner Heisen-berg, den er noch aus seinen Studi-entagen bei Sommerfeld kannteund mit dem ihn auch eine persön-liche Freundschaft verband. Auchwenn sich deren Wege bereits nachkurzer Zeit wieder trennten, stan-den sie dennoch in beinahe unun-terbrochenem Kontakt und Gedan-kenaustausch. Heisenberg schätztedie unnachsichtige Kritik seinesFreundes, wenn es darum ging, eineneue „Bieridee“ zu diskutieren, undso war ihm immer wieder daran ge-legen, „vor der Publikation [...] den„päpstlichen Segen“ [zu] erhalten[13].“ Natürlich war Pauli über dieAnfänge von Heisenbergs Quanten-mechanik informiert, und er ermun-terte seinen ehemaligen Studienkol-legen dazu, den eingeschlagenenWeg weiterzugehen. Als ersterkonnte er den neuen Formalismuserfolgreich auf das Wasserstoffatomanwenden.

Wenngleich Paulis Kritik immerdirekt und ohne abmildernde Um-schreibungen den Adressaten er-reichte, hielt er sich selbst deswe-gen keineswegs für unfehlbar.Letztlich war ihm immer daran ge-legen, falsche und unausgegoreneIdeen zu beseitigen und gleichzeitignach unbedingter Klarheit in derPhysik zu streben. R. Kronig, des-sen erste Begegnung mit Pauli inder Vernichtung seiner Spinhypo-these endete, meinte bei dieser Ge-legenheit, „das Kraftfeld, das vonseiner Persönlichkeit ausging“ undeine „faszinierende und zugleichbeunruhigende Wirkung“ zu ver-spüren [14]. Die anfängliche de-

struktive Interferenz sollte jedocheiner weiteren konstruktiven Zu-sammenarbeit keinen Abbruch tun– Kronig wurde Paulis erster Assi-stent in Zürich. Eine amüsante Epi-sode aus Paulis Leben ist sein sogenannter Witzkrieg mit Ehrenfest,der in den frühen Zwanzigerjahrendamit begann, dass dieser ihn mitden Worten ansprach: „Herr Pauli,Ihr Enzyklopädieartikel gefällt mirbesser als Sie selber.“ Der Ange-sprochene soll darauf ganz ruhiggeantwortet haben: „Das ist dochkomisch, mir geht es mit Ihnen ge-rade umgekehrt [15].“

Jenseits der Physik Wolfgang Paulis geistiger Hori-

zont ging weit über die grundlegen-den Probleme der Physik hinaus.Zwar bezeichnete er sich als „vonantimetaphysischer Herkunft“, den-noch war er insbesondere in seinenspäteren Jahren metaphysischenÜberlegungen nicht abgeneigt. InZürich lernte Pauli den Psycholo-gen C. G. Jung kennen. Zwischenden beiden entwickelte sich ein in-tensiver Gedankenaustausch, dervon den frühen 30er Jahren bis zuPaulis Tod dauerte. Während Jungzunehmendes Interesse an Fragender theoretischen Physik zeigte, warsich Pauli darüber im klaren, dassder Weg zu naturwissenschaftlichenGesetzen über die Beziehung zwi-schen Bewusstem und Unbewus-stem führen müsse. In ihren Dis-kussionen spielte jener Bereich einewichtige Rolle, in dem die her-kömmliche naturwissenschaftlicheMethode nicht anwendbar ist. Im-mer wieder dachte Pauli über denProzess der Naturerkenntnis nach,wobei es ihm vor allem darum ging,die Verbindung zwischen den Sin-neswahrnehmungen einerseits undden wissenschaftlichen Hypothesenandererseits aufzuklären. In seinenerkenntnistheoretischen Schriftenbeschäftigte sich Pauli häufig mitphilosophischen Problemen dermodernen Physik, wie sie durch dieQuantenmechanik aufgeworfenwurden. Eine Arbeit behandelt denZusammenhang zwischen Wissen-schaft und abendländischem Den-ken. Darin geht Pauli von der Fest-stellung aus, dass die „Wissenschaftmehr als anderes für die abendlän-dische Kultur geradezu charakteri-stisch ist [16].“ Es war gerade diesewissenschaftliche Methode, die ihnan seinen Kulturkreis band, wenn-gleich er auch sehr starkes Interessean der Philosphie des Ostens zeigte.

Als Wolfgang Pauli am 15.Dezember 1958 im Zürcher Rot-Kreuz-Spital an den Folgen einesKrebsleidens starb, verlor die Phy-sik des 20. Jahrhunderts eine ihrerfarbigsten großen Persönlichkeiten.Es entbehrt nicht einer gewissenIronie, dass das Patenkind ErnstMachs, der so vehement gegen dieAtomlehre aufgetreten war, zu ei-nem der bedeutendsten Atomphysi-ker werden sollte.

*Der Autor dankt Herrn Dr. Hel-

mut Rechenberg (Max-Planck-Insti-tut für Physik, München) für diekritische Durchsicht des Manu-skripts und für wertvolle Anregun-gen.

Literatur[1] W. Pauli an C. G. Jung, 31-03-1953.

Wiedergegeben in: K. v. Meyenn,(Hrsg.), Wolfgang Pauli. Wissen-schaftlicher Briefwechsel mit Bohr,Einstein, Heisenberg u. a., Bd.IV/II, Springer-Verlag Berlin Hei-delberg 1999. S. 95. Im Folgendenzitiert als PWB.

[2] W. Pauli sen. an E. Mach, 17-02-1913, Ernst-Mach-Archiv, Freiburg.

[3] W. Pauli an C. G. Jung, 31-03-1953.PWB, Bd. IV/II, S. 95.

[4] P. Urban, Wolfgang Pauli, ActaPhysica Austriaca XII (1959), 217.

[5] PWB, Bd. I, S. 34. [6] PWB, Bd. I, S. 97. [7] W. Pauli an A. Landé, 17-08-1923,

PWB, Bd. I, S. 110. [8] W. Pauli an N. Bohr, 12-12-1924.

PWB, Bd. I, S. 189. [9] H. Rechenberg in: W. Blum, H.-P.

Dürr und H. Rechenberg (Hrsg.):Werner Heisenberg, GesammelteWerke – Collected Works, Series AIII, Springer-Verlag Berlin Heidel-berg 1993. S. 1.

[10] W. Pauli und V. F. Weisskopf, Helv. Phys. Acta 7 (1934) 709.

[11] Werner Heisenberg, Der Teil unddas Ganze, Piper-Verlag München1969, S. 316.

[12] L. Rosenfeld, Niels Bohr in theThirties. In: S. Rozental (Hrsg.),Niels Bohr. His Life and Work asSeen by His Friends and Collea-gues, Interscience Amsterdam 1967.S. 119.

[13] W. Heisenberg an W. Pauli, 07-12-1923, PWB Bd. I, S. 132.

[14] R. Kronig, Meine erste Begegnungmit Pauli. Wiedergegeben in: C. P.Enz, K. v. Meyenn (Hrsg.), Wolf-gang Pauli – Das Gewissen derPhysik, Vieweg-Verlag Braun-schweig 1988. S. 55. Im Folgendenzitiert als Gewissen.

[15] O. Klein, Wolfgang Pauli. EinigeWorte zu seinem Gedächtnis. In:Gewissen, S. 50.

[16] W. Pauli, Aufsätze und Vorträgeüber Physik und Erkenntnistheorie,Vieweg-Verlag Braunschweig 1961,S. 102.