Solvay-Konferenz

Gegenstand und Entstehung

Solvay-Konferenzen sind internationale Fachkonferenzen auf dem Gebiet der Physik und der Chemie. Sie finden in Brüssel statt und dienen dazu, fundamentale oder besonders wichtige wissenschaftliche Probleme in kleiner Runde zu diskutieren. Zu einer Konferenz werden höchstens 25 höchstrangige Physiker und Chemiker eingeladen; dadurch haben die Treffen den Charakter einer wissenschaftlichen „Gipfelkonferenz“.

Namensgeber und Mäzen war der belgische Großindustrielle Ernest Solvay. Walther Nernst kam 1910 durch Vermittlung von Robert Goldschmidt mit Solvay in Kontakt. Nernst überzeugte ihn, eine internationale Zusammenkunft führender Physiker zu finanzieren. Als Thema schlug Nernst im Juli 1910 die „Einführung der Quanten in die theoretische Physik“ vor. Einen Monat zuvor hatte er sich mit Max Planck über das mögliche Thema beraten. Planck war zunächst skeptisch, weil ihm die Bedeutung der Fragen noch zu wenig bekannt erschien.

Die erste Konferenz fand vom 30. Oktober bis zum 3. November 1911 im Hotel Metropol in Brüssel statt. Ihr Thema lautete „Die Theorie der Strahlung und der Quanten“. Hendrik Antoon Lorentz leitete die Tagung. Brüssel wurde als neutraler Tagungsort gewählt, und Lorentz sollte als hochinteg reter Vorsitzender möglichen transnationalen Spannungen vorbeugen. In der Begrüßung betonte Nernst, die grundlegenden Ideen von Max Planck und Albert Einstein müssten als Basis der Diskussion dienen, auch wenn man sie verändern oder verbessern könne.

Die ausführliche und weit verbreitete Veröffentlichung aller Vorträge und Ergebnisse, die Maurice de Broglie und Paul Langevin ermöglichten, trug wesentlich zum Erfolg und zur historischen Bedeutung der Konferenz bei. Danach schlug Goldschmidt mit Unterstützung von Lorentz vor, Solvays Mäzenatentum fortzusetzen und ein auf 30 Jahre angelegtes „Internationales Institut für Physik und Chemie“ zu gründen. Nach dem Ersten Weltkrieg wurden die Konferenzen von 1921 bis 1933 in dreijährigen Abständen fortgesetzt; nach dem Zweiten Weltkrieg fanden sie ab 1948 wieder in Brüssel statt.

Die Solvay-Konferenzen für Physik

Die physikalischen Konferenzen behandeln jeweils ein eng umrissenes Gebiet. Die ersten acht Tagungen markieren wichtige Themen der modernen Physik:

• 1911: „La théorie du rayonnement et les quanta“ („Theorie der Strahlung und Quanten“), Vorsitz: Hendrik Antoon Lorentz (Leiden).
• 1913: „La structure de la matière“ („Die Struktur der Materie“), Vorsitz: Hendrik Antoon Lorentz (Leiden).
• 1921: „Atomes et électrons“ („Atome und Elektronen“), Vorsitz: Hendrik Antoon Lorentz (Leiden).
• 1924: „Conductibilité électrique des métaux et problèmes connexes“ („Elektrische Leitfähigkeit der Metalle“), Vorsitz: Hendrik Antoon Lorentz (Leiden).
• 1927: „Electrons et photons“ („Elektronen und Photonen“), Vorsitz: Hendrik Antoon Lorentz (Leiden).
• 1930: „Le magnétisme“ („Magnetismus“), Vorsitz: Paul Langevin (Paris).
• 1933: „Structure et propriétés des noyaux atomiques“ („Struktur des Atomkerns“), Vorsitz: Paul Langevin (Paris).
• 1948: „Les particules élémentaires“ („Elementarteilchen“), Vorsitz: Lawrence Bragg (Cambridge).

Nach 1948 folgten weitere Konferenzen: 1951 über Festkörper, 1954 über Elektronen in Metallen, 1958 über die Struktur und Evolution des Universums und 1961 über Quantenfeldtheorie. 1964 ging es um die Struktur und Evolution von Galaxien, 1967 um fundamentale Probleme der Elementarteilchenphysik, 1970 um Symmetrieeigenschaften von Atomkernen und 1973 um Astrophysik und Gravitation. 1978 wurden Ordnung und Fluktuationen in der Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichts-Thermodynamik behandelt, 1982 Hochenergiephysik und 1987 Oberflächenphysik.

Es folgten 1991 Quantenoptik, 1998 dynamische Systeme und Irreversibilität, 2001 die Physik der Kommunikation, 2005 die Quantenstruktur von Raum und Zeit, 2008 die Quantentheorie der kondensierten Materie und 2011 die Theorie der Quantenwelt. Die 26. Konferenz von 2014 behandelte Astrophysik und Kosmologie, die 27. von 2017 die Physik der lebenden Materie mit Raum, Zeit und Information in der Biologie. 2022 war die Physik der Quanteninformation Thema; den Vorsitz hatten David Gross (Santa Barbara) und Peter Zoller (Innsbruck). Die 29. Konferenz fand 2023 zur „Structure and Dynamics of Disordered Systems“ („Struktur und Dynamik ungeordneter Systeme“) statt. Vorsitzende waren David Gross (Santa Barbara), Marc Mézard (Paris) und Giorgio Parisi (Rom).

Frühe Konferenzen und wissenschaftliche Debatten

Die Teilnehmerlisten der ersten acht Physikkonferenzen zeigen die internationale Zusammensetzung der Treffen. Zu den wiederholt vertretenen Wissenschaftlern gehörten unter anderem Marie Curie, Albert Einstein, Max Planck, Hendrik Antoon Lorentz, Paul Langevin, Ernest Rutherford, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg und William Lawrence Bragg.

