Julius Plücker war ein deutscher Physiker und Mathematiker, der die Form der Geometrie und Physik veränderte. Er wurde 1801 in Elberfeld geboren und starb 1868 in Bonn. Seine Karriere verbrachte er grenzüberschreitend. Er studierte an den Universitäten Heidelberg, Berlin, Paris und Bonn. Seine frühen Arbeiten konzentrierten sich auf die analytische und projektive Geometrie. Aber sein wahres Vermächtnis ist, dass sein Einstieg in die Experimentalphysik den Grundstein für unser Verständnis von Elektrizität und Licht legte.
Schreiben Sie die Geometrieregeln neu
Plücker wurde 1829 Professor an der Universität Bonn. Zuvor war er vier Jahre lang als unbezahlter Dozent tätig. Er veröffentlichte zwischen 1828 und 1831 „Analytisch-geometrische Entwicklungen“. Dieses zweibändige Werk führte ein flexibles System der mathematischen Kurzschrift ein. Noch wichtiger ist, dass die Grundbausteine der Geometrie verändert werden.
Die meisten Mathematiker betrachteten damals Punkte als Grundelemente. Plücker nutzte Linien als Grundlage. Mit diesem Ansatz entwickelte er das duale Prinzip der projektiven Geometrie. Dieses Prinzip besagt, dass, wenn eine Aussage wahr ist, auch ihre Dualitätsaussage wahr ist. Dualität wird durch den Austausch von Linien und Punkten und die Anpassung entsprechender Sätze erreicht. Dies ist eine elegante Möglichkeit, geometrische Zusammenhänge aus verschiedenen Perspektiven zu betrachten.
1834 wechselte er an die Universität Halle. Zwei Jahre später kehrte er nach Bonn zurück. Während dieser Zeit schrieb er 1839 die Theorie der algebraischen Kurven. In diesem Buch wurden die heute als Plücker-Formeln bekannten Formeln vorgeschlagen. Diese Formeln setzen die Anzahl der Singularitäten einer algebraischen Kurve mit der Anzahl der Singularitäten einer dualen Kurve in Beziehung. Eine Singularität ist der Punkt, an dem eine Funktion undefiniert oder unendlich wird. Sein 1835 veröffentlichtes System der Analytischen Geometrie führte ebenfalls lineare Funktionen als Alternative zu Standardkoordinatensystemen ein. 1846 veröffentlichte er im System der Geometrie des Raumes die Neue Analytische Behandlungsweise*. Diese Studie lieferte eine vollständigere und systematischere Version seiner früheren Arbeit.
Schauen Sie sich die Physik an
Plückers geometrische Werke sahen sich starker Konkurrenz ausgesetzt. Sie widersetzte sich der starken Strömung der synthetischen Schule des Berliner Mathematikers Jakob Steiner. Steiner konzentrierte sich eher auf synthetische Geometrie als auf analytische Methoden. Plücker spürte diesen Widerstand. Er beschloss, die reine Geometrie aufzugeben und sich auf die Physik zu konzentrieren.
Dieser Dreh- und Angelpunkt ist kein Rückzug. Dies ist ein strategischer Schachzug, der zu großen Entdeckungen führt. Im Jahr 1847 begann Plücker, das Verhalten von Kristallen in Magnetfeldern zu untersuchen. Die von ihm erzielten Ergebnisse waren für das Verständnis magnetischer Phänomene von großer Bedeutung. Diese Forschung zeigt, dass Magnetfelder Materie auf messbare Weise physikalisch beeinflussen können.
Die Geburt der Spektroskopie und der Kathodenstrahlen
Plücker agierte nicht im luftleeren Raum. Er begann alleine, arbeitete aber später mit dem deutschen Physiker Johann W. Hittorf zusammen. Gemeinsam untersuchten sie die magnetische Ablenkung von Kathodenstrahlen. Diese Arbeit ist wichtig. Bevor die Menschen wussten, was ein Elektron ist, beobachteten sie Teilchenstrahlen.
Ihre Experimente haben auch die Entwicklung der Spektroskopie erheblich vorangetrieben. Die wichtigen Entdeckungen von Plucker und Hittorf waren ein Vorgeschmack auf die spätere Arbeit des deutschen Chemikers Robert Bunsen und des deutschen Physikers Gustav Kirchhoff. Bunsen und Kirchhoff berichteten später, dass Spektrallinien für alle chemischen Substanzen charakteristisch sind. Plücker hatte bereits den Grundstein für diese Ansicht gelegt.
Im Jahr 1862 wies Plücker darauf hin, dass dasselbe Element bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Spektren aufweisen kann. Diese Beobachtung verdeutlicht die dynamische Natur atomarer Emissionen. Hittorf sagte, Plücker sei der erste gewesen, der drei Linien im Wasserstoffspektrum identifiziert habe. Diese Linien wurden im Spektrum der Sonnenstrahlung nur wenige Monate nach Plückers Tod im Jahr 1868 identifiziert. Der Zusammenhang zwischen Laborexperimenten auf der Erde und Himmelskörpern wird endlich klar.
### Die letzte mathematische Geste
Steiner starb 1863. Nach dem Tod seines Rivalen wandte sich Plücker wieder der Mathematik zu. Er leistete Pionierarbeit in der Liniengeometrie. Der Titel des Buches lautet „Neue Geometrie des Raumes gegenerung auf die Betrachtung der geraden Linie als Raumelement*“. Wörtlich übersetzt bedeutet es „eine neue Raumgeometrie, die auf geraden Linien als Raumelementen basiert“.
Er veröffentlichte den ersten Band im Jahr 1868, starb jedoch, bevor der zweite Band fertiggestellt war. Sein junger und talentierter Schüler Felix Klein lieferte die restlichen Materialien und vollendete die Arbeit. Klein wurde zu einem der einflussreichsten Mathematiker des späten 19. Jahrhunderts. Die Fertigstellung von Plückers Abschlusswerk sorgte dafür, dass seine geometrische Theorie weiterhin Teil des akademischen Kanons blieb.
Plückers Werdegang zeigt, wie sich verschiedene Bereiche gegenseitig beeinflussen. Die von ihm entwickelte vereinfachte Notation für die Geometrie hauchte der Physik neues Leben ein. Die von ihm untersuchten Kathodenstrahlen waren der erste Blick auf Elektronen. Die von ihm gezeichneten Spektrallinien erklärten die Zusammensetzung der Sterne. Er wollte nicht die Welt der modernen Physik erschaffen. Er folgte einfach der Mathematik, auch wenn sie ihn in Neuland führte.