James Clerk Maxwell (1831–1879) ist im Schulbuch der Vater der klassischen Elektrodynamik – Verfasser der vier nach ihm benannten Gleichungen, Begründer der kinetischen Gastheorie, Erfinder der Farbphotographie und 1871 erster Cavendish-Professor in Cambridge. Wer Maxwell aus dem Physik-Lehrbuch kennt, kennt eine ungewöhnlich saubere, fast asketische Figur: Daten, Symmetrien, Gleichungen. Wer Maxwell aus seinen eigenen Briefen, Vorträgen, Encyclopaedia-Artikeln und Gedichten kennt, kennt einen ganz anderen Mann: einen tief gläubigen Presbyterianer, der in seiner persönlichen wie öffentlichen Naturphilosophie nie einen Unterschied gemacht hat zwischen den Maxwell-Gleichungen und einer geordneten Schöpfung. Genau diese zweite Hälfte ist aus dem heutigen Standardbild praktisch vollständig getilgt.
Wer war Maxwell?
Geboren am 13. Juni 1831 in Edinburgh, aufgewachsen auf dem Familien-Landgut Glenlair in Galloway, Schottland. Schulzeit an der Edinburgh Academy ab 1841 – ein blasses, scheues Kind, dem mit elf Jahren eine kuriose Tracht aus Vaters Erfindungen Spott einbrachte und der mit fünfzehn Jahren seine erste mathematische Arbeit publizierte (eine Methode, ovale Kurven mit zwei Stiften und einem Faden zu zeichnen, vorgetragen in der Royal Society of Edinburgh durch James Forbes, weil Maxwell selbst noch zu jung war).
Edinburgh, Peterhouse und Trinity College Cambridge; 1854 als Second Wrangler nach Edward Routh; ab 1856 Professor am Marischal College Aberdeen; 1860 King's College London; 1865 Rückzug nach Glenlair für sechs Jahre, in denen die Treatise on Electricity and Magnetism entstand; 1871 Rückkehr nach Cambridge als erster Cavendish-Professor, mit dem Auftrag, das gleichnamige Laboratorium aufzubauen. Maxwell starb am 5. November 1879 in Cambridge an Magenkrebs, nur 48 Jahre alt. Bestattet in Parton, Galloway, neben seinen Eltern.
Die „zweite Bekehrung" 1853
Maxwell war als Sohn presbyterianischer Eltern religiös groß geworden, aber als junger Mann hatte er sich, wie viele Cambridge-Studenten seiner Zeit, in einer eher distanziert-akademischen Frömmigkeit eingerichtet. Im Sommer 1853 brach das. Während er bei der Familie Taylor in Otley (Yorkshire) eingeladen war, erkrankte er schwer an einer Lungenentzündung – wochenlanges Krankenbett, intensive Lektüre, Gespräche mit den Gastgebern. Aus dieser Krise kam Maxwell mit einer veränderten religiösen Haltung zurück, die ihn den Rest seines Lebens trug. Er sprach später selten direkt darüber, dokumentiert ist sie aber in einem Brief an seinen Freund Lewis Campbell und in einem persönlichen Glaubensbekenntnis, das nach seinem Tod in seinen Papieren gefunden und in der Maxwell-Biographie von 1882 abgedruckt wurde.
Von 1853 an liest Maxwell täglich Bibel, betet morgens und abends, führt mit seiner Frau Katherine Mary (Heirat 1858) regelmäßige Hausandachten, korrespondiert mit Geistlichen über theologische Fragen. Sein persönliches Bibel-Exemplar ist erhalten und im Wren Library Trinity College, Cambridge – durchschossen mit Bleistift-Notizen, Querverweisen, Datierungen. Das ist nicht Kulisse, sondern Tageswerk.
Religiöse Poesie und Prosa
Maxwell schrieb sein ganzes Leben Gedichte. Vieles davon ist humoristisch (er konnte mathematisch-physikalische Themen mit großer Komik versifizieren – die berühmte Rigid Body Sings in Burns-Manier ist heute noch unter Physikern als Trinklied bekannt). Ein nicht geringer Teil ist aber ausgesprochen religiös. Lewis Campbell und William Garnett haben in der posthumen Maxwell-Biographie von 1882 mehrere dieser Gedichte abgedruckt – darunter A Student's Evening Hymn, A Prayer, ein Gedicht zum Tod seiner Mutter (1839, da war Maxwell acht), und mehrere meditative Texte aus der Cavendish-Zeit. Diese Texte sind, wenn überhaupt, im Anhang heutiger Maxwell-Bücher zu finden, getrennt vom „eigentlichen Werk". In den Standard-Physiklehrbüchern erscheinen sie nicht.
