Carl Friedrich Freiherr v. Weizsäcker 1963.(1)

01. Leipzig – Schauplatz der Atomforschung

Unter den Schauplätzen der modernen Atomphysik, die Friedrich Hund in seiner „Geschichte der Quantentheorie“ von Berlin über Kopenhagen bis Zürich beschrieb, ist auch Leipzig dabei. Der Grund: An der Universität Leipzig entstand im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts eine Schule der Quantentheorie, die ein international bedeutsames Zentrum der Naturforschung wurde, obwohl nicht Leipzig, sondern Berlin der Geburtsort dieser Theorie war. Denn: Die Quantentheorie wurde zu Jahrhundertbeginn durch Max Planck in Berlin geboren, der heraus fand, dass die Wärmestrahlung eines erhitzten Körpers nicht kontinuierlich, sondern in Portionen – eben in Quanten - abgegeben wird. Albert Einstein trieb die geistige Provokation noch weiter, indem er den Begriff der „Lichtquanten“ einführte, womit er auf dem Teilchencharakter des Lichtes bestand. Noch absurder wurde es vom Standpunkt der klassischen Physik aus gesehen, als Niels Bohr im Herbst 1913 damit begann, das Verhalten des Elektrons im Wasserstoffatom von der Quantenhypothese her zu deuten. War Berlin durch Planck und Einstein der erste Schauplatz der Quantenrevolution geworden, in deren Verlauf durch Bohr in Kopenhagen dann auch das Atom denkmöglich gemacht wurde, entwickelte sich Leipzig während der Weimarer Republik zum Mitspieler beim Wechsel der Paradigmen in der Theorie des Atoms. Der Wissenschaftshistoriker Friedrich Hund schreibt über die Entwicklung der Leipziger Schule der Quantentheorie: „Die kurze Blüte der Leipziger Physik begann, als die Grundlagen der Quantentheorie schon gelegt waren. Aber wichtige Anwendungen entstanden in Leipzig: Theorie des Ferromagnetismus und der Metallelektronen (Heisenberg, Bloch). Beiträge zum Molekelbau (E. Teller) und zur Quantenchemie (E. Hückel). Auch die Grundlegung der Quantenelektrodynamik und der Quantenfeldtheorie sowie der theoretischen Kernphysik ist weitgehend in Leipzig geschehen.“ (4; S. 250.) Zu den jüngeren Akteuren, die für eine „Blüte der Leipziger Physik“ stehen, gehören sowohl der jüdische Physiker Edward Teller aus Budapest, der Anfang 1930 in Leipzig seinen Doktor machte, aber 1933 aus Deutschland emigrieren musste, als auch der deutsche Doktorand Carl Friedrich von Weizsäcker aus Berlin, der Ende 1929 zum Studium der Physik, Astronomie und Mathematik nach Leipzig kam und im Juni 1933 in Leipzig den Doktorgrad errang. Während den jüdischen Meisterschülern Heisenbergs eine Karriere versperrt blieb, gelang dem jungen Weizsäcker im NS-Staat der Weg zum Professor der Physik.

Lebensfreundschaft mit Leipziger Wurzeln: Werner Heisenberg und Carl Friedrich von Weizsäcker etwa 1970. (2)

