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Situating Göttingen in the History of Quantum Physics: A Contextual Approach

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Part of the book series: SpringerBriefs in History of Science and Technology ((BRIEFSHIST))

Abstract

Göttingen is without doubt one of the central places where quantum physics developed. Here quantum mechanics was established for the first time in the collaboration of Max Born with Werner Heisenberg and Pascual Jordan, two of his former students who had grown up to become real partners in science. Collecting the specific contributions to quantum theory that came from Göttingen in the two decades before the quantum mechanical revolution, however, does not combine easily into a satisfactory narrative.

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Notes

  1. 1.

    As Abraham did his doctorate with Planck and was his assistant from winter term 1897/98 to winter term 1900/01, he hence witnessed Planck’s work culminating in his law, while Planck in turn recognized his work, cf. Planck (1906, 68) .

  2. 2.

    The use of the term research politics, instead of policy, reflects the contextual point of view taken in this study in order to elucidate a development that does not exhibit a linear story. While any policy is related to a plan, a philosophy, to principles, guidelines etc, politics emphasizes the probably less coherent actual doings, the concrete order of steps taken, the process of trial an error etc., hence a development that may in cases lead to rather unplanned results. — The concept of resources and research politics have been developed some years ago, cp. Schirrmacher (2000, 2002, 2003).

  3. 3.

    Part two on “The Emergence of the Quantum Discontinuity, 1905–1912” by Kuhn (1978) is a particularly important starting point for this study. Although the focus is on concept development and propagation, aspects like the quantitative analysis of publications suggest developing further indicators of interest, and investing time and funds, which can be localized. Cf. for the period under investigation also (Hermann 1971; Hund 1967, 1987; Mehra and Rechenberg 1982).

  4. 4.

    A further thesis to be argued for elsewhere is hence that Hilbert, on the basis of reductive thinking (axiomatics, atomism), formed the vision of an Einheitswissenschaft (unified science)—a conceptual scheme valid for all science—that played a crucial role in Göttingen becoming a center for quantum physics. Cp. Corry (2004), McCormmach (1987).

  5. 5.

    Jungnickel and McCormmach (1986, 115), paraphrasing a letter of H. A. Schwarz to Voigt, 7 January 1883.

  6. 6.

    For literature on Voigt cf. Runge (1920), Föorsterling (1951), Goldberg (1970b), Jungnickel and McCormmach (1986), Heilbron (1994), Wolff (1996) .

  7. 7.

    The term “proto-quantum” problem was introduced by Jürgen Renn, cp. Renn (2000).

  8. 8.

    Voigt’s correspondence with Lorentz and Zeeman of many years is a source rarely consulted; cf. e.g. Wolff (1996) .

  9. 9.

    Voigt to Lorentz, 18 August 1911. Lorentz Correspondence IV (AHQP). The last sentence reads in the original: “Ich schrieb noch kürzlich an Planck: während er mit Anderen—mit Ihnen insbesondere—sich im reinen Aether der allgemeinsten Fragen bewegte, wuhlte ich als Maulwurf in der Erde nach kleinen Spezialitäten.”

  10. 10.

    For literature on Riecke cf. Voigt (1915c), Sommerfeld (1916b), Goldberg (1970a), Jungnickel and McCormmach (1986).

  11. 11.

    Riecke to Stark, October 13, 1911, cited in Tobies (1994, 348) .

  12. 12.

    “Und wo er experimentiert, handelt es sich der Regel nach nicht um das pioniermäßige Vordringen in ein noch unerschlossenes Gebiet, sondern nach Messungen nach Anleitung der Theorie” (Voigt 1915c, 7) .

  13. 13.

    This paper (Riecke 1915)  appeared with an adulatory introduction by Debye, which in the original reads: “Mit stets steigendem Interesse und jugendlicher Frische verfolgte Riecke buchstäblich bis zu seinen letzten Tagen die neuen weittragenden Errungenschaften, welche der physikalischen Forschung durch die Erweiterung der Einflußsphäre des Planckschen Wirkungsquantums beschieden waren. Das viele Unklare und Unbefriedigende, das noch unüberwunden sich in diesem Gebiete einem restlosen Verstehen entgegenstellt, war ihm duchaus nicht ein Grund zur überkritischen Ablehnung. Vielmehr schöpfte er gerade daraus einen wesentlichen Teil der Freude, welche ihm seine Beschäftigung mit dem Atominneren eingebracht hat.

    Restlos überzeugt von der großen Wichtigkeit und Tragweite der neuen Ideen, war es ihm unmöglich als müßiger Zuschauer abseits am Wege zu stehen. Er empfand das Bedürfnis zunächst in möglichst weiten Kreisen das Interesse für die reizvollen neuen Probleme, welche hier zum Greifen nahe liegen, zu beleben und zu wecken. In dieser Absicht und in diesem Sinne verfaßte er in der allerletzten Zeit vor der Krankheit, die mit dem Tode endigen sollte, die folgende Notiz, welche in knapper Form das Wesentliche der neueren Ansichten über das Entstehen und die Gesetzmäßigkeiten der Spektren darstellt.”

  14. 14.

    Document 19 (p. 105.)

  15. 15.

    For a biography of Hilbert cf. Reid (1970). Note, however, that this (as acknowledged in the foreword of the second edition) is a “romantic” book that lives from a certain “mathematical innocence” at the time of writing. Nonetheless, it has benefited much from the assistance of Richard Courant and Paul Ewald and is a quite reliable source of information about Hilbert’s life, despite the romanticization of his personality. Unfortunately, no references are given. Some attempts to shed light on Hilbert’s personality by dismissing the traditional and unverified pictures of a naive eccentric or ivory tower dreamer can be found in Rowe (1992).

  16. 16.

    Rowe’s distinction between Hilbert as the pure Fachmathematiker (a mathematician only concerned with his field) and Klein as the Wissenschaftspolitiker (science politician) in Rowe (1989, 201f), will be scrutinized in the following.

  17. 17.

    Document 19 (p. 105).

  18. 18.

    Hilbert lists calls from Berlin (multiple), Leipzig, Heidelberg, and Bern, cf. document 19.

  19. 19.

    Document 19 (p. 105).

  20. 20.

    The strongly worded original reads: “Die Affaire Schilling ist zu aller Zufriedenheit erledigt. Schilling bleibt—aber als Extraordinarius. Für mich hat die Sache das Gute gehabt, dass ich die Gewissheit erhalten habe, dass ich mich in solchen Fragen auf die Fakultät absolut verlassen kann; sie hätte wie ein Mann auf meiner Seite gestanden—trotz Voigt, der ja stets mit Behagen und bei jeder Gelegenheit hinter Klein’s Rücken auf diesen raisoniert, aber, wenn es gilt ihm entgegenzutreten, völlig versagt. Voigt habe ich meine Meinung gesagt. Klein gab selbständig rechtzeitig und—wie anerkannt werden muss—bedingungslos und für alle Zeit seine Kateridee auf; es ist ihm, glaube ich, überhaupt unangenehm, dass er sie je gehabt hat.” Hilbert to Sommerfeld, 27 September 1900, DMA HS 1977–28/A, 141.

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Schirrmacher, A. (2019). Situating Göttingen in the History of Quantum Physics: A Contextual Approach. In: Establishing Quantum Physics in Göttingen. SpringerBriefs in History of Science and Technology. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22727-2_1

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