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Historie

All you need is Love: Augustus Love zum 150. Geburtstag

„All you need is love“ lautet der bekannte Song der Beatles aus dem Jahre 1967. „All you need is Love“, überschrieb der scharfsinnige holländische Wissenschaftler Warner Tjardus Koiter (1914-1997) einen seiner Beiträge über die lineare Theorie dünner Schalen. Aber der trockene Humor Koiters zielte nicht auf die universelle Kraft der Liebe, sondern Augustus Edward Hough Loves (Bild 1) bahnbrechenden Beitrag zur Theorie dünner Schalen aus dem Jahre 1888, den er 1892/93 in seinem berühmten „A treatise on the mathematical theory of elasiticity“ integrierte.

Bild 1: Augustus Edward Hough Love (1863-1940)

Bild 1: Augustus Edward Hough Love (1863-1940) (The Royal Society)

Wer war Love? Er kam als zweitältester Sohn des Zahnarztes John Henry Love am 17. April 1863 im britischen West-super-Mare zur Welt, besuchte in Wolverhampton das humanistische Gymnasium, profitierte vom mathematischen Unterricht von Reverend Henry Williams und errang 1881 nach einer Prüfung ein Stipendium für das St. John’s College in Cambridge, das er 1882 bezog und profilierte sich schließlich 1885 als Second Wrangler des I. und II. Teils des mathematischen Abschlussexamens. Ein Jahr später avancierte Love zum Fellow des St. John’s College und wurde 1887 mit dem Smith Prize geehrt, der höchsten Ehrung der University of Cambridge für mathematische Arbeiten. 1888 veröffentlichte Love seine berühmte Schalentheorie und löst eine wissenschaftliche Kontroverse u. a. mit Lord Rayleigh (1842-1919) aus.

Love wurde im Alter von 30 Jahren zum Fellow der Royal Society gewählt und folgte 1899 dem Ruf auf den Sedleian-Lehrstuhl für Naturphilosophie (i. S. der exakten Naturwissenschaft) der University of Oxford, den er bis zu seinem Tode am 5.6.1940 innehatte. Für die Geophysik, die Seismologie, die Grundbaudynamik und das Erdbebeningenieurwesen zählt Loves Monographie „Some Problems of Geodynamics“ (1911) zu den klassischen Werken. Dieses Buch brachte ihm den Adams Prize der University of Cambridge ein. Dort entwickelt er ein mathematisches Modell für die nach ihm benannte Oberflächenwelle, welche bei Erdbeben zu horizontalen Bodenbewegungen (in y-Richtung) senkrecht zur Ausbreitungsrichtung (in x-Richtung) der Welle führt und deren Amplituden von der Oberfläche in die Tiefe (in z-Richtung) abnehmen (Bild 2). Die Love-Welle besitzt an der Bodenoberfläche besonders hohe Amplituden, führt dort zu horizontalen Bodenbewegungen, die große Schäden verursachen.

 

Bild 2: Schema der Love-Welle

Bild 2: Schema der Love-Welle (Springer)

 

In die Historiographie der exakten Wissenschaften schrieb sich Love 1892/93 ein mit seinem zweibändigen Werk „A treatise on the mathematical theory of elasticity“. Dieses Werk fasste die Erkenntnisse dieses Wissenszweiges bis Ende des 19. Jahrhunderts in einer bis dahin unübertroffenen Synthese zusammen. Die zweite Auflage (1906) wurde auf Anregung Felix Kleins (1849-1925) von seinem Schüler, Anton Aloys Timpe (1882-1959), ins Deutsche übertragen und erschien 1907 unter dem Titel „Lehrbuch der Elastizität“ (Bild 3).

Bild 3: Titelblatt der deutschen Ausgabe von Loves „A treatise on the mathematical theory of elasticity“ (1907)

Bild 3: Titelblatt der deutschen Ausgabe von Loves „A treatise on the mathematical theory of elasticity“ (1907) (Teubner)

Die Monographie beginnt mit einer historischen Einleitung, welche auf 38 Druckseiten wesentliche Entwicklungslinien der mathematischen Elastizitätstheorie aufzeigt und in der Formulierung ihres disziplinären Selbstverständnisses kulminiert: „Die Geschichte der mathematischen Theorie zeigt deutlich“, stellte dort Love fest, „dass die Entwicklung der Theorie nicht ausschließlich durch Rücksichten auf ihre Brauchbarkeit für die technische Mechanik geleitet wurde. Den meisten Männern, durch deren Forschungen sie begründet und ausgestaltet wurde, lag mehr am wissenschaftlichen als am materiellen Fortschritt, mehr daran, die Welt zu verstehen, als sie bequemer zu machen“ [Love, 1907, S. 37]. Insbesondere weist Love darauf hin, dass die Lösungsmethoden der mathematischen Elastizitätstheorie einen wichtigen Teil einer analytischen Theorie bilden, „die in der reinen Mathematik eine hohe Bedeutung besitzt“ [Love, 1907, S. 37].