02. Studiere Physik!

„Wenn Du Dir zutraust, Philosophie zu treiben, in unserm Jahrhundert, dann mache es nur. Aber dazu musst Du schon älter sein, Du musst reif sein. Vorher musst Du die philosophisch wichtigste Sache kennengelernt haben, die in unserem Jahrhundert passiert ist. Das ist die moderne Physik, also studiere Physik!'“ (7; S. 124.) Diesen Rat gab der 26-jährige Werner Heisenberg dem 15-jährigen Carl Friedrich von Weizsäcker, der ihn im Mai 1928 in Leipzig aufgesucht hatte, um sich bei der Wahl des Studienfaches beraten zu lassen. Obwohl sich der Physiker Heisenberg für die Philosophie angefangen von Plato über Immanuel Kant bis zu Ludwig Wittgenstein interessierte, vertrat er die Ansicht, dass sich die Philosophie nicht von der Naturwissenschaft isolieren und zum Selbstzweck werden sollte. Über das Gespräch mit Heisenberg, in dem dieser empfahl: „Studiere zuerst Physik!“, erzählte Carl Friedrich von Weizsäcker, als ich ihn im Januar 1991 zu seinem Studium in Leipzig befragte. Er gab die Argumentation seines Freundes und Lehrers Heisenberg in Dialogform wider, wobei auffiel, dass sich Heisenberg bei seinem Rat auf die Autorität eines der größten Denker der Antike stützte, um Weizsäcker vor dem Irrweg einer einseitigen und zu frühen Bindung an die Philosophie zu bewahren. Heisenberg empfahl seinem Freund: „Wenn Du die Physik verstehen willst, musst Du sie selber machen. Und wenn Du sie machen willst, musst Du damit gleich jung anfangen, und am besten macht man Physik, ehe man 30 Jahre alt ist. Bei Plato dagegen kannst Du nachlesen, gute Philosophie kannst Du erst machen, wenn Du über 50 Jahre alt bist, also hast Du viel Zeit.“ (7; S. 124.)

Im Tischtennis nicht zu schlagen: Der junge Professor Heisenberg in Leipzig. (3)

03. Start in der Linnéstraße

Der junge Weizsäcker folgte der Empfehlung Platons, auf die ihn Heisenberg beim Gespräch im Mai 1928 hingewiesen hatte. Im November 1929 kam der Schützling Heisenbergs nach einem Semester an der Berliner Universität, in dem er Theoretische Physik bei Erwin Schrödinger und Experimentalphysik bei Walther Nernst gehört hatte, an die Universität Leipzig, um weiter Physik zu studieren. Der Zufall wollte es, dass er bei Heisenberg im Wintersemester 1929/30 die Vorlesung zu besuchen hatte, mit der er sich bereits bei Schrödinger in Berlin abgequält hatte: Optik. Das war im Kurs zur „Theoretischen Physik“ die vierte Vorlesungsreihe. Mechanik hatte Heisenberg im Sommersemester 1928 gelesen. Im Wintersemester 1928/29 folgte Thermodynamik. Im Sommersemester 1929 war die Elektrodynamik an der Reihe, die aber nicht Heisenberg las, da er eine Weltreise unternahm, sondern die von Friedrich Hund vertreten werden musste. Die vierte und letzte Vorlesungsreihe zur „Theoretischen Physik“ hielt im Wintersemester 1929/30 wieder Heisenberg. Professor Heisenberg war nicht zimperlich, denn er sagte zu seinem jungen Freund: „Du könntest die Vorlesung schriftlich ausarbeiten, die ich nachher im Seminar für meine Studenten auslege.“ (7; S. 125.) Die Vorlesungen fanden Montags bis Donnerstags jeweils um 9. 00 bis 10. 00 Uhr statt, während am Freitag „Übungen zur Optik“ auf dem Stundenplan standen. (8; S. 175.) Im Interview am 11. Januar 1991 in Starnberg erzählte Carl Friedrich von Weizsäcker über diese Vorlesung in Leipzig bei Heisenberg: „So habe ich dann wirklich in meinem zweiten Semester ganz anständig Optik gelernt. Das war im Winter 1929/30. Ich war 17 Jahre alt.“ (7; S. 125.) Im ersten Semester musste der Physikstudent früh aufstehen. Von Montag bis Freitag las Peter Debye in der Zeit von 8. 00 bis 9. 00 Uhr „Experimentalphysik II: Licht, Magnetismus, Elektrizität“. Über Professor Debye sagte Carl Friedrich von Weizsäcker mehr als 60 Jahre später im Interview: „Debye war ein grandioser Lehrer, einer der begabtesten Lehrer, die ich je gehört habe“. (7; S. 125.) Über die Physik hinaus belegte Weizsäcker Vorlesungen in Astronomie bei Josef Hopmann sowie die Anfängervorlesungen in Mathematik bei Léon Lichtenstein und Paul Koebe. Über den Mathematiker Koebe erzählte Carl Friedrich von Weizsäcker in der Rückschau auch einige Anekdoten. Darunter: „Koebe war ein großer dicker Mann, der seinen Zeigestock über seinen Bauch bog und dem nachgesagt wurde, er habe einmal gesagt: 'Meine Herren, Sie mögen scharren oder trampeln, die Vorlesung, die ich halte, ist gut.'“ (7; S. 125.)

