Die Offenbarung von Karmans Entwicklung: Warum wurde er zu einem wissenschaftlichen Genie, wie es nur einmal in einem Jahrhundert vorkommt?

Warum wurde von Karman zu einem wissenschaftlichen Genie, wie es nur einmal in einem Jahrhundert vorkommt? Sein natürliches Talent ist sicherlich wichtig, aber noch untrennbarer ist es von seinem erworbenen Wachstumsumfeld. Durch die Durchsicht von Karmans Autobiografie und die Untersuchung seines frühen Bildungshintergrunds entdeckte der Autor dieses Artikels, dass die Bildungsphilosophie von Karmans Vater, die Lehrmethoden seiner Alma Mater und der Einfluss weiser Mentoren und Freunde, denen er später begegnete, einen besonders großen Einfluss auf ihn hatten und zu seinem lebenslangen Forschergeist und seiner Beschäftigung mit dem wissenschaftlichen Gebiet des „Wissens warum“ beitrugen. Das Verständnis von Karmans Wachstumspfad hat wichtige Auswirkungen auf unsere derzeitige Ausbildung und Lehre sowie auf die Entwicklung der Studierenden.

Geschrieben von Ding Jiu (Professor für Mathematik an der University of Southern Mississippi)

Im Jahr 2023 jährt sich der Todestag von Theodore von Kármán (Kármán Tódor, Nachname zuerst auf Ungarisch; 11. Mai 1881 – 6. Mai 1963), einem amerikanischen angewandten Mathematiker, Physiker und Ingenieur, zum sechzigsten Mal. Er wurde in einer gebildeten Familie in Ungarn geboren, wuchs im deutschen akademischen Paradies der Universität Göttingen auf, erlangte an der RWTH Aachen Berühmtheit und erlangte Ruhm am California Institute of Technology in den USA. Er wurde schließlich der berühmteste Aerodynamiker und Luftfahrtingenieur der damaligen Zeit weltweit. Er hat im Laufe seines Lebens zahlreiche Auszeichnungen gewonnen. In seinem letzten Lebensjahr wurde er nicht nur als einziger Gewinner der ersten National Medal of Science vom Präsidenten der Vereinigten Staaten ausgezeichnet, sondern auch zum International Teacher of the Year gewählt.

Als ich vor fast dreißig Jahren zum ersten Mal von Karmans Autobiografie „The Wind and Beyond“ las, konnte ich sie nicht weglegen und las sie von Anfang bis Ende. Ich habe viel daraus mitgenommen und es einige Jahre später noch einmal gelesen. Um letzten Monat einen Artikel zu seinem Gedenken zu schreiben, mit dem Titel „Ein wissenschaftliches Genie, das im Wind tanzt – zum 60. Todestag von Karmans“, habe ich mir „Der Wind und das andere Ufer“ aus der Schulbibliothek ausgeliehen. Seine philosophischen Worte waren wie die starken Winde, die aus dem hocheffizienten Windkanal kamen, den er innovativ für das California Institute of Technology entwickelt hatte, und sie berührten erneut meinen Verstand und mein Herz.

Warum wurde von Karman zu einem wissenschaftlichen Genie, wie es nur einmal in einem Jahrhundert vorkommt? Natürlich kann es viele verschiedene Antworten geben, beispielsweise die Aussage, dass außergewöhnliches Talent und Intelligenz angeborene „Gaben Gottes“ seien. Diese angeborenen Faktoren sind sicherlich sehr wichtig, aber auch das erworbene Wachstumsumfeld, wie etwa die Erziehungsphilosophie der Eltern, die Lehrmethoden der Schule, der subtile Einfluss von Lehrern und Freunden, die ideologische Durchdringung von Büchern und der unsichtbare Einfluss von Mentoren, spielen eine Schlüsselrolle.

Von Karmans von ihm diktierte Autobiografie zeichnet nicht nur seine reichen Erfahrungen und interessanten Geschichten aus seiner fast achtzigjährigen Karriere auf, seit er zum „Wunderkind“ wurde. Wertvoller ist jedoch, dass er die lebhaften Handlungsstränge, an die er sich erinnert, gelegentlich mit seinen persönlichen Gedanken zum Thema „Bildung“, dem ewigen Thema der Menschheit, sowie mit seinen Erkenntnissen über die Beziehung zwischen Wissenschaft und Technik, Theorie und Praxis verbindet. Meiner Meinung nach ist der letzte Teil des Buches, der Erzählungen und Diskussionen zu wissenschaftlichen und pädagogischen Konzepten kombiniert, der größte Höhepunkt von von Karmans Autobiografie, die sich völlig von anderen Autobiografien oder Biografien anderer unterscheidet. Außerdem lieferte es mir nach der Lektüre dieses Buches die tiefgründigste und weiseste Zusammenfassung.

Von Karman war der Ansicht, dass sein Vater großen Einfluss auf sein Leben hatte, und diese Dankbarkeit kommt in seiner Autobiografie häufig zum Ausdruck. Um zu verstehen, wie von Karmans brillante Leistungen entstanden, müssen wir die historische Perspektive dreißig Jahre weiter in die Zukunft verlegen, ins Ungarn der Mitte des 19. Jahrhunderts.