Charakteristisch ist die Verbindung von wissenschaftlicher Klarheit und gläubiger Selbstprüfung. Maxwell trennte nicht; seine religiöse Sprache hatte dieselbe Genauigkeit wie seine physikalische. Aus einem berühmt gewordenen Brief an einen jungen Theologie-Korrespondenten:
„I have looked into most philosophical systems, and I have seen that none will work without a God."
— James Clerk Maxwell, zitiert in Campbell & Garnett, The Life of James Clerk Maxwell, 1882.
Maxwell hat diese Position mehrfach in einer für seine Physik direkt produktiven Form präzisiert: Die Naturgesetze, wie wir sie mathematisch fassen, sind Gedanken Gottes – Ausdruck einer einheitlichen, ordnenden Intelligenz, die der Welt zugrundeliegt. Daraus folgt für Maxwell die Erwartung, dass die Welt im Tiefsten einheitlich und symmetrisch beschrieben werden muss: Wenn Gott einer ist, müssen die scheinbar getrennten Naturkräfte – Elektrizität, Magnetismus, Licht – Ausdruck einer gemeinsamen mathematischen Struktur sein. Die nach ihm benannten vier Gleichungen sind in diesem Verständnis nicht eine zufällige Vereinheitlichung dreier zuvor getrennt behandelter Phänomene, sondern das experimentelle Aufspüren einer göttlichen Harmonie, deren Existenz Maxwell vorab als methodische Voraussetzung postulierte. Wer Maxwells Antrieb für die Unifikation nicht versteht, übersieht in der Regel diese theologische Voraussetzung. Faraday hatte aus derselben Voraussetzung experimentell auf die Einheit der Kräfte hin gearbeitet; Maxwell formalisierte das Ergebnis mathematisch.
Das Atom als Schöpfungsargument (Encyclopaedia Britannica 1875)
1875 schrieb Maxwell für die 9. Auflage der Encyclopaedia Britannica den Artikel Atom. Es ist ein klassischer Lexikonartikel über Atomtheorie – mit einer Pointe am Ende, die in der heutigen Maxwell-Rezeption fast nie erwähnt wird. Maxwell beobachtet, dass die Atome eines chemischen Elements – etwa des Wasserstoffs – über das gesamte beobachtbare Universum hinweg exakt identisch sind. Sie haben dieselben Spektrallinien, dieselbe Masse, dasselbe Verhalten. Aus diesem empirischen Befund zieht Maxwell einen erklärungsbedürftigen Schluss:
„No theory of evolution can be formed to account for the similarity of molecules, for evolution necessarily implies continuous change, and the molecule is incapable of growth or decay, of generation or destruction. None of the processes of Nature, since the time when Nature began, have produced the slightest difference in the properties of any molecule. We are therefore unable to ascribe either the existence of the molecules or the identity of their properties to the operation of any of the causes which we call natural. (…) They continue this day as they were created, perfect in number and measure and weight."
— J. C. Maxwell, Atom, Encyclopaedia Britannica, 9. Aufl. 1875.
Das ist kein theologischer Einschub im Vorbeigehen. Maxwell argumentiert hier formal: Wenn alle Wasserstoff-Atome im gesamten Kosmos identisch sind, kann ihre Identität nicht das Ergebnis eines evolutionären Prozesses sein – Evolution erzeugt Variation. Also müssen die Atome geschaffen sein. Diese Argumentation ist die exakte Vorform dessen, was im 20. Jahrhundert dann als „Feinabstimmungs-Argument" wiederkehren wird, mit dem Unterschied, dass Maxwell sie selbstverständlich in einem Lexikonartikel der Royal-Society-Tradition niederschreibt. Heute würde ein vergleichbarer Text einem Physikprofessor seine Karriere kosten.