Junge Physiker in der Linnéstraße 5: Von links nach rechts Wolfgang Kroll, Carl Friedrich von Weizsäcker, Arnold Siegert und Bernhard Mrowka.(4)

04. Aufnahme ins Seminar zur „Struktur der Materie“

Bereits im Sommer 1930 nahm Heisenberg seinen 18-jährigen Zögling in das Forschungsseminar zur „Struktur der Materie“ auf. Heisenberg leitete das Seminar gemeinsam mit Friedrich Hund. Um die beiden Professoren versammelte sich eine internationale Elite junger Naturforscher. Darunter „sechs Japaner und noch ungefähr vier bis fünf Physiker aus anderen Ländern“; auch der Schweizer Felix Bloch und der Ungar Edward Teller gehörten im Sommer 1930 zu dieser Runde. (7; S. 125.) In dem Erinnerungsbuch „Der Teil und das Ganze“ berichtet Heisenberg, dass Weizsäcker ungeachtet seiner Jugend das Forschungsseminar sehr belebte: „Im Alter von knapp 18 Jahren trat Carl Friedrich von Weizsäcker dieser Gruppe bei und brachte eine philosophische Note in ihre Gespräche; obwohl er Physik studierte, war deutlich zu spüren, daß er immer dann, wenn durch unsere physikalischen Probleme im Seminar Fragen der Philosophie oder der Erkenntnistheorie aufgeworfen wurden, besonders aufmerksam und gespannt zuhörte und unter starker innerer Beteiligung mit diskutierte.“ (1; S. 141.) Auch Carl Friedrich von Weizsäcker erinnerte sich bis ins Alter daran, dass sein Lehrer ihn dazu herausforderte, sich mit dem Heisenberg-Paulischen Entwurf der relativistischen Quantenfeldtheorie auseinanderzusetzen: „Heisenberg hat mir darüber einen Seminarvortrag aufgebrummt. Das war mathematisch sehr schwer, und ich hatte Mühe mitzukommen. Ich war mathematisch nicht so sehr gut. Es war für mich sehr nützlich, dass ich das lernen musste. Daraus ist dann später unter allerhand Abänderungen die Quantenfeldtheorie entstanden, so wie man sie heute auch kennt und benutzt. Diese Theorie von Heisenberg und Pauli war eine Stufe dafür.“ (7; S. 127)

05. Pfingstferien im Zeichen des Atombaus

In den Pfingstferien 1932 reiste Heisenberg nach Brotterode in den Thüringer Wald. Am 17. Mai 1932, Pfingstmontag, schrieb er seiner Mutter, dass er „ein wenig von den grünen Wäldern sehn“ möchte, aber auch „arbeiten und etwa vier bis fünf Tage bleiben“ wird. (3; S. 202.) Heisenberg erwähnt ebenfalls seinen Doktoranden: „Ich hab ein nettes Zimmer nach dem Wald hinaus, im Stockwerk über mir wohnt der junge Weizsäcker, der mitgefahren ist.“ (3; S. 202.) Für Carl Friedrich von Weizsäcker waren die Tage in Brotterode denkwürdige Tage, weil er erlebte, wie Heisenberg durch die Entdeckung des Neutrons als Kernbaustein geradezu elektrisiert worden war. Im Januar 1991 berichtete Carl Friedrich von Weizsäcker über die Arbeitstage mit Heisenberg im Thüringer Wald: „Dort hatte er den Gedanken, dass die Atomkerne aus Protonen und Neutronen bestehen sollen und dass das eine konsistente Theorie der Atomkerne geben würde. Das war dann auch so. Damit war Heisenberg in der Kernphysik drin. Und ich habe mir etwa um die Zeit gesagt, wenn ich mit meiner Doktorarbeit fertig bin, die ein bisschen langweilig war, dann will ich in die Kernphysik.“ (7; S. 127.) Die Tage im Frühjahr 1932 in Brotterode waren für Carl Friedrich von Weizsäcker mit einer Weichenstellung verbunden, die ihn nach dem Abschluss der Dissertation von der Atomhülle weg und hin zur Erforschung des Atomkern lenken sollte.

Professor und Assistent: Werner Heisenberg und Carl Friedrich von Weizsäcker 1934 in Leipzig. (5)

06. Für den Doktortitel zu jung

Wenn sich ein 80-jähriger Gelehrter an seine akademische Jugend erinnert, während der er den Doktortitel errang, dann ist es eher unwahrscheinlich, dass noch einer seiner Lehrer lebt, der sich an die Jugendzeit des Betreffenden erinnern und Anekdoten über ihn erzählen kann. Dieses Wunder des Erinnerns war jedoch zu erleben, als ich im Juni 1991 den bereits 95-jährigen Physiker und Wissenschaftshistoriker Friedrich Hund im Seniorenstift zu Göttingen besuchte. Friedrich Hund wirkte seit 1929 an der Universität Leipzig an der Seite von Heisenberg als Professor der Physik. Zu den gemeinsamen Schülern von Heisenberg und Hund gehörte sowohl der junge Edward Teller aus Budapest als auch der junge Carl Friedrich von Weizsäcker aus Berlin. Im Juni 1991 erzählte Professor Hund über beide Doktoranden. Bei Weizsäcker erzählte er auch eine Geschichte, die nicht in den Promotionsakten der Universität Leipzig steht, die aber ein Schlaglicht auf die Jugendlichkeit des Doktoranden wirft: „Als Carl Friedrich von Weizsäcker promoviert hatte, machten wir im Institut ein kleines Fest. Da kam ich auf die Idee zu einer kleinen Ansprache. Wir stellten erst einmal fest, dass eigentlich Carl Friedrich von Weizsäcker sehr jung war. Er war noch nicht ganz 21 Jahre alt. Ich zog mir eine Art Mantel an und trat auf: 'Herr von Weizsäcker, im Auftrag der Fakultät muss ich Ihnen eine traurige Mitteilung machen. Wir haben festgestellt, dass Sie noch nicht volljährig sind. Die Genehmigung Ihres Vaters liegt nicht vor.' Also, solches Zeug machten wir auch.“ (5; S. 16.) Beim Blick in die überlieferten Dokumente zur Promotion wird ersichtlich, dass Heisenberg und Hund am 2. und 3. Juni 1933 ihre Gutachten über die Dissertation schrieben. Während die Benotung der Doktorarbeit bereits vor dem 28. Juni erfolgte und das heißt vor dem 21. Geburtstag des jungen Physikers, fand die mündliche Prüfung in den Fächern Astronomie, Physik und Mathematik und damit der Abschluss des Promotionsverfahrens genau einen Tag darauf und zwar am 29. Juni 1933 statt. In allen Fächern erzielte der Doktorand hervorragende Ergebnisse: „Sehr gut“ bei Josef Hopmann in Astronomie. „Sehr gut“ bei Bartel L. van der Waerden in Mathematik. „Ausgezeichnet“ bei Friedrich Hund in Physik. (2; S. 68.) Über den Mathematiker van der Waerden, der in Leipzig auch Vorlesungen über Gruppentheorie hielt, erinnerte Friedrich Hund im Juni 1995 einen Reim, der auf Carl Friedrich von Weizsäcker zurückgeht: “Wir schliefen wie einst auf Wanderfahrten, heut’ im Kolleg von van der Waerden.” (5; S. 15.)

07. Ungewöhnliches Talent

Im Rahmen seiner Habilitationsschrift wandte sich Carl Friedrich von Weizsäcker angeregt durch die Diskussion vom Mai 1932 in Brotterode dem Atomkern zu, um „Über die Spinabhängigkeit der Kernkräfte“ zu schreiben. Seinen Habilitationsvortrag hielt der aufstrebende Naturforscher am 6. Mai 1936 in Leipzig zu dem Thema „Das Ziel der neueren Untersuchungen über den Atomkern“. Im September 1936 verfasste Carl Friedrich von Weizsäcker in Berlin das Vorwort zu seinem Buch „Die Atomkerne – Grundlagen und Anwendungen ihrer Theorie“. Das Buch erschien in der Akademischen Verlagsgesellschaft in Leipzig. Bei dem Buch über die Atomkerne handelte es sich, wie Max Delbrück in seiner Rezension hervorhob, um nicht weniger als um „die erste theoretische Darstellung des Gegenstandes“. Obwohl es im elitären Kreis der Quantentheoretiker um Bohr und Heisenberg ironische Bemerkungen gab, wurde der junge Weizsäcker von seinen engsten Kollegen in der Physik wegen seiner Neigung zur Philosophie sehr geschätzt. Kein Geringerer als Friedrich Hund schrieb am 13. Februar 1936 in seinem Gutachten zur Habilitationsschrift im Rückblick auf Weizsäckers Leipziger Jahre: „Mit den anderen Mitgliedern des Theoretisch-physikalischen Instituts zusammen habe ich selbst häufig Förderung erfahren durch Gespräche mit v. W. über Philosophie wie über Physik.“ (2; S. 220.) Peter Debye äußerte zum gleichen Zeitpunkt und ebenfalls im Gutachten zur Habilitation Weizsäckers: „Mein Eindruck ist, dass wir es hier mit einem ungewöhnlichen Talent zu tun haben, das in jeder möglichen Weise gefördert werden sollte.“ (2; S. 220.)

Verwendete Literatur und Quellen:

1. Werner Heisenberg: Der Teil und das Ganze. Gespräche im Umkreis der Atomphysik. München 1991.

2. Werner Heisenberg: Gutachten- und Prüfungsprotokolle für Promotionen und Habilitationen (1929 – 1942). Hrsg. von Helmut Rechenberg und Gerald Wiemers. Berlin 2002.

3. Werner Heisenberg. Liebe Eltern! Briefe aus kritischer Zeit 1918 bis 1945. Hrsg. von Anna Maria Hirsch-Heisenberg. München 2003.

4. Friedrich Hund: Geschichte der Quantentheorie. Mannheim/Wien/Zürich 1975.

5. Interview mit Friedrich Hund vom Juni 1991 in Göttingen. Unveröffentlichtes Manuskript.

6. Carl Friedrich von Weizsäcker: Selbstdarstellung. In: Carl Friedrich von Weizsäcker: Der Garten des Menschlichen. Beiträge zur geschichtlichen Anthropologie. Frankfurt am Main 1986. S. 412 – 445.

7. Carl Friedrich von Weizsäcker über sein Studium in Leipzig. Es fragt Konrad Lindner. In: Werner Heisenberg in Leipzig 1927 – 1942. Hrsg. von Christian Kleint und Gerald Wiemers. Berlin 1993. S. 123 – 135.

8. Heisenbergs Vorlesungen, Seminare und Übungen in Leipzig. Eine Übersicht. In:

Werner Heisenberg in Leipzig 1927 – 1942. Hrsg. von Christian Kleint und Gerald Wiemers. Berlin 1993. S. 173 – 180.

05. Dezember 2016

Bildnachweis

Kopfbild: Bundesarchiv, B 145 Bild-F063257-0006 / Engelbert Reineke / CC-BY-SA 3.0

Abb.1: Bundesarchiv, B 422 Bild-0174 / CC-BY-SA 3.0

Abb. 2 bis 5: Universitätsarchiv Leipzig