Der Einfluss des Vaters

Von Karmans Vater, Mór Kármán (25. Dezember 1843 – 14. Oktober 1915), war ein berühmter Pädagoge und Kulturpolitiker in der österreichisch-ungarischen Monarchie. Als junger Mann wurde er vom ungarischen neojudaistischen Pionier Lipót Löw (1811–1875) beeinflusst. Als Rabbiner hatte Löw More einst entlassen, weil dieser sich gern ein breites Spektrum an Wissen aneignete, das über die Religion hinausging, und versuchte, ihn zum Rabbiner zu machen. Doch Moll Kamen zog die Schule der Kirche vor und studierte daher an der Universität Wien in der Schweiz Philosophie, Pädagogik und Linguistik. 1866 erhielt er seinen Doktortitel an der Fakultät für Geisteswissenschaften der Königlichen Universität Pest, der bedeutendsten Hochschule seines Landes. Die Schule wurde 1873 in Universität Budapest umbenannt und änderte ihren Namen 1921 erneut in Königlich Ungarische Pázmány-Universität zum Gedenken an ihren Gründer vor dreihundert Jahren, den Philosophen Péter Pázmány (1570-1637). Schließlich wurde sie 1950 in ihren heutigen Namen geändert: Eötvös-Loránd-Universität, zum Gedenken an den herausragenden ungarischen Physiker Loránd Eötvös (1848–1919).

Im Jahr 1868 unterrichtete Moll Kamen auf Empfehlung von Loew Religionsunterricht am Gymnasium in Pest. Im folgenden Jahr, kurz nachdem Ungarn seine Unabhängigkeit von Österreich erlangt hatte, wurde er von Baron József Eötvös (1813–1871), dem Minister für Religion und Bildung des Landes, beauftragt, zwei Jahre lang an der Universität Leipzig bei dem deutschen Bildungsreformer Tuiskon Ziller (1817–1882) zu studieren, wobei er sich auf das deutsche Gymnasialsystem spezialisierte. Der Baron war der Vater des bereits erwähnten Roland Ettefus. Ziller war ein entschiedener Verfechter des Glaubens an den „moralischen Zweck der Erziehung“, den Johann Friedrich Herbart (1776–1884), ein deutscher Philosoph und Begründer der modernen Psychologie und Pädagogik, betonte. Er versuchte zu zeigen, wie jeder Teil der Grundbildung zur Bildung eines starken Charakters beitragen kann. More Kammen wurde sein Leben lang stark von dieser Theorie beeinflusst.

Nach seiner Rückkehr nach Ungarn im Jahr 1872 wurde Mohr Kamen Privatdozent für Pädagogik, Ethik und Psychologie an der Universität Pest und wurde vom Unterrichtsministerium beauftragt, in Budapest eine Modellschule für die Lehrerausbildung aufzubauen, wo er bis zu seinem krankheitsbedingten Rücktritt im Jahr 1897 als Tutor tätig war. Diese Schule ist das Minta-Gymnasium, aus dem später viele herausragende Persönlichkeiten hervorgingen. Der Schwerpunkt dieser nach deutschem Vorbild gegründeten öffentlichen Jungenschule liegt auf der Ausbildung von Schullehrern. „Minta (Modell)“ ist kein offizieller Name, sondern wird so genannt, weil „die Studierenden, um eine Lehrbefähigung zu erlangen, lernen müssen, wie man unterrichtet, und nicht nur, was man unterrichtet.“ Studierende der Minta führen Unterrichtspraktika durch, während Lehrkräfte der Schule parallel mit Studierenden der Universität arbeiten.

Ab 1873 war Moll Kamen zehn Jahre lang Sekretärin des Ungarischen Bildungsausschusses und spielte eine wichtige Rolle bei der Gestaltung des Lehrplans für das Gymnasium. Während dieser Zeit gab er die Zeitschrift „Ungarische Bildung“ heraus, zunächst gemeinsam mit anderen und dann allein. Ab 1907 war er Beamter für theoretische Lehrmethoden im ungarischen Ministerium für Religion und Bildung. 1908 wurde er zum ordentlichen Professor an der Pace University ernannt. Im Jahr zuvor war er von Kaiser Franz Joseph (1830–1916) in den Adelsstand erhoben worden. Dieser Vorgang ist ziemlich interessant. Der Kaiser bestellte ihn in den Palast ein und sagte, er wolle ihn für seine herausragende Arbeit belohnen und schlug vor, ihm den Titel „Exzellenz“ zu verleihen. Moll Kamen verbeugte sich dankend, machte aber noch einen weiteren Vorschlag: „Eure Majestät, ich fühle mich geschmeichelt. Aber mir ist etwas lieber, das ich an meine Kinder weitergeben kann.“ Der Kaiser stimmte zu und verlieh ihm den erblichen Adelstitel „von Szolloskislak“. Als dieser erbliche Adelsstatus an von Karman überging, konnte er nicht einmal das längste Wort des vollständigen Namens klar aussprechen, also verwendete er die Methode der „Vereinfachung des Komplexen“, die ihm in seiner wissenschaftlichen Karriere vertraut war, und strich es einfach. Aus diesem Grund ist der Welt nur der verkürzte Adelsname „von Kármán“ bekannt.