Selbst bei der Analyse mehr technischer Probleme hätte „größtenteils eher die theoretische als die praktische Seite dieser Fragen die Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Darin Einsicht zu erlangen“, schrieb Love weiter, „was beim Stoß vorgeht, die Theorie des Verhaltens dünner Stäbe mit den Grundgleichungen in Einklang zu bringen – diese und ähnliche Ziele waren für die meisten der Männer, denen wir die Elastizitätstheorie verdanken, verlockender als das Streben, Mittel ausfindig zu machen, um bei Maschinenkonstruktionen Ersparnisse zu bewirken oder Sicherheitsbedingungen bei Bauwerken festzustellen“ [Love, 1907, S. 38]. Loves Männer der mathematischen Elastizitätstheorie des 19. Jahrhunderts

  • interessierten sich mehr für Kausalität denn für Finalität,
  • bewegten sich mehr in der Welt der idealen Objekte der Mathematik denn in der Welt der realen Objekte des Ingenieurs,
  • sahen sich mehr als Entdecker von Naturgesetzen denn als Erfinder technischer Artefakte,
  • begriffen ihre Disziplin mehr als theoretische Naturwissenschaft denn als praxisorientierte Grundlagendisziplin der klassischen Technikwissenschaften,
  • deuteten ihre Disziplin mehr im Kontext des zeitgenössischen philosophischen Diskurses denn im Zusammenhang mit den materiellen Bedürfnissen der Industrialisierung,
  • verstanden sich mehr als Männer der universitären Wissenschaft denn als Männer der Tat im Bereich der Technik.

So bildete Loves „Lehrbuch der Elastizität“ das wissenschaftliche Koordinatensystem der Göttinger Schule der Mathematik um Felix Klein auf dem Gebiete der Elastizitätstheorie. Auch die „Historische Einleitung“ seines Werkes über Elastizitätstheorie ist noch heute ein herausragendes Dokument der Historiographie der exakten Naturwissenschaft. Loves Werk über die Elastizitätstheorie spielte in der Konsolidierungsperiode der Strukturmechanik (1900-1950) – insbesondere bei der Herausbildung der Theorie der Flächentragwerke – eine herausragende Rolle.

Bildquellen:

Bild 1: Milne, Edward Arthur: Augustus Edward Hough Love 1863–1940, in: Obituary Notices of Fellows of the Royal Society, Vol. 3, 1941, January, p. 467/68.

Bild 2: Savidis, Stavros: Baugrunddynamik, in: Handbuch für Bauingenieure, hrsgn. v. Konrad Zilch, Claus Jürgen Diederichs u. Rolf Katzenbach, S. 4-56 bis 4-76. Berlin: Springer 2001, S. 4-69.

Bild 3: Love, Augustus Edward Hough: Lehrbuch der Elastizität. Übers. a. d. Engl. v. Aloys Timpe. Leipzig: B. G. Teubner 1907 (Titelblatt)

Literatur:

Love, Augustus Edward Hough: The small free vibrations and deformation of a thin elastic shell. Philosophical Transactions of The Royal Society London A 179 (1888), pp. 491-546.

http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/179/491.full.pdf+html

Love, Augustus Edward Hough: Lehrbuch der Elastizität. Übers. a. d. Engl. v. Aloys Timpe. Leipzig: B. G. Teubner 1907.

Milne, Edward Arthur: Augustus Edward Hough Love 1863–1940, in: Obituary Notices of Fellows of the Royal Society, Vol. 3, 1941, Jan., pp. 467-482.

Kurrer, Karl-Eugen: The History of the Theory of Structures. From Arch Analysis to Computational Mechanics: Berlin: Ernst & Sohn 2008, S. 582f. und S. 745.

Autor dieses Beitrages:

Dr.-Ing. Karl-Eugen Kurrer, Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Rotherstr. 21, 10245 Berlin

Chefredakteur „Stahlbau“, Editor-in-chief „Steel Construction – Design and Research“

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Datum 17. April 2013
Autor Karl-Eugen Kurrer
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