Die erste Solvay-Konferenz von 1911 befasste sich mit den unterschiedlichen Ansätzen der klassischen Physik und der damals entstehenden Quantenphysik. Auf dem bekannten Gruppenfoto sind unter anderem Walther Nernst, Ernest Solvay, Marie Curie, Albert Einstein, Max Planck, Ernest Rutherford und Hendrik Antoon Lorentz zu sehen.

Zur zweiten Konferenz von 1913 über die Struktur der Materie gehörten neben diesen Forschern beispielsweise Joseph John Thomson, William Henry Bragg, Max von Laue und Heike Kamerlingh Onnes. Zur dritten Konferenz von 1921 über Atome und Elektronen waren keine deutschen Wissenschaftler eingeladen. Als Grund nennt der Artikel die noch kurze Zeit seit dem Ersten Weltkrieg und der deutschen Besetzung Belgiens. Dadurch waren deutsche Wissenschaftler benachteiligt; zugleich litt nach Darstellung des Artikels die Qualität der Konferenz, weil an deutschen Universitäten wichtige Fortschritte in Quantentheorie und Relativitätstheorie erzielt worden waren.

Die vierte Konferenz von 1924 behandelte die elektrische Leitfähigkeit der Metalle. Unter den Teilnehmern waren unter anderem Marie Curie, Ernest Rutherford, Lorentz, Langevin, Peter Debye, Erwin Schrödinger und Auguste Piccard.

Die fünfte Konferenz von 1927 über Elektronen und Photonen gilt als wahrscheinlich berühmteste Solvay-Konferenz. Im Mittelpunkt stand die neu formulierte Quantentheorie, die besonders durch die Debatte zwischen Albert Einstein und Niels Bohr geprägt wurde. Von den 29 Anwesenden besaßen oder erhielten später 17 den Nobelpreis.

Die sechste Konferenz von 1930 über Magnetismus versammelte unter anderem Albert Einstein, Niels Bohr, Marie Curie, Paul Dirac, Enrico Fermi, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli und Arnold Sommerfeld. Auf der siebten Konferenz von 1933 über die Struktur und Eigenschaften der Atomkerne waren unter anderem Lise Meitner, James Chadwick, Irène und Frédéric Joliot-Curie, Enrico Fermi, Paul Dirac und Ernest Lawrence anwesend. Albert Einstein und Charles-Eugène Guye fehlten. Die achte Konferenz von 1948 über Elementarteilchen umfasste unter anderem Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Wolfgang Pauli, Paul Dirac, Lise Meitner, Robert Oppenheimer, Edward Teller, Ilya Prigogine und Lawrence Bragg.

Solvay-Konferenzen für Chemie

Die chemischen Solvay-Konferenzen begannen 1922 und fanden zunächst ebenfalls in dreijährigen Abständen statt. Ihre Themen reichen von allgemeinen aktuellen Fragen über Molekülstruktur, biologische Stoffe und Reaktionsmechanismen bis zu modernen Rechenmodellen und den Herausforderungen der Chemie im 21. Jahrhundert.

Die 1. Konferenz von 1922 behandelte „Fünf aktuelle Fragen“, die 2. von 1925 „Chemische Struktur und Aktivität“ und die 3. von 1928 „Aktuelle Fragen“. 1931 ging es um Aufbau und Konfiguration organischer Moleküle, 1934 um Sauerstoff sowie seine chemischen und biologischen Reaktionen, 1937 um Vitamine und Hormone. 1947 wurden Isotope behandelt, 1950 der Mechanismus der Oxidation, 1953 Proteine und 1956 Probleme der anorganischen Chemie.

Weitere Themen waren 1959 Nukleoproteine, 1962 Energieübertragung in Gasen, 1965 die Reaktivität des per Licht angeregten organischen Moleküls, 1969 Phasenübergänge, 1972 elektrostatische Wechselwirkungen und die Struktur des Wassers, 1976 molekulare Bewegungen und chemische Reaktivität im Zusammenhang mit Membranen, Enzymen und anderen Molekülen sowie 1980 Aspekte der chemischen Evolution. 1983 standen Design und Synthese organischer Moleküle auf Basis der Molekülerkennung im Mittelpunkt.

1987 fand die Konferenz zur Oberflächenchemie zusammen mit der physikalischen Solvay-Konferenz zur Oberflächenphysik statt. Danach folgten 1995 chemische Reaktionen und ihre Steuerung auf der Femtosekunden-Zeitskala, 2007 der Übergang von nichtkovalenten Anordnungen zu molekularen Maschinen, 2010 Quanteneffekte in Chemie und Biologie, 2013 neue Chemie und neue Chancen aus dem expandierenden Proteinuniversum, 2016 Katalyse in Chemie und Biologie, 2019 Rechenmodelle von der Chemie über Materialien bis zur Biologie und 2022 die Herausforderungen der Chemie im 21. Jahrhundert. Die 27. chemische Konferenz fand 2025 zum Thema „Exploring Frontiers in Chemistry“ statt; Vorsitzender war Ben Feringa (Universität Groningen).

William Jackson Pope leitete die ersten fünf chemischen Konferenzen von 1922 bis 1934. Von 1937 bis 1938 war Frédéric Swarts (Gent) Vorsitzender, von 1947 bis 1980 Paul Karrer (Zürich) beziehungsweise Alfred Ubbelohde (London). Spätere Vorsitzende waren unter anderem Ephraim Katchalski und Vladimir Prelog (1983), Frederik W. de Wette (1987), Pierre Gaspard (1995), Jean-Pierre Sauvage (2007), Graham Fleming (2010) und Kurt Wüthrich (2013, 2016, 2019 und 2022).