Maxwells Demon und die Grenze des Mechanismus
1867 schrieb Maxwell einen Brief an Peter Guthrie Tait, in dem er ein Gedankenexperiment skizzierte, das später als Maxwellscher Dämon berühmt wurde: ein hypothetisches Wesen, das einzelne Moleküle eines Gases sortieren kann und damit – scheinbar – den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik verletzt. Veröffentlicht wurde der Dämon 1871 in der Theory of Heat. Was ist die Pointe? Maxwell wollte zeigen, dass der zweite Hauptsatz statistisch ist und nicht mechanistisch-deterministisch: Er gilt für viele Moleküle, aber prinzipiell könnte ein einzelnes intelligentes Wesen, das einzelne Moleküle wahrnehmen und beeinflussen kann, dem Ablauf eine andere Richtung geben.
Das ist physikalische Mathematik – aber es ist auch eine subtile philosophische Aussage: Die Naturgesetze, wie wir sie kennen, sind nicht so unentrinnbar deterministisch, wie der Laplacesche Dämon des frühen 19. Jahrhunderts suggerierte. Es gibt Spielräume, in denen ein „Wesen, das auf Einzelteilchen-Niveau wahrnimmt" anders eingreifen könnte. Maxwell hat diese philosophische Konsequenz nicht versteckt.
Die wirkliche Tragweite des Maxwellschen Dämons ist erst im 20. Jahrhundert sichtbar geworden: Das Wesen sortiert die Moleküle nicht durch Muskelkraft, sondern durch Wahrnehmung und Information. Es muss jedes einzelne Molekül beobachten, seine Geschwindigkeit erfassen und in einer Erinnerung speichern, um es korrekt zu sortieren. Leó Szilard hat 1929 gezeigt, dass dieser Informations-Erwerb selbst einen thermodynamischen Preis hat; Léon Brillouin (1956) und Rolf Landauer (1961) haben diese Linie ausgearbeitet, bis Charles Bennett (1982) die heutige Standardlösung gab: Das Löschen von Information im Gedächtnis des Dämons kostet exakt die Entropie, die er scheinbar erspart hatte. Damit hat Maxwell als erster, ohne es so zu nennen, gezeigt, dass Information eine physikalisch reale Größe ist und dass Geist (Wahrnehmung, Speicherung, Entscheidung) eine direkte thermodynamische Wirkung hat. Diese Linie – die Frage, wie Bewusstsein an der Schnittstelle zur physikalischen Welt wirkt – führt geradeaus zu Wigners „Remarks on the Mind-Body Question" (1961), zu Beck und Eccles' Mind-Brain-Quantenmodell (1992) und zu Penrose und Hameroffs Orch-OR (ab 1996). Maxwell hat die Frage 1867 ausdrücklich aufgemacht.
Die Cambridge-Rede 1873: gegen den mechanistischen Determinismus
1873 hielt Maxwell vor dem „Eranus Club", einem Cambridge-Gesprächskreis, einen Vortrag mit dem sperrigen Titel Does the progress of Physical Science tend to give any advantage to the opinion of Necessity (or Determinism) over that of the Contingency of Events and the Freedom of the Will?. Die Antwort, die Maxwell gibt, ist eindeutig: Nein, der Fortschritt der Physik begünstigt nicht den Determinismus. Im Gegenteil – die Physik selbst legt nahe, dass an bestimmten kritischen Punkten („Singularitäten" im Maxwellschen Wortsinn) bereits eine winzige Ursache eine große Wirkung haben kann. Aus dieser Beobachtung folgt für Maxwell, dass die Argumentation „Mechanik überall, also Determinismus überall, also keine Willensfreiheit" nicht hält. Der Vortrag wurde erst posthum (Campbell & Garnett 1882) abgedruckt und ist in der heutigen Maxwell-Forschung wieder Gegenstand seriöser philosophischer Diskussion – aber im Physikunterricht erscheint er nicht.
Im Vortrag schreibt Maxwell:
„It is manifest that the existence of unstable conditions renders impossible the prediction of future events, if our knowledge of the present state is only approximate, and not accurate."
— Maxwell, Eranus-Vortrag 1873.