Wie sein angesehener deutscher Vorgänger Herbart war Mohr-Kamen davon überzeugt, dass Lehrmethoden in erster Linie eine Wissenschaft des Wissens seien. Im Gegensatz zu Herbarts lehrerzentrierter Sichtweise betonte er jedoch die Bedeutung der Aktivitäten der Schüler. Seine theoretischen Beiträge und seine praktische Arbeit am Minta-Gymnasium trugen zur Modernisierung der Unterrichtsmethoden in Ungarn bei, insbesondere auf der Gymnasialebene. Neben seinen eigenen Büchern auf diesem Gebiet hat er pädagogische Literatur aus dem Englischen und Deutschen ins Ungarische übersetzt.

Am von Moll Kamen gegründeten Minta-Gymnasium wurden unter anderem Ungarisch, Deutsch und Literatur, Latein und Griechisch, Religion und Ethik, Philosophie, Geographie, Naturgeschichte, darstellende Geometrie, Mathematik und Physik sowie Kunst und Sport angeboten. Daraus lässt sich schließen, dass den Geisteswissenschaften eine wichtige Rolle zukommt. Géza Schay (1900–1991), ein ungarischer Chemiker, der von 1913 bis 1918 am Minta-Gymnasium studierte, betrachtete die Schule als „die erste Schule, in der die Schüler nicht nur den Inhalt des Fachs lernen, sondern auch lernen zu denken.“

Das dachte auch von Karman, der im Alter von neun Jahren von seinem Vater auf diese Schule geschickt wurde. Zuvor hatte er keine andere Schule besucht, obwohl er bereits im Alter von sechs Jahren die Fähigkeit zum Kopfrechnen bei der Multiplikation zweistelliger Zahlen gezeigt hatte. Die alte Carmen schmiedete das Eisen nicht, solange es heiß war, und trainierte ihn in „olympischen Mathematikfähigkeiten“, um schwierige mathematische Probleme zu lösen. Stattdessen vermittelte er ihm zu Hause ein breites Spektrum an Wissen, damit er möglichst früh die „Freude am Denken“ und das „Glück am Entdecken“ erleben konnte.

Als er 80 Jahre alt war, erinnerte sich von Karman noch genau an eine Geschichte aus seinem sechsten Lebensjahr. Bei einer Salonparty, die an diesem Tag zu Hause stattfand, schubste ihn sein Bruder in die Mitte des Salons. Ein älterer Verwandter, der von seiner Multiplikationsleistung mit mehreren Ziffern wusste, brachte die Menge zum Schweigen und rief ihm zu: „Okay, Todor. Multiplizieren Sie diese beiden Zahlen im Kopf: 144.567 mal 19.765.“ Dann wurde es still im Salon und alle Augen richteten sich erwartungsvoll auf das Kind. Wie eine Künstlerin auf der Bühne zögerte die kleine Carmen einen Moment und verkündete dann das Ergebnis, während jemand mit Stift und Papier nachprüfte und seine Antwort für richtig erklärte.

Der Junge wiederholte die Vorstellung mehrere Male ohne Ausnahme und alle Gäste applaudierten und lachten und schienen ein wenig überrascht zu sein. Aber außer der alten Carmen. An diesem Tag stand er abseits der Gäste und beobachtete aufmerksam die Vorstellung seines Sohnes, doch sein Gesicht war voller Sorge. Nachdem die Gäste gegangen waren, rief der Vater seinen Sohn ins Arbeitszimmer und sagte: „Todor, das war eine kluge Demonstration, aber du musst mir versprechen, nie wieder an Mathematik zu denken. Hast du verstanden?“ Der sechsjährige Sohn verstand die guten Absichten seines Vaters damals nicht und dachte, sein Vater würde sein Talent loben. Einige Jahre später verstand von Karman seinen Vater endlich. Tatsächlich hatte der alte Karman Angst vor der schnellen Auffassungsgabe seines Sohnes und er mochte keine magischen Kinder. Er dachte, es sei nicht normal, dass sein Sohn lange Zahlen im Kopf multiplizierte und dass er irgendwann zu einer Art Freak werden würde.

In den nächsten drei Jahren, bis er in die Schule kam, ließ Carmen Sr. ihren Sohn als Ersatz für Mathematik Geographie, Geschichte, Poesie usw. lesen. Rückblickend war von Karman in seinen späteren Jahren seinem Vater zutiefst dankbar: „Ich glaube, dass mein lebenslanges Interesse an den humanistischen Aspekten der Zivilisation mit dem Versuch meines Vaters begann, meinen kindlichen Geist von Rechenkünsten fernzuhalten.“ Moll Karman war nicht nur im biologischen Sinne von Karmans Vater, sondern auch im pädagogischen Sinne. Hat jeder von uns, der Vater ist, schon einmal darüber nachgedacht, was für ein Vater wir in der Vergangenheit waren?

Im Jahr 1897, anlässlich seines 25-jährigen Lehrjahres, veranstalteten More Kammens ehemalige Studenten und Kollegen im In- und Ausland ein Festbankett für ihn, gaben einen 300-seitigen Gedenkband heraus und überreichten ihm Gedichte:

Lieber Meister, um unserer Schule ein Ideal zu geben,

Wie hoch ist Ihre Vergütung?

Habe immer einen starken Geist, aber oft

Schwäche,

Sie werden nicht müde, Ihre Prinzipien zu predigen.

Sie haben alles erreicht, was Gott Ihnen gegeben hat.

