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Julius Plücker (1801–1868), Mathematiker und Physiker

Julius Plücker war im 19. Jahrhundert einer der bedeutendsten deutschen Geometer. Zugleich kann er als der eigentliche Begründer physikalischer Forschung an der 1818 gegründeten Universität Bonn angesehen werden. Seine Studien zur magnetischen Beeinflussung von gasförmigen Substanzen legten die Grundlage für die moderne Spektralanalyse.

Julius Plücker stammte aus einer bergischen Familie, die seit dem späten 16. Jahrhundert in Elberfeld nachweisbar ist. Ab 1784 wohnte die Familie auf Schloss Lüntenbeck im Westen von Elberfeld (heute nahe der A 535 in Wuppertal-Vohwinkel). Plücker wurde am 16.6.1801 in Elberfeld geboren. Die Familie war evangelisch-reformiert. Julius Plücker besuchte von 1816 bis 1819 das Königliche Katholische Gymnasium (das heutige Görres-Gymnasium) in Düsseldorf. Seine Studien führten den jungen Mann nach seinem Abitur nach Heidelberg, wo er sich am 26.4.1819 für Kameralistik einschrieb. Nach drei Semestern wechselte er nach Bonn. Hier schrieb er sich am 26.10.1820 erneut für das Fach „Cameralia“ ein. Trotzdem hörte er in Bonn vornehmlich Vorlesungen in Physik, Chemie und Mathematik bei den Professoren Adolf Diesterweg (1782-1835), Wilhelm Gottlob Kastner (1783-1857) und von Karl Dietrich von Münchow (1778-1836). Dieses Interesse behielt er bei, als er Bonn den Rücken kehrte und sich am 20.10.1821 in Berlin einschrieb, wo er bis zum 7.3.1823 studierte. Neben Mathematik und Physik belegte er hier auch Vorlesungen in Architektur und Hydraulik.

Speziell die Geometrie hatte es ihm angetan. Nach dem Examen im Wintersemester 1822/1823 hielt Plücker sich für einige Monate in Dresden auf, wo er wohl eine Dissertation Lateinisch (Erörterung), zur Erlangung des Doktorgrades verfasste wissenschaftliche Arbeit.   ausarbeitete, die den Titel „Generalem analyseos applicationem ad ea quae geometriae altionis et mechanicae basis et fundamenta sunt, e serie Tayloria deducit“ trägt. Diese Arbeit reichte er im Herbst 1823 in absentia an der Universität Marburg als Dissertation ein. Der frisch Promovierte begab sich danach für 15 Monate zum weiteren Studium nach Paris. An der Sorbonne schrieb er weitere geometrische Abhandlungen, die Plücker dem Mathematikprofessor Joseph Gergonne (1771-1859) überließ, der in Montpellier die einflussreichen „Annales de mathématiques pures et appliquées“ herausgab.

1824 reiste Plücker nach Bonn, um sich an der Philosophischen Fakultät Lateinisch, bezeichnet fachlich nach den Hauptwissenschaften gegliederte Lehr- und Verwaltungseinheiten einer Hochschule.   zu habilitieren. Sein lateinisches Habilitationsgesuch beurteilte der Dekan Lateinisch, (1) Vorsteher einer Fakultät an einer Universität, (2) höherer katholischer oder evangelischer Geistlicher, Vorsteher eines Dekanats oder Kirchenkreises.   als „recht schlecht verfaßt“, aber die Fakultät war insgesamt mit der Habilitation Lateinisch, Erwerb der Lehrberechtigung an Universitäten und Hochschulen; Voraussetzungen sind die Promotion, die Habilitationsschrift (eine hervorragende wissenschaftliche Arbeit), der Vortrag vor der Fakultät mit Disputation sowie eine Probevorlesung.   einverstanden. Der Mathematiker von Münchow prüfte die Dissertation, und er bescheinigte dem jungen Habilitanden, „daß die nun vorgelegte Abhandlung des p. Plücker von Nachdenken und recht guter Kenntniß der höheren Mathematik zeugt, obgleich sich in derselben eingie Behauptungen finden, denen sich mancherlei würde entgegnen lassen.“ Am 15.8.1825 fand die feierliche Antrittsvorlesung als Privatdozent Habilitierter Wissenschaftler an einer Universität ohne Professorenstelle.   statt.

