Der Energie auf der Spur
Von Mathias Schulenburg · 25.11.2014
Vor 200 Jahren ergründete der Heilbronner Arzt Robert Julius Mayer, wie Bewegung und Wärme zusammenhängen. Die physikalische Fachwelt ignorierte ihn lange - und Mayer landete mehrfach in Nervenkliniken. Doch dann gab es ein Happy End.
Das war die Reise, die Julius Robert von Mayer - geboren am 25. November 1814 , damals noch ohne "von" - auf den Weg der Erkenntnis führte, dass Nichts von Nichts kommt und zu Nichts wird; gelehrter: zum Satz von der Erhaltung der Energie.
Der Sohn eines Apothekers in Heilbronn hatte in Tübingen Medizin studiert, sich als Arzt qualifiziert und - gegen den Wunsch seiner Eltern - als Schiffsarzt auf dem holländischen Segler Java eine Reise von Rotterdam nach Ostindien angetreten. Als er in den warmen Tropen erkrankte Seeleute zur Ader ließ, erschien ihm das normalerweise dunkle, sauerstoffarme Venenblut wesentlich heller als in der kalten Heimat, fast so hell wie das sauerstoffreiche arterielle Blut. War dem Blut womöglich weniger Sauerstoff entzogen worden, weil der Körper weniger benötigte? In der Schrift "Über das mechanische Äquivalent der Wärme" notierte Mayer später:
"Zur Erhaltung einer gleichförmigen Temperatur des menschlichen Körpers muss die Wärmeentwicklung in demselben (...) mit der Temperatur des umgebenden Mediums notwendig in einer Größenbeziehung stehen, und es muss daher sowohl die Wärmeproduktion und der Oxydationsprozess als auch der Farbenunterschied beider Blutarten im Ganzen in der heißen Zone geringer sein, als in kälteren Gegenden."
Die "Kraft", die alles antreibt
Kurz nach der Rückkehr aus Ostindien verfasste Mayer eine Skizze, die er an den Herausgeber der "Annalen der Physik und Chemie", Poggendorf, schickte. Der versiebte wohl das Manuskript, oder fand die Sprache zu laienhaft, Mayers Skizze jedenfalls erschien nicht im Druck, mehrere Nachfragen blieben unbeantwortet - dabei sollte die Schrift der Grundstein für Mayers Anspruch im folgenden Prioritätsstreit werden. Und das wäre im Druck zu lesen gewesen:
"Bewegung, Wärme und wie wir später zu entwickeln beabsichtigen, Elektrizität sind Erscheinungen, welche auf eine Kraft zurückgeführt werden können."
Energie wurde damals gerne "Kraft" genannt ...
"... auf eine Kraft zurückgeführt werden können, einander messen und nach bestimmten Gesetzen ineinander übergehen. Bewegung geht in Wärme über, die entstandene Wärme ist der entschwundenen Bewegung proportional."
"Die Wärme andererseits geht in Bewegung dadurch über, dass sie die Körper ausdehnt."
Und Dampf erst. Die Dampfmaschine war bereits zur Praxistauglichkeit entwickelt, als Mayer zu publizieren begann. In der Mechanik war die Erhaltung der Energie schon lange eine vertraute Vorstellung, Mayers Ansprüche aber, bescheiden vorgetragen, gingen weit darüber hinaus.
"Ich weiß ganz wohl, dass ich kein Physiker bin. Eh' ich so weit ging, wollte ich vorher Männer vom Fach über die Sache befragen, wurde aber nirgends widerlegt."
Die physikalische Fachwelt erreichte das nicht
Auch die folgenden Schriften Mayers wurden nur zögerlich aufgenommen, sodass er einen Teil schließlich auf eigene Kosten drucken ließ. Die Schriften behandelten mittlerweile eine beeindruckende Zahl von Erscheinungen - von der Erwärmung des bewegten Wassers über die Leuchtkraft der Sonne, die Entstehung von Sternschnuppen. Die physikalische Fachwelt erreichte das alles nicht.
Dann begannen wissenschaftliche Größen der Zeit wie Joule oder Helmholtz ebenfalls – mit positiver Resonanz! –, den Energiebegriff als Schlüssel zum Weltverständnis zu sehen. Ohne Robert Mayer zu würdigen. Der begann, an seinem Verstand zu zweifeln. Als in der "Augsburger Allgemeinen Zeitung" noch eine billige Polemik gegen ihn erschien, sprang er im Mai 1850 aus einem Fenster seiner Wohnung und verletzte sich schwer.
Dem freiwilligen Besuch einer Nervenklinik folgte eine Reihe von Zwangseinweisungen; dann kam das Happy End: Mayer genas, seine Werke wurden neu entdeckt, bedeutende Gelehrte fanden sich an seiner Seite ein, sein Platz in der Geschichte wurde sicher, seinen Namen zierte fortan ein "von". Dabei, finden auch Wohlmeinende heute, war ein Teil seiner Aussagen schon arg konfus.
