Rudolf J. E. Clausius

Biografia

Rudolf Julius Emanuel Clausius znany jest całemu światu jako wybitny fizyk i matematyk. Prowadził długoletnie prace z zakresu termodynamiki i kinetycznej teorii gazów, a ich owocem jest m. in. sformułowanie zasad termodynamiki, wprowadzenie pojęcia entropii.

Rudolf Clausius urodził się 2. stycznia 1822 roku w Koszalinie. Wychowywał się pod okiem ojca Carla Ernesta Gottlieba - teologa, pastora i okręgowego radcy. Miał siedemnaścioro rodzeństwa.
Oto jak wypowiadał się o Clausiusie jeden z jego braci - Robert: „Wszyscy jego bliscy znajomi ze szkoły doceniali jego odpowiedzialność i szczerość. Wysoko ceniono jego zdanie i darzono wielkim zaufaniem…”

W Koszalinie młody Rudolf mieszkał przez pierwsze 16 lat swojego życia. Źródła podają, iż dom rodzinny wielkiego fizyka stał niedaleko dwóch współczesnych koszalińskich ulic - Młyńskiej i Piastowskiej. Początkowo uczęszczał on do szkoły „Guillame – du – Bois” założonej i prowadzonej przez ojca, potem jednak, w 1838 roku wraz z rodziną przeniósł się do Szczecina, gdzie cztery lata później ukończył gimnazjum im. Fryderyka Wielkiego.

Źródła podają, iż już w czasie nauki w gimnazjum Rudolf wykazywał wybitne uzdolnienia. Już wtedy uwielbiał pracować w samotności i odosobnieniu i właśnie ta cecha w późniejszym czasie wyróżniła go jako naukowca. Istnieją zapisy mówiące o tym, iż w czasie ferii uciekał do letniego domku na ziemi rodziców, aby móc w nim spokojnie pracować.

Następnym etapem życia Rudolfa Clausiusa było podjęcie studiów na Uniwersytecie im. Fryderyka Wilhelma w Berlinie. Dość długo nie mógł podjąć decyzji odnośnie kierunku studiów, początkowo skłaniał się ku naukom humanistycznym takim jak historia, potem znów pragnął studiować filozofie i logistykę. Ostatecznie jednak zdecydował się na matematykę i fizykę. Mimo niezdecydowania od razu został dostrzeżony jako jeden z najzdolniejszych studentów. Jeden z jego berlińskich profesorów wypowiadał się o nim następująco: „Pan student Clausius z Koszalina od trzech miesięcy uczęszcza na moje prelekcje z różnych dziedzin matematyki z wzorową przykładnością, poza tym przez odpowiedzi na moje liczne pytania udowodnił mi, że posiada nie tylko talent to tej dziedziny nauki, ale również z największym upodobaniem pogłębia swoją wiedzę”. Uniwersytecki dyplom z matematyki i fizyki Clausius otrzymał w roku 1844, po czym podjął staż jako nauczyciel w Gimnazjum Federica Werdera. Uczył tam matematyki i fizyki w starszych klasach.

W roku 1846 Clausius został przyjęty do Królewskiego Seminarium Boeck'a. W rok później na Uniwersytecie Halle złożył pracę doktorską dotyczącą światła odbitego w atmosferze ziemskiej. W pracy tej skupił się na wyjaśnieniu źródła niebieskiego koloru nieba w ciągu dnia i czerwonego podczas wschodów i zachodów Słońca, podjął również problem polaryzacji światła. Jak się później okazało zjawiska opisane przez Clausiusa w pracy doktorskiej spowodowane były nie rozproszeniem światła, ale, jak twierdził William Thomson, jego refrakcją i odbiciem. Niemniej jednak Clausius do uzasadnienia swoich tez użył zaawansowanej matematyki, co dowodzi faktu, iż zjawiska fizyczne przyczyniają się do rozwoju matematyki, nawet wtedy, gdy fizyczne podstawy wydaja się niewystarczające. 15 lipca 1848 roku Clausius otrzymał tytuł doktora. Rok później jego doktorat opublikowany został w prywatnym czasopiśmie matematycznym Crelle’go. Drugą praca Clausiusa opublikowana została w „Annalen der Physik” w 1849 i dotyczyła warunków propagacji fal w ciałach krystalicznych.

Niezwykle ważną datą w życiu tego wielkiego fizyka był dzień 18. stycznia 1850. Tegoż dnia opublikował on swoją trzecią pracę dotyczącą teorii ciepła. Publikacja ta ukazała się w woluminie 79 czasopisma „Annalen der Physic”, prywatnego czasopisma Poggendorfa i nosiła tytuł „O potędze poruszającej ciepła i o prawach które stąd można wyprowadzić dla nauki o cieple” (w oryginale Uber die bewegende Kraft der Wärme). Praca ta stała się fundamentem rozwoju termodynamiki.

W roku 1850 Clausiusa przyjęto go do grona profesorów w Królewskiej Szkole Artylerii w Berlinie, jednocześnie też został docentem na Uniwersytecie w tymże mieście. Pięć lat później tj. 29. sierpnia 1855 roku objął stanowisko kierownika Katedry Matematyki Fizycznej na Politechnice w Zurychu. Zaoferowano mu tam warunki niezwykle sprzyjające dalszemu rozwojowi naukowemu. Tam właśnie opracował słynne równanie Clapeyrona – Clausiusa, które określa zależność ciśnienia od temperatury w fazowych przemianach substancji. Tutaj również wprowadził słynne pojęcie entropii.

W Zurychu nasz bohater spędził 12 lat. Tam też, w roku 1862 wstąpił w związek małżeński z Adelheid Rimpam. Do Niemiec powrócił w 1867, by objąć tam posadę profesora na Uniwersytecie w Würzburgu. Szybko jednak awansował i w 1869 został dyrektorem katedry na Uniwersytecie w Bonn.

Clausius był nie tylko genialnym uczonym, ale również wielkim patriotą. Brał czynny udział w wojnie francusko – niemieckiej w latach 1870 – 1871, dowodził również korpusami sanitarnymi, które sam sformułował ze swoich studentów. Brał też czynny udział w bitwach pod Vionville i Gravelotte. Jego brat napisał: „Jego niezwykły patriotyzm nie pozwolił mu bezczynnie pozostać w domu w czasie wojny…”. Za swoje oddanie sprawom kraju oraz za wielkie zasługi na froncie w roku 1871 Clausius uhonorowany został Krzyżem Żelaznym.

Niestety podczas jednej z bitew został on poważnie ranny w nogę, czego następstwem był wielki ból i niepełnosprawność do końca życia. Na domiar złego niedługo potem, bo w 1875 roku, podczas wydawania na świat ich szóstego dziecka, zmarła jego ukochana żona. Clausius zdał sobie wówczas sprawę, iż utrzymanie rodziny spoczęło całkowicie na jego barkach. Robert – brat Clausiusa mówi: „Był on jednym z najlepszych i najbardziej czułych ojców. Angażował się niezmiernie w rozwój i edukację swoich dzieci”. Wielki fizyk postanowił więc znacznie ograniczyć pracę naukową, by więcej czasu poświęcić rodzinie. Znalazł też sposób na rozwiązanie problemu nieustannie bolącej nogi – okazała się nim jazda konna. Już po niedługim czasie fizyk odkrył w sobie wielkie zamiłowanie do koni i bardzo szybko osiągnął w tej dziedzinie mistrzostwo.

W 1884 Clausius ponownie zaczął odnosić sukcesy zawodowe – został rektorem Uniwersytetu w Bonn. Dwa lata później szczęście spotkało go też w życiu osobistym, mianowicie ożenił się ponownie z Sophie Stack, która dała mu kolejne dziecko.

Rudolf Julius Emanuel Clausius pracował naukowo do końca swojego życia tj. do 24. sierpnia 1888. Jak powiedział jego brat: „Nawet na łożu śmierci prowadził badania”.

Osiągnięcia Clausiusa sprawiły, iż stał się on sławny w kręgu badaczy naukowych. To właśnie on przyjęty został w 1868 roku w poczet elitarnego brytyjskiego królewskiego stowarzyszenia naukowego – Royal Society of London. Oprócz niego do stowarzyszenia należały takie sławy jak Newton, Einstein, Amper czy Ohm. Poza tym Clausius uhonorowany został najwyższą nagrodą stowarzyszenia – w 1879 otrzymał Royal Society Copley Medal. Jest to odznaczenie przyznawane tym, których odkrycia naukowe miały największe znaczenie. Poza tym odznaczono go Medalem Huygens’a w 1870 roku, Nagrodą Ponceleta w 2883, otrzymał też Honorowy Doktorat Uniwersytetu w Wurzburgu w 18882 roku, a w 1888 roku wielkiego fizyka przyjęto do Royal Society of Edinburgh. Dla upamiętnienia wielkich osiągnięć Clausiusa nazwano też jego imieniem jeden z kraterów na księżycu.

George Francis FitzGerald, genialny fizyk i matematyk powiedział: „On był przykładem szlachetnej duszy, która poświęca siebie dla ludzkości nie marnuje czasu na drobne opracowania drobnych problemów. On Był w największym stopniu praktykiem, jego praca jest wieczna i jego pamięć będzie żyła tak długo jak ludzie będą szanować jego poświęcenie”.