Deine Worte werden sogar von deinen Feinden gehört,

Und nicht ungewöhnlich in der Wüste,

Dies ist Ihr freudiges Bewusstsein davon.

Das Licht der Ming-Pagode

Im Jahr 1890 verließ der neunjährige von Karman sein Zuhause und besuchte die von seinem Vater gegründete Minta-Mittelschule, die er bis 1899 besuchte. Der starke Einfluss seines Vaters blieb auch in seiner Jugend spürbar, und diese Schule, die erste in Ungarn, die von modernen pädagogischen Ideen durchdrungen war, und ihr Gründer prägten ihn in jeder Hinsicht.

Die Mingta-Mittelschule war die Schule, die als erste ein Zeichen setzte, das starre Verhältnis zwischen Lehrern und Schülern während der österreichisch-ungarischen Monarchie zu durchbrechen. Im Gegensatz zu den Praktiken anderer weiterführender Schulen können die Schüler in dieser Schule nach dem Unterricht frei mit den Lehrern kommunizieren und ihre Lehrer werden häufig durch Schülergruppen unterbrochen, die in den Schulfluren unterwegs sind. Zum ersten Mal ist in Ungarn in der Schulsatzung schriftlich festgelegt, dass Lehrer ihren Schülern die Hand schütteln dürfen, wenn sie sich außerhalb des Unterrichts treffen. Damit wurde die tief verwurzelte Tradition der „Würde des Lehrers“ auf den Müllhaufen der Geschichte geworfen.

Das Minta-Gymnasium war für von Karman eine wunderbare Bildungserfahrung. Sein Vater war fest davon überzeugt, dass in der Schule „alles gelehrt“ werden sollte – Latein, Mathematik, Geschichte und so weiter – und dass der Bezug zum Alltagsleben aufgezeigt werden sollte. Lehrer ermutigen Schüler nie, Regeln einfach aus einem Buch auswendig zu lernen, sondern lassen sie versuchen, diese selbst zu entwickeln. (In meinem Artikel „Ein wissenschaftliches Genie tanzt im Wind – Gedenken an den 60. Todestag von Karmans“ habe ich mehrere Absätze aus von Karmans Beschreibung der spezifischen Lehrmethoden seiner Alma Mater zitiert, deshalb werde ich sie hier nicht wiederholen.) Als von Karman in seinen späteren Jahren an diese Zeit der Schulbildung seiner Jugend zurückdachte, kam er zu dem Schluss: „Dies ist ein gutes Bildungssystem, denn meiner Meinung nach wird die Art und Weise, wie ein Mensch in der Grundschule die Elemente des logischen Denkens lernt, seine zukünftige intellektuelle Entwicklungsfähigkeit bestimmen.“ Ist diese tiefempfundene Aussage aus persönlicher Erfahrung eine Inspiration für die aktuellen Methoden der Grund- und Sekundarschulbildung in unserem Land? So fragte beispielsweise Qian Xuesen (1911–2009), ein Schüler von Karmans, einmal: „Warum können unsere Schulen keine herausragenden Talente hervorbringen?“ Ein Hauptgrund hierfür liegt vielleicht darin, dass die auf rigider Indoktrination basierende Grund- und Sekundarschulbildung die Fähigkeit der Gebildeten, künftig intellektuelle Ziele zu verfolgen, grundlegend schwächt.

Von Karman glaubte, dass der größte Beitrag seines Vaters darin bestand, ihm die unschätzbare Gabe der Neugier zu schenken, die ihm sein ganzes Leben lang erhalten blieb. In ihrer Kommunikation kommt häufig das Thema „Warum hat etwas eine bestimmte Eigenschaft“ zur Sprache. Sein Vater erinnerte ihn oft daran: „Der Mensch versucht nicht nur zu beobachten, sondern auch zu verstehen. Das ist der große Unterschied zwischen Mensch und Tier.“ Warum sind Regentropfen beispielsweise groß und klein? Warum sind sie nicht gleich groß? Warum können wir die Luft nicht sehen? Bereits im Alter von acht Jahren konnte von Karman die Bewegung der Planeten rekonstruieren. Als die drahtlose Telegrafie erfunden wurde, brachte sein Vater einmal ein Gerät namens „Kohärenzgerät“ nach Hause, das aus einem primitiven Funkensender und -empfänger bestand. Trotz der Überraschung seiner Frau nahm die alte Carmen es auseinander und erklärte der ganzen Familie, warum es funktionierte.

Dreißig Jahre später wurde diese wissenschaftliche Bildungsmethode mit dem Ziel des „Verstehens“ auch vom Vater des jungen Richard Feynman (1918-1988) genutzt, um seinem Sohn in den Vereinigten Staaten jenseits des Atlantiks gute Gewohnheiten beizubringen. Feynmans Vater versuchte, seinen Sohn schon sehr früh zu einer „wissenschaftlichen Denkweise“ zu erziehen und machte ihm den grundlegenden Unterschied zwischen der bloßen Kenntnis der Namen von Dingen und dem vollständigen Verständnis ihres Wesens verständlich. Beispielsweise hat ein bestimmter Vogel in verschiedenen Sprachen unterschiedliche Namen. Es ist sinnlos, diese Namen zu kennen, ohne ihre Eigenschaften zu kennen. Diese wissenschaftliche Art des Lernens und Denkens steht im völligen Gegensatz zur Methode des mechanischen Auswendiglernens und Aufsagens von Definitionen und verdient insbesondere die Aufmerksamkeit einheimischer Lehrer und Schüler. In seinem Bestseller „Was kümmert es dich, was andere Leute denken?“ erinnerte sich Feynman lebhaft an Anekdoten über die inspirierende frühe Erziehung seines Vaters. Ein weiterer seiner Bestseller-Erzählbände, „Sie belieben wohl zu scherzen, Mr. Feynman!“, erzählt eine inspirierende Geschichte: Als Teenager wurde er von seinem Nachbarn gebeten, ein Problem mit seinem Radio zu überprüfen. Unter dem verwirrten Blick des Erwachsenen ging er auf und ab und dachte unentwegt nach, um den Kern des Problems herauszufinden. Schließlich wurde er in der Stadt „berühmt“, weil er seinem Nachbarn half, das Rauschen im Radio zu beheben.