Mit anderen Worten: Maxwell hat 1873 das, was hundert Jahre später als „sensitive Abhängigkeit von Anfangsbedingungen" und „deterministisches Chaos" formuliert wird, bereits als Argument gegen einen physikalischen Hard-Determinismus vorgetragen. Und er hat es ausdrücklich theologisch-anthropologisch eingeordnet: Willensfreiheit und göttliche Vorsehung sind mit Physik vereinbar.
Die Cambridge-Inaugurationsrede 1871
Bereits seine Antrittsrede als Cavendish-Professor (Oktober 1871) hatte Maxwell mit Reflexionen über die Stellung der Physik im weiteren menschlichen Erkenntnishorizont eröffnet. Er warnt davor, das physikalische Bild der Welt für das ganze Bild zu halten; physikalische Größen seien Abstraktionen, und der lebendige Mensch sei kein bloßer Aufbau aus Atomen. Das war kein religiöser Vortrag im engeren Sinn – aber es war eine bewusste, öffentliche Bremsung des gerade aufkommenden positivistischen Übermutes. Die Stelle, an der Maxwell die Beziehung zwischen Physik, Bewusstsein und Glauben anspricht, fehlt heute in praktisch allen Standard-Auszügen aus der Rede; gedruckt ist sie vollständig in Niven (Hrsg.), The Scientific Papers of James Clerk Maxwell, Cambridge 1890, Bd. II.
Das Sterbebett 1879
Maxwell starb am 5. November 1879 nach mehrwöchigem Krankenlager an Magenkrebs – derselben Krankheit, an der seine Mutter 1839 gestorben war. Sein Cambridger Hausarzt, George Edward Paget, berichtete später ausführlich über die letzten Wochen. Maxwells letzte Worte und Gebete sind teilweise notiert und in der Campbell-Biographie wiedergegeben. Sein letztes überliefertes Gebet endet:
„I have been thinking how very gently I have always been dealt with. I have never had a violent shove all my life. The only desire which I can have is, like David, to serve my own generation by the will of God, and then fall asleep."
— Maxwells letzte Wochen, Cambridge 1879.
Die ausgelassene Hälfte
Wer heute ein durchschnittliches deutsches Physik-Schulbuch öffnet und nach Maxwell sucht, findet die vier Gleichungen, die kinetische Gastheorie, das Spektrum-Argument für die Lichtgeschwindigkeit, vielleicht einen Halbsatz zur Farbphotographie. Was fehlt: die religiöse Lebenspraxis, die 800-Seiten-Korrespondenz mit Geistlichen, die Gedichte, das Atom-Argument von 1875, der Vortrag von 1873 gegen den Determinismus, das Sterbebett-Gebet. Das ist keine ideologische Verschwörung – es ist redaktionelle Auswahl, in der seit dem späten 19. Jahrhundert die theologisch-philosophischen Anteile großer Wissenschaftler systematisch herausretuschiert werden. Bei Kepler verschwindet die Astrologie, bei Newton die Alchemie und der Antitrinitarismus, bei Maxwell die christliche Lebenspraxis und das theologisch begründete Atom-Argument.
Die Materiallage ist bei Maxwell sogar besonders einfach. Es gibt seit 1882 eine vollständige Biographie (Campbell & Garnett), die alle religiösen Texte mit abdruckt. Es gibt die Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell, herausgegeben von Peter Harman in drei Bänden (Cambridge University Press, 1990–2002). Es gibt die Scientific Papers in Nivens Ausgabe von 1890. Wer den „ganzen Maxwell" lesen will, muss nicht in versteckte Archive – er muss nur die offen verfügbaren Quellen lesen, die in Physik-Lehrbüchern seit über hundert Jahren weggelassen werden.
Was bleibt
- Maxwell ist kein „Esoteriker". Anders als Newton war er nicht in der hermetischen Tradition; anders als Kepler keiner Astrologie verpflichtet. Er war ein konservativer, schriftgläubiger Presbyterianer viktorianischer Prägung – also genau der Typ Wissenschaftler, der noch im späten 19. Jahrhundert ohne Reputationsverlust öffentlich religiös sprechen konnte. Genau das verschwindet danach.
- Das Atom-Argument von 1875 ist Physik, nicht Predigt. Maxwell argumentiert mit der beobachtbaren Identität atomarer Spektren über kosmische Distanzen für eine Schöpfungshypothese. Diese Argumentation ist im 21. Jahrhundert in Form des Feinabstimmungs-Arguments wieder voll im wissenschaftsphilosophischen Diskurs – aber in der heutigen Schulbuch-Biographie Maxwells findet sie nicht statt.
- Der Antrieb der Maxwell-Gleichungen. Maxwell selbst hat seine Suche nach einer einheitlichen Theorie von Elektrizität, Magnetismus und Licht in der theologischen Voraussetzung verankert, dass die Natur einheitlich geordnet sein muss, weil sie von einer einheitlich denkenden Person geschaffen wurde. Diese Voraussetzung ist nicht das Ergebnis seiner Physik, sondern deren motivierender Hintergrund.
- Der freie Wille bei Maxwell. Sein Eranus-Vortrag 1873 ist eine der frühesten klaren Aussagen, dass die Physik selbst nicht die Position des Hard-Determinismus stützt. Maxwell, der wahrscheinlich präziseste mathematische Kopf der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts, hat öffentlich gegen den Determinismus argumentiert – im Namen der Physik, nicht gegen sie.
- Die Pattern-Linie. Maxwell ist der dritte klassische Fall in unserer Geschichte der Geschichtsklitterung: Kepler (Astrologie), Newton (Alchemie und Antitrinitarismus), Maxwell (Theologie). Drei Fälle, drei Mechanismen, dasselbe institutionelle Ergebnis: ein gereinigtes, säkulares Schulbuch-Bild, das mit dem historischen Originalmaterial nicht übereinstimmt. Mehr zum institutionellen Hintergrund in unserem Beitrag Mediumschaft und Macht.
Maxwell hat 1879 fast genau am Beginn der Phase gelebt, in der das öffentliche Sprechen über die religiöse oder philosophische Substanz physikalischer Arbeit für einen Akademiker zum Karriere-Risiko wurde. Oliver Lodge, Lord Rayleigh, J. J. Thomson – Maxwells Nachfolger im Cavendish – konnten noch eine Generation lang offen SPR-Mitglieder sein. Eine Generation später wäre das eine andere Geschichte gewesen. Maxwell selbst hat den Phasenwechsel nicht mehr erlebt. Aber sein Werk wurde, sobald er tot war, dem neuen Rahmen angepasst.
Quellen
- Lewis Campbell & William Garnett: The Life of James Clerk Maxwell. With Selections from his Correspondence and Occasional Writings. Macmillan, London 1882 – die maßgebliche zeitnahe Biographie, mit umfangreichem Abdruck religiöser Briefe, Gedichte und Vorträge.
- W. D. Niven (Hrsg.): The Scientific Papers of James Clerk Maxwell. 2 Bände, Cambridge University Press 1890 – mit der vollständigen Cavendish-Inaugurationsrede.
- James Clerk Maxwell: Atom, in: Encyclopaedia Britannica, 9. Aufl., Bd. III, Edinburgh 1875.
- James Clerk Maxwell: Theory of Heat. Longmans, London 1871 – mit der ersten gedruckten Fassung des „Dämon"-Gedankenexperiments.
- James Clerk Maxwell: A Treatise on Electricity and Magnetism. 2 Bände, Clarendon Press, Oxford 1873.
- Peter M. Harman (Hrsg.): The Scientific Letters and Papers of James Clerk Maxwell. 3 Bände, Cambridge University Press 1990–2002 – kritische Gesamtedition der Korrespondenz.
- Peter M. Harman: The Natural Philosophy of James Clerk Maxwell. Cambridge University Press 1998 – die heute wichtigste Monographie, die Maxwells theologische Voraussetzungen ernst nimmt.
- Basil Mahon: The Man Who Changed Everything. The Life of James Clerk Maxwell. Wiley, Chichester 2003 – moderne Biographie, ausführlich zur religiösen Dimension.
- Ian Hutchinson: James Clerk Maxwell and the Christian Proposition. MIT IAP Lecture Series, 1998 (auch online verfügbar).
- Robert Kargon & Peter Achinstein (Hrsg.): Kelvin's Baltimore Lectures and Modern Theoretical Physics. MIT Press 1987 – Kontext zur viktorianischen Physik-Theologie.