Obwohl Plücker sich intensiv mit Geometrie beschäftigte, war sein Habilitationsgesuch von Anfang an auf die beiden Fächer Mathematik und Physik gerichtet. Das entsprach durchaus den Bonner Verhältnissen. Hier hatte es von Anfang an das Fach Physik gegeben, aber es war nie von einem reinen Physiker vertreten worden. Zunächst hatte der Chemiker Wilhelm Gottlob Kastner die Physik mit vertreten. Nach dessen Weggang 1821 hatte der Mathematiker und Astronom Karl Dietrich von Münchow die Physik in sein Repertoire aufgenommen. Trotz seines Habilitationsgesuches las Plücker in seiner ersten Bonner Phase ausschließlich Mathematik, wobei er auch Astronomie oder „physikalische Theorien mit mathematischen Entwicklungen“ einbezog, aber er war in keinem Vorlesungsverzeichnis unter „Naturwissenschaften“ aufzufinden, wo Münchow weiterhin jedes Semester die Vorlesung „Experimentalphysik“ anbot.

Plückers Forschungen galten ganz der analytischen Geometrie. In zwei Bänden erschienen 1829 und 1831 die „Analytisch-geometrischen Entwicklungen“. Sein Interesse galt der Geometrie der Linien und der Ebene. Die „Plückerschen Formeln“, die „Plücker-Matrix“ oder die „Plücker-Koordinaten“ zeugen heute noch von der Bedeutung seiner Forschungen für die Geometrie. 1828 honorierte der preußische Staat Plückers Leistungen in Forschung und Lehre mit der Ernennung zum außerordentlichen Professor. Nach fünf weiteren Jahren in Bonn ging Plücker 1833 nach Berlin. Da ein außerordentlicher Professor in der damaligen Zeit außerordentlich schlecht bezahlt wurde, nahm er gleichzeitig eine Stelle als Mathematiklehrer am Königlichen Friedrich-Wilhelms-Gymnasium an. Berlin war aber nur Zwischenstation. 1834 erlangte Julius Plücker endlich ein Ordinariat, und zwar den Lehrstuhl für Mathematik an der Universität Halle. Nur zwei Jahre später starb der Karl Dietrich von Münchow, und Plücker konnte nun nach Bonn zurückkehren. Münchow hatte noch die beiden Fächer Astronomie und Physik im Nebenamt vertreten. Nun wurde die Astronomie abgetrennt und an den Königsberger Astronomen Friedrich Wilhelm Argelander vergeben. Mathematik und Physik blieben aber in einer Hand, und da sich Plücker in Bonn für beides habilitiert hatte, schien er der richtige Mann für dieses Amt (1) Dienst, (2) im Territorialstaat vom Mittelalter bis zum Ende des Alten Reiches Verwaltungsbezirk, kleinste Verwaltungseinheit, (3) seit den 1920er Jahren bis zur 1975 abgeschlossenen kommunalen Neugliederung Bezeichnung für einen Gemeindezusammenschluss, (4) Bezeichnung für Zunft.   zu sein.

In Bonn fand Plücker auch sein privates Glück. Am 4. September 1837 heiratete er Antonie Altstätter, die Tochter eines Bonner Landgerichtssekretärs. In seiner ersten Bonner Zeit von 1824 bis 1833 hatte Plücker im Haus der Altstätters zur Miete gewohnt. Das Paar bekam einen Sohn namens Albert. Er ist nicht identisch mit dem späteren Chefarzt des Evangelischen Krankenhauses in Wolfenbüttel, der aus dem Elberfelder Zweig der Familie stammte.

nach obenPlücker verstand sich weiterhin als Geometer. 1839 erschien eine „Theorie der algebraischen Kurven“ und 1842 das „System der Geometrie des Raumes in neuer analytischer Behandlungsweise“. Damit hatte er seinen Forschungsbereich von der Geometrie der Ebene mit Linie und Punkt auf die Geometrie des Raumes erweitert. Seine Arbeiten brachten ihm vor allem in Frankreich und England Ruhm ein. Mit seinen Veröffentlichungen zur analytischen Geometrie kam Plücker aber immer mehr in Konflikt mit der so genannten „Berliner Schule“ um den Mathematiker Jakob Steiner (1796-1863), der eine synthetische Geometrie vertrat. Ihre auf Axiomen und Theoremen beruhende Methode wollte Plückers Ansätze nicht gelten lassen.