In den letzten Jahren habe ich bei meiner Arbeit als Autor und Leser populärwissenschaftlicher Artikel über mathematisches Wissen oder das Leben von Mathematikern ein interessantes Phänomen entdeckt: Die Zahl der Leser chinesischer Artikel, die ausschließlich Geschichten über Menschen erzählen, übersteigt bei weitem die Zahl der Leser von Artikeln, die die von Mathematikern entwickelten mathematischen Ideen populär machen. Dies zeigt, dass viele Menschen, darunter wahrscheinlich viele junge Menschen, die neugierig auf wissenschaftliche Erkenntnisse sind, sich oft nur mit der ersten Stufe des einfachen Verständnisses wissenschaftlicher Konzepte zufrieden geben, d. h. „wissen, was es ist, aber nicht, warum es so ist“. Dies hat viel mit unserer Bildungstradition und der aktuellen Situation zu tun. Sie können sich Geschichten anhören, ohne darüber nachzudenken und so ganz einfach „Promi-Anekdoten“ lernen. Anschließend können Sie diese anderen „mitteilen“ und zeigen, wie „kenntnisreich“ Sie sind. Tatsächlich ist es so, als ob man nur den Namen eines Vogels kennt, aber nichts über seine Gewohnheiten, wenn man nur die Geschichte einer Person kennt, aber nichts über den wissenschaftlichen Inhalt. Es handelt sich um eine „dürftige“ Lesemethode, der es an einem gründlichen Verständnis des Wesentlichen mangelt, und ihr Verständnis der Wissenschaft ist fast schon „Selbsttäuschung“.

In der westlichen Zivilisation nimmt die Religion eine sehr dominante Stellung ein. Nachdem sein Sohn die Minta Middle School besucht hatte, diskutierte Mor Kamen oft philosophische Fragen mit ihm, darunter auch religiöse Überzeugungen. Die kleine Carmen fragte einmal die alte Carmen: „Wenn wir wirklich glauben, dass Gott alles weiß und daher alle Gesetze der Physik kennt, warum verbirgt er sie dann?“ Auf diese heikle Frage antwortete sein Vater: „Das widerspricht der Vorstellung von Gott. Wir wissen nicht immer, warum er etwas tut, aber wir glauben, dass er das Beste für uns tun wird.“ Auf diese Weise brachte er seinen Sohn dazu, die Beziehung zwischen Wissenschaft und Religion rational zu betrachten und half ihm, zwischen Denken und Fühlen zu unterscheiden, zwei Bereichen, die mit dem Verstand und dem Herzen zusammenhängen. Während seiner gesamten wissenschaftlichen Karriere behauptete von Karman, er habe nie einen Konflikt zwischen Wissenschaft und Religion erlebt.

Von Karman war schon sehr früh von seiner Entwicklung überzeugt und entwickelte das Ideal, seine Zukunft der Wissenschaft und Technik zu widmen. Um einen umfassenderen Blickwinkel zu erlangen, las er in der Mittelstufe auch Werke zur Wissenschaftsphilosophie, etwa das berühmte Buch „Wissenschaft und Hypothese“ des französischen Mathematikers Henri Poincaré (1854–1912). Die Ideen dieses Buches beeinflussten sein wissenschaftliches Denken sein ganzes Leben lang. In diesem wunderschönen Buch veranschaulicht Poincaré die „Grenzen der Wissenschaft“ anhand des Dimensionsverständnisses von Menschen und Würmern. Wenn die aktuellen Naturgesetze ein Phänomen nicht erklären können, ist es daher notwendig, nach neuen Gesetzen zu suchen. Von Karman glaubte sogar, dass „ohne die Ideen von Poincaré die revolutionären Konzepte von Einstein und Planck nicht so schnell von der wissenschaftlichen Gemeinschaft akzeptiert worden wären.“

Der Einfluss der Weisen

Im Alter von 18 Jahren schloss von Karman das Minta-Gymnasium mit der Ehre ab, den Etfos-Preis als „bester Schüler in Mathematik und Naturwissenschaften in Ungarn“ zu gewinnen. Der Preis ist nach Roland Etfos benannt, einem Physikprofessor an der Universität Budapest, der für seine Forschungen zur Schwerkraft bekannt ist.

Von 1899 bis 1902 studierte von Karman drei Jahre an der Royal Joseph University und erwarb einen Bachelor-Abschluss in Maschinenbau. Der früheste Vorgänger der Universität wurde in den 1630er Jahren gegründet und wurde im 18. Jahrhundert die erste technische Universität in Europa. In ihrer fast vierhundertjährigen Geschichte hat sie ihren Namen viele Male geändert und erhielt im Jahr 2020 ihren heutigen Namen „Technische und Wirtschaftswissenschaftliche Universität Budapest“. Dort belegte von Karman Mathematikkurse bei dem berühmten Mathematiker Gyula König (1849–1913) und genoss die einzigartige Herausforderung, die die Mathematik für das Gehirn darstellte, noch mehr. Er vertiefte sich in die logische Argumentation der Mathematik, genau wie er es in der Mittelschule getan hatte. Gleichzeitig belegte er auch geisteswissenschaftliche Kurse wie Geschichte und Literatur, entdeckte die Freude an der Lektüre Goethes (Johann Wolfgang von Goethe, 1749–1832) wieder und verspürte manchmal sogar das Bedürfnis, Gedichte zu schreiben.

Nach seinem Eintritt in die Universität war von Karman sehr stolz auf seinen hohen IQ, sein Gedächtnis und seine Auffassungsgabe. Als sein Vater entdeckte, dass sein Sohn ein wenig „züngig“ war und versuchte, andere zu überlisten, warnte er von Karman eindringlich, dass wahres Denken mehr erfordere als bloße Klugheit. „Sie müssen Ihren Geist erweitern“, sagte die alte Carmen, „anstatt ihn nur zu benutzen, sonst geraten Sie auf ein Plateau und erreichen nichts.“ Was für ein zeitgemäßer Rat für kluge junge Leute.

Dank der richtigen Anleitung und persönlichen Erfahrung seines Vaters erkannte von Karman, dass große wissenschaftliche Entdeckungen das natürliche Ergebnis einer organischen Kombination aus ausreichendem Wissensschatz und einer Explosion kreativer Fähigkeiten sind. Er hatte die gleichen Eigenschaften wie der führende Mathematiker dieser Zeit, David Hilbert (1862–1943): Er dachte langsam, aber gründlich; daran mangelt es klugen Menschen oft. Er war gegen die Verwendung von IQ-Tests zur Kategorisierung von Menschen. Bei diesen Tests wird nicht das eigene Tempo einer Person gemessen, sondern nur ihre Geschwindigkeit. Doch von Karman war immer davon überzeugt, dass es für wahren intellektuellen Erfolg nicht auf die Geschwindigkeit ankommt, sondern auf die Fähigkeit, tiefgründig, fundiert und kreativ zu denken.

Der Ingenieurprofessor an der Universität, der in Bezug auf kreatives Denken den größten Einfluss auf von Karman hatte, war Donát Bánki (1859–1922), ein Maschinenbauingenieur und Erfinder, der Hydraulik lehrte. Er war gegen die Anwendung rein empirischer Regeln in der Technik und versuchte seinen Studenten unter anderem zu erklären, warum die Dinge in der Natur auf eine bestimmte Art und Weise geschehen. Von Karman lernte von ihm viele gute Prinzipien, insbesondere innovative Ideen zur Nutzung einer wissenschaftlichen Perspektive zur Lösung technischer Probleme. Tatsächlich wurden seine ersten anerkannten theoretischen Leistungen unter Bankys Aufsicht erbracht. Dabei ging es um Motoren und darum, die Frage zu beantworten: „Warum vibrieren Ventile manchmal und machen Geräusche?“ Die Lösung dieses ersten theoretischen Problems, mit dem er in seinem Leben konfrontiert wurde, ließ ihn zu folgendem Ausruf kommen:

Ich habe festgestellt, dass ich die große Fähigkeit besitze, mich von anderen abzuschotten und über ein Problem nachzudenken. In solchen Momenten fasziniert mich der Reichtum wissenschaftlicher Ideen und erlaubt es mir, alle anderen Überlegungen auszublenden. Ich glaube, wenn man ein wissenschaftliches Problem im Kopf hat und ernsthaft daran arbeitet, trägt man es Tag und Nacht mit sich herum wie eine Frau mit einem Kind. Man steht erst auf, wenn man sicher ist, ob die Idee richtig oder falsch ist.

Anders als gewöhnliche Ingenieure wandelte von Karman das oben beschriebene technische Problem in ein mathematisches Problem um. Die Qualität des Artikels, den er unter seinem eigenen Namen schrieb, wurde von Professor Banky sehr geschätzt und er nahm ihn in ein von ihm herausgegebenes Buch auf. Davon inspiriert, setzte sich dieser herausragende Student ein ehrgeizigeres Ziel, insbesondere im Umgang mit Mathematikprofessoren wie Felix Klein (1849–1925) und Hilbert im goldenen Zeitalter Göttingens einige Jahre später:

Um in meiner Karriere erfolgreich zu sein, musste ich mich auf die Grundlagentheorie konzentrieren. Ich musste ein echter Wissenschaftler sein, ein Wissenschaftler im Sinne eines Gelehrten, nicht jemand, der die Wissenschaft nur anwendet, sondern jemand, der neue Beiträge zu unserem Wissen und unserem Verständnis der Natur leistet.

Von Karman lernte in der High School Deutsch und Französisch, weil seine Eltern immer die Bedeutung von Fremdsprachen betonten. Während seines Studiums kommunizierte sein Vater mit ihm in einer Mischung aus seiner Muttersprache und diesen beiden Fremdsprachen, was es ihm ermöglichte, fließend Deutsch und Französisch zu sprechen und zu schreiben. Allerdings begann er erst kurz vor seinem College-Abschluss, sich mit dem Erlernen der englischen Sprache zu beschäftigen. Es war nicht nur zu spät, sondern auch seine Aussprache war so ungenau, dass ein amerikanischer General Jahrzehnte später in einem Interview sagte: „In den Jahren, in denen ich mit von Karman zusammengearbeitet habe, wusste ich, dass er gute Arbeit leistete, aber ich habe nie wirklich verstanden, was er sagte.“ Nach seinem Abschluss diente er ein Jahr lang als Artillerist und kehrte dann für drei Jahre als Assistenzprofessor an seine Alma Mater zurück, wo er nützliche praktische Erfahrungen als Ingenieur sammelte. Zu dieser Zeit verfügte er über eine gute Ausbildung in Mathematik, Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Geisteswissenschaften und sogar Fremdsprachen. Was er braucht, ist ein Sprung auf die nächste Ebene.

Von Karmans Neustart in seiner akademischen Karriere begann 1906, als er an die Universität Göttingen in Deutschland ging und bei Ludwig Prandtl (1875–1953), einem der Begründer der modernen Strömungsmechanik, studierte. Er erhielt 1908 seinen Doktortitel, was ihm den Weg für sein akademisches Modell ebnete, die Ingenieurwissenschaften mit Mathematik auszustatten und die Ingenieurforschung mit wissenschaftlichen Gesetzen zu lenken. Während seiner sieben Jahre in Göttingen machte er nicht nur schnelle Fortschritte in seiner Forschung zur Mechanik, sondern wurde auch stark von den hochmodernen Diskussionen über Mathematik und Physik beeinflusst, die von großen Mathematikern wie Hilbert und Minkowski (Hermann Minkowski, 1864-1909) organisiert wurden. Er stand auch in regem Austausch mit Physikern ähnlichen Alters wie Albert Einstein (1879–1955) und Max Born (1882–1970) und arbeitete mit Letzterem sogar bei der Forschung auf dem Gebiet der Festkörperphysik zusammen, wobei er zwei neue Konzepte entwickelte.

Klein, der Architekt und Leiter der Göttinger Mathematischen Hochschule, hatte einen tiefgreifenden Einfluss auf von Karman. Damals gab es an deutschen Universitäten nur wenige ordentliche Professoren, und es heißt, dass sich an dieser Zahl bis heute nicht viel geändert hat – im Gegensatz zu den zahlreichen ordentlichen Professoren in China und den USA heute. Auch der herausragende Hilbert war neun Jahre lang als Dozent und außerordentlicher Professor an der Universität Königsberg in seiner Heimatstadt tätig, bevor er als Nachfolger eines anderen ordentlicher Professor wurde. Zwei Jahre später wurde er dank Kleins Bemühungen ordentlicher Professor in Göttingen. Von da an führten die beiden dort die Mathematik und sogar die Physik zu Ruhm. Ein weiterer wichtiger Beitrag Kleins war die erstmalige Einrichtung von ordentlichen Professuren für Angewandte Mathematik und Angewandte Mechanik an deutschen Universitäten. Carl Runge (1856–1927), der Erfinder der Runge-Cooter-Methode zur numerischen Integration, wurde der erste Professor für angewandte Mathematik in der Geschichte. Zu Runges „mathematischen Beiträgen“ gehört auch: Eine seiner Töchter ist Mathematikerin, eine andere Tochter heiratete den Mathematiker Richard Courant (1888–1972).

Klein bekräftigte das Verständnis des jungen Dozenten von Karman für die Beziehung zwischen Wissenschaft und Technik. Klein befürwortete die Verbindung mathematischer Theorie mit praktischer Ingenieurskunst und behauptete gern, dass die größten Mathematiker wie Archimedes (ca. 287–212 v. Chr.) und Isaac Newton (1643–1727) wussten, wie man Mathematik zur Lösung praktischer Probleme anwendet. Er ist davon überzeugt, dass Absolventen eines Ingenieurstudiums über eine solide theoretische Grundlage und ein klares Verständnis wissenschaftlicher Methoden verfügen sollten. Die von ihm in Göttingen vertretene bahnbrechende Idee der „Vermählung von Wissenschaft und Technik“ wurde später von von Karman weitergeführt und in der wissenschaftlichen Forschung und Lehrpraxis an der RWTH Aachen und am California Institute of Technology angewendet.

Als reiner Mathematiker hatte Hilbert eine gewisse Verachtung für die angewandte Mathematik. Er blickte sogar auf Physiker herab und hinterließ ein berühmtes Sprichwort: „Physik ist zu schwierig für den Physiker; er braucht die Hilfe einer ehrlichen, fundierten Mathematik.“ Als er einmal eine Vorlesung von Karman besuchte, fragte ihn dieser nach seinen Gefühlen und er antwortete: „Ich mag angewandte Mathematik immer noch nicht, aber es ist immer gut, klugen Leuten zuzuhören.“ Der abstraktere Theoretiker Ernst Zermelo (1871–1953) äußerte sich etwas „schmeichelhafter“: „Karman, ich glaube, von allen angewandten Idioten sind Sie der Einzige, der gebildet sein könnte.“

In von Karmans Augen waren Hilberts Interessen rein wissenschaftlicher Natur und er beschäftigte sich nur mit der Grundlagentheorie. Seine Vision brachte ihm von Karmans Lob ein: „Er ist eine seltene Persönlichkeit unter den Wissenschaftlern – ein großartiger Lehrer, der den Kern des Problems erfassen und den Menschen mit einem Geistesblitz des Verständnisses Licht ins Dunkel bringen kann.“ Hilberts Ideen machten von Karman klar, dass die im vorherigen Jahrhundert populäre ungenaue qualitative Beschreibung natürlicher Phänomene durch mathematische quantitative Methoden gestärkt oder sogar ersetzt werden sollte. „Dies hatte einen starken Einfluss auf meine Überzeugung, dass ‚die Natur mathematisch ist‘, und führte dazu, dass ich mein ganzes Leben lang nach mathematischen Lösungen in Bereichen suchte, in denen normale Menschen nur unüberwindbare Verwirrung sehen“, schloss von Karman in seiner Autobiografie.

Von Karman schätzte den Einfluss dieser Meister sehr: „Ich glaube, dass mein späteres Interesse, zu vielen verschiedenen Aspekten der Weltraumtechnologie beizutragen, anstatt mich nur auf ein Gebiet zu konzentrieren, im Umfeld Göttingens begründet liegt, wo viele neue mathematische und physikalische Disziplinen entstanden, die die heutigen Atom- und Weltraumforscher hervorgebracht haben.“

Nachdem er sieben Jahre in Göttingen, der Hochburg der modernen Mathematik und Physik, verbracht und sich in der internationalen Mechanik-Community einen Namen gemacht hatte, bot ihm die Technische Universität Aachen eine ordentliche Professur an. In den zwanzig Jahren davor und danach konzentrierten sich seine Forschungsschwerpunkte zunehmend auf die Luftfahrttechnik, die im Zeitalter der „Flüge in den Himmel“, wie sie die Gebrüder Wright in den USA verkörperten, als Leitmotiv galt. Als Direktor des Instituts für Luftfahrt machte er aus dieser berühmten deutschen Ingenieurschule eine luftfahrtwissenschaftliche Basis mit weltweitem Einfluss. Auch seine eigene bahnbrechende Forschung brachte fruchtbare Ergebnisse hervor. Das bekannteste davon dürfte seine Entdeckung der Wirbeltheorie sein, die den Namen „Kármán-Wirbelstraße“ trägt und ein breites Anwendungsspektrum hat. Im Jahr 1930 war er in der europäischen Luftfahrttechnik-Community bereits ein bekannter Name. Angesichts des starken Antisemitismus der deutschen Nazis beschloss er, den Atlantik und Land in den USA zu überqueren, um als Direktor des Guggenheim Aeronautical Laboratory am California Institute of Technology zu fungieren.

Das Labor wurde vor vier Jahren gegründet, weil der vom Investor, New York Mining Tycoon, und Philanthrop Daniel Guggenheim (1856-1930) festgelegte Zustand, dass der Präsident einen "Piloten" aus Europa findet. Die Luftfahrtforschung erfordert Windtunnel, die unverzichtbare Geräte sind. Ansonsten wäre es nur Gespräch. Das "Begrüßungsgeschenk", das der Führer von Karman in die neue Schule gegeben hat, war ein großer Windkanal mit rekordverdächtiger Effizienz.

Die Geschichte beginnt mit seiner ersten Reise in die Vereinigten Staaten im Jahr 1926. Dieser Besuch wurde vom Telegramm des Präsidenten von Caltech eingeladen, um den Gunst der Guggenheim Foundation zu gewinnen. Von Karman half auch der Schule, die unbedingt versuchen wollte, das vorläufige Design des Windkanals zu verbessern, das vorherige "Eiffelmodell" aufzuheben und einen verbesserten Plan ähnlich wie Prandtl und seine eigenen Designideen in Aachen. Dieser "Eiffel" ist Gustave Eiffel (1832-1923), das legendäre Gebäude "Eiffelturm" in Paris. Er war ein Bauingenieur, der sich nach der Pensionierung auf Meteorologie und Aerodynamik -Forschung konzentrierte. Das Ergebnis war, dass im ersten Test nach dem Bau des Caltech-Windkanals 1930 das "Energieverhältnis" nicht nur die Daten des Eiffels Windkanal von 3: 1 überschritt, sondern auch mit der Weltrekord von 5: 1-6: 1 vergleichbar war, die vom sowjetischen Windtunnel beansprucht wurde und 5,6: 1 erreichte. Sobald er in seinem neuen Land ankam, demonstrierte von Karman seine innovative Fähigkeit, seine amerikanischen Kollegen wissenschaftlich ein technisches Design anzuwenden.

Als die Familie zum ersten Mal in die Vereinigten Staaten zog, wo Englisch die gemeinsame Sprache ist, war von Karman, der in der wissenschaftlichen Forschung oft "vereinfachen", ernsthaft in Betracht gezogen, die Akzentmarke über den beiden Buchstaben A in seinem Nachnamen von Kármán zu fallen, weil er der Meinung war, dass die beiden "kleinen Strokes" eine Belastung für Amerikaner waren. Eines Tages auf dem Campus von Caltech erwischte ein Gespräch zwischen zