Danmark har produceret adskillige af verdens mest berømte videnskabsfolk.
H. C. Ørsted opdagede elektromagnetismen i 1820, og et århundrede senere introducerede Niels Bohr sine epokegørende teorier om brugen af kvantefysik i forbindelse med atomets struktur.
Men har du hørt om matematikeren og fysikeren Ludvig Lorenz?
Det har de fleste af os ikke, for det er ikke længe siden, at Ludvig Lorenz kun optrådte som en sekundær figur i både dansk og international videnskabshistorie, hvor han oftest var at finde i fodnoter.
Men nu er han ikke længere helt så let at overse. I dag anser forskerne ham for at være én af det 19. århundredes vigtigste fysikere, der fortjener sin plads blandt ansete videnskabsfolk som H. C. Ørsted og Niels Bohr.
Min nye bog fortæller historien om den ukendte Ludvig Lorenz’ liv og virke samt genopdager hans vigtige bidrag til fysikken og matematikken.
Et liv i videnskabens periferi
Hvem var Ludvig Lorenz, og hvorfor bør vi fejre hans videnskabelige arbejde?
Ludvig Valentin Lorenz (1829-1891) blev født i Helsingør i det nordøstlige Nordsjælland.
Efter endt skolegang på Nykøbing Katedralskole læste han på Polyteknisk Læreanstalt (i dag Danmarks Tekniske Universitet, DTU). Selvom han afsluttede uddannelsen som kemiingeniør, havde han dog en forkærlighed for fysikken og matematikken.
I mange år lykkedes det ham ikke at finde fast arbejde, så derfor ernærede han sig ved deltidsarbejde som fysiklærer ved forskellige gymnasier og ved stipendier.
Ludvig Lorenz fik aldrig en akademisk stilling ved det eneste universitet i Danmark på den tid (Københavns Universitet) eller Polyteknisk Læreanstalt, men i 1866 blev han ansat som lærer ved Hærens Officersskole, hvor han underviste i fysik i 20 år.
På trods af sine manglende akademiske kvalifikationer, blev han anerkendt som en betydelig teoretisk fysiker og valgt som medlem af det ansete danske videnskabsakademi, Videnskabernes Selskab.
Som yderligere anerkendelse blev Ludvig Lorenz i 1887 tildelt en livsvarig understøttelse af Carlsbergfondet, som tillod ham at forske på fuld tid.
Desværre nåede han kun at nyde dette privilegium i kort tid; fire år senere døde han pludseligt af et hjerteanfald i en alder af 62 år.
Banebrydende arbejde
Den matematisk begavede Ludvig Lorenz specialiserede sig i optik (lysstrålers refleksion og brydning, red.), og målet var at udvikle en fænomenologisk lysteori og dernæst udvikle den ved matematikkens hjælp.
Hans tilgang førte til formler, der beskriver sammenhængen mellem et stofs densitet og brydningsindeks. Denne teori blev foreslået af ingen ringere end Isaac Newton, men det korrekte svar blev først fundet gennem Ludvig Lorenz’ arbejde.
Kort før sin død udviklede Ludvig Lorenz en matematisk teori for spredning af lys på en gas af kugleformede molekyler. Begge teorier bruges stadig inden for moderne fysik.
Ludvig Lorenz’ teori blev senere omformuleret af den tyske fysiker Gustav Mie og kaldes derfor Lorenz-Mie-spredningen.
Lorenz-Mie-spredningen bruges i stor udstrækning i dag; ikke bare inden for fysikken, men også en række andre discipliner som blandt andet astronomi, meteorologi og biologi.
Lorenz’ bidrag, der blev formuleret i 1890, var på dansk. Men selv i Danmark var det først i løbet af 1960’erne, at man fik øjenene op for teoriens store betydning.
\ Ny bog om Ludvig Lorenz
Denne artikel bygger på Helge Kraghs nye bog ‘Ludvig Lorenz – A Nineteenth-Century Theoretical Physicist’, udgivet af Videnskabernes Selskab. Den er skrevet på engelsk for at sikre, at den oversete fysiker får en mere prominent plads i fysikkens historie.
Bogen fokuserer på Lorenz’ vigtige bidrag til fysikken, mens hans arbejder inden for matematik og teknologi bliver også nøje undersøgt. Læs mere her.
Elektrisk lysteori
Den skotske fysiker James Clerk Maxwell viste som den første, at de elektriske og magnetiske feltlinjer repræsenterede mekaniske tilstande i æteren.
Inspireret af H. C. Ørsteds vision udviklede Ludvig Lorenz sit bidrag til en teori for elektromagnetisme, som beskriver lysets udbredelse og de elektriske og magnetiske vekselvirkninger.
Lorenz’ teori var stort set ækvivalent med James Clerk Maxwells teori, men Lorenz anså eksistensen af æteren for at være en unødvendig hypotese, hvilket senere blev underbygget af Einsteins relativitetsprincip.
Lorenz’ teori fra 1867 var intet mindre end genial. Alligevel fik den ikke meget opmærksomhed og gik efterhånden i glemmebogen, men udtrykket for den såkaldte Lorenz-gauge (en definition for de elektromagnetiske felter) er fundamental i al elektromagnetisk teori.
Opfinder, men uden succes
Selvom Lorenz var matematisk fysiker, der befandt sig i sit rette element i abstrakt videnskab, anvendte Lorenz også sit talent i forbindelse med teknologiske innovationer.
Elektriciteten var i Lorenz’ tid en ny og spændende teknologi, som han bidrog til ved at konstruere en forbedret dynamo. Dynamoen blev patenteret og tildelt en guldmedalje ved den første internationale elektricitetsudstilling i Paris 1881.
Selvom dynamoen blev brugt af den elektriske industri i Danmark, var dens succes kortlivet, og stik imod Lorenz’ forventning viste den sig ikke at være en stor indtægtskilde.
Ludvig Lorenz forsøgte også at muliggøre transmission af telefonstrømme over større afstande; i 1890’erne var telefoni nemlig begrænset til få hundrede kilometer.
På grundlag af teoretiske overvejelser konstruerede han et telefonkabel, der var den eksisterende model langt overlegen, men i dette tilfælde endte det ikke med et patent, men forblev ved teorien.
Ikke desto mindre blev ideen adskillige år efter Ludvig Lorenz’ død udviklet, hvilket resulterede i anvendelige kabler, der blev brugt vidt og bredt. Ludvig Lorenz’ ideer var fremragende, men hans manglende iværksætter-talent resulterede i en mislykket opfinder.
\ Forskerzonen
Denne artikel er en del af Forskerzonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.
Forskerzonen er støttet af Lundbeckfonden.
Liv og virke
I betragtning af at Lorenz i stigende grad bliver anerkendt som en af det 19. århundrede store fysikere, hvorfor har verden så ikke fået øjenene op for hans arbejde før nu? Hvorfor er han reelt set blevet skrevet ud af historien?
Lorenz var en solitær person, selvlært, uden tæt forbindelse til andre fysikere.
Han var videnskabeligt isoleret, men tilfreds med at udføre solid og enestående forskning uden sine samtidiges anerkendelse for øje.
Hans arbejde var en matematisk udfordring og så abstrakt, at hans samtidige kolleger i Danmark knap nok kunne forstå det.
Andre bedre kendte fysikere opdagede uafhængigt af hinanden hans arbejde, som efterfølgende blev tilskrevet dem. Lorenz’ bidrag blev imidlertid overset.
Mit håb er, at denne bog kan genopdage geniet og arbejdet bag én af verdens mest betydningsfulde – men stort set glemte – videnskabsmænd.
Helge Kragh er videnskabshistoriker med speciale i fysik. Vil du læse mere fra hans hånd, kan vi varmt anbefale hans serie om danske nobelprisvindere.
Læs denne artikel på engelsk på vores internationale søstersite ScienceNordic.com. Oversat af Stephanie Lammers-Clark.