Es ist oft vermutet worden, dass die beständige Kritik der „Berliner Schule“ der Grund dafür war, dass Plücker in seinem wissenschaftlichen Streben 1847 eine radikale Kehrtwendung vollzog. Hatte er seit seiner Berufung nach Bonn zwar die pflichtgemäße Physikvorlesung gehalten, sich aber ausschließlich mit Geometrie beschäftigt, so wandte er sich nun ebenso radikal der Physik zu. Seine bis dahin einzige physikalische Arbeit, eine Studie über Lichtwellen, war 1839 in Crelles „Journal für die reine und angewandte Mathematik“ erschienen und widmete sich noch Fragen der Optik Teilgebiet der Physik, das sich mit der Ausbreitung von Licht und der Wechselwirkung Licht - Materie beschäftigt. , aber erst seit 1847 konzentrierte Plücker seine ganze wissenschaftliche Energie auf die Physik. Er war der erste, der das gleichartige Sättigungsverhalten und die Magnetisierungskurven von Kobald und Nickel untersuchte. Damit war er auf dieselbe Forschungsrichtung eingeschwenkt wir Michael Faraday (1791-1867) in England. Parallel zu diesem beobachtete er den Paramagnetismus von Sauerstoff und Wasser, was zu einem lebenslangen Briefwechsel führte. Wieder zeigte sich, dass Plücker im Ausland weit mehr geschätzt wurde als in Deutschland. Vor allem die Studien zum magnetischen Verhalten von Kristallen verbanden die beiden. Plückers Interesse richtete sich dann auf die magnetischen Eigenschaften der Gase. Ab 1858 ging er dazu über, zusammen mit seinem Schüler Johann Wilhelm Hittorf (1824-1914) Entladungen von Gasen zu untersuchen, die der Glasbläser des Bonner Physikalischen Instituts, Heinrich Geißler (1814-1879), in perfekt gebauten Glaszylindern mit je einer Anode und einer Kathode an ihren Enden einschließen konnte (so genannte „Geißlersche Röhren“). Diese Untersuchungen ergaben, dass jedes Gas bei Anlegen einer bestimmten Spannung zu einer Entladung gebracht werden konnte, die ein je spezifisches Lichtspektrum aufwies. 1865 beschrieben Plücker und Hittorf ihre Forschungsergebnisse in den Publikationen der Royal Society in London. Die Resultate waren wegweisend für die künftige Erforschung der Atome und der Entwicklung der Spektralanalyse. Hittorf entdeckte in diesem Zusammenhang kurz nach Plückers Tod 1869 die Kathodenstrahlen, die einen wichtigen Schritt in Richtung auf die Entdeckung der Röntgenstrahlen bedeuteten.

Ebenso plötzlich, wie Plücker sich der Physik zugewandt hatte, verließ er sie auch wieder. Seit 1863 befasste sich Julius Plücker wieder ausführlich mit Geometrie. Es war das Jahr, in dem sein Widersacher Steiner verstorben war. 1868, im Jahr seines Todes, erschien der erste Teil eines Buches über die „Neue Geometrie des Raumes, gegründet auf die Betrachtung der geraden Linie als Raumelement“ (Leipzig 1868). Einen zweiten Band konnte er nicht mehr selber herausbringen, er wurde 1869 von seinem Assistenten Felix Klein (1849-1925) publiziert.

Am 22.5.1868 starb Julius Plücker in Bonn; sein Grab befindet sich auf dem Alten Friedhof. Seit Mitte 1867 hatte ihn eine lang andauernde Krankheit gepackt. Seine Ehefrau und sein Sohn pflegten ihn bis an sein Lebensende.

Die Royal Society, in die er 1855 berufen worden war, hatte ihm zwei Jahre vorher die Copley-Medaille verliehen, die nur sehr selten an Ausländer vergeben wird. Die Bayerischen Akademie der Wissenschaften hatte ihn 1859 zu ihrem auswärtigen Mitglied gewählt. Deutschland hat ihm erst nach seinem Tode die Anerkennung zukommen lassen, die ihm sowohl als Mathematiker als auch als Physiker gebührt. Der Asteroid (29643) Plücker wurde nach ihm benannt. In Bonn und Remscheid tragen Straßen seinen Namen.

 

Quellen

Personalakte: Universitätsarchiv Bonn, PF-PA 416.

 

Werke (in Auswahl)

Generalem analyseos applicationem ad ea quae geometriae altioris et mechanicae basis et fundamenta sunt, Bonn 1824.
Analytisch-geometrische Entwicklungen, Essen 1828.

System der analytischen Geometrie, auf neue Betrachtungsweisen gegründet, und insbesondere eine ausführliche Theorie der Curven dritter Ordnung enthaltend, Berlin 1835.

Theorie der algebraischen Curven, gegründet auf eine neue Behandlungsweise der analytischen Geometrie, Bonn 1839.

System der Geometrie des Raumes in neuer analytischer Behandlungsweise, insbesondere die Theorie der Flächen zweiter Ordnung und Classe enthaltend, Düsseldorf 1846 (2. wohlfeilere Ausgabe Düsseldorf 1852).

Enumeratione novorum phaenomenorum recentissime a se in doctrina magnetismo inventorum, Bonn 1849.

Commentatio de crystallorum et gazorum conditione magnetica qualis hodie intelligitur, Bonn 1854.

(zus. mit Johann Wilhelm Hittorf) On the spectra of ignited gases and vapours. With especial regard to the different spectra of the same elementary gaseous substance, London 1865

(Philosophical transactions 155)
Neue Geometrie des Raumes, gegründet auf die Betrachtung der geraden Linie als Raumelement . Leipziog 1868.
Eine Übersicht über das gesamte Werk gibt der Anhang des Nachrufes von Adolf Dronke (s.u.)

 

Literatur

Burmester, Ralph, Das Physikalische Institut der Universität Bonn 1818-2013, in: Wolfgang Paul – Der Teilchenfänger, hg. vom Deutschen Museum Bonn, Bonn 2013, S. 125-128.

Clebsch, Alfred, Zum Gedächtnis an Julius Plücker, Göttingen 1872.

Krull, Wolfgang, Eduard Study 1862-1930, in: Bonner Gelehrte. Beiträge zur Geschichte der Wissenschaften in Bonn. Mathematik und Naturwissenschaften. Bonn 1970, S. 25-48, hier S. 25-27.

Jaeckel, Barbara/Paul, Wolfgang, Die Entwicklung der Physik in Bonn 1818-1968,  in: Bonner Gelehrte. Beiträge zur Geschichte der Wissenschaften in Bonn. Mathematik und Naturwissenschaften. Bonn 1970, S. 91-100.

 

Online

Dronke, Adolf, Julius Plücker. Professor der Mathematik und Physik an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Bonn 1871. [Digitalisat]

Karsten, Gustav, Julius Plücker, in: Allgemeine Deutsche Biographie 26 (1888), S. 321-323.

O'Connor, John J./ Robertson, Edmund F., Julius Plücker, in: Homepage der School of Mathematics & Statistics, University of St. Andrews. (10.10.2014)

Pressemitteilung der Universität Bonn, 21.05.2008: Ein streitbarer Gelehrter im 19. Jahrhundert. (10.10.2014)

Julius Plücker auf der Homepage der Universität Heidelberg.  (10.10.2014)

 

17.10.2014

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Thomas Becker (Bonn) 
 

       
 

       
 

Julius Plücker (Bildvergrößerung öffnet in neuem Fenster, 76KB)

Julius Plücker, Porträt von Rudolph Hoffmann (1820-1882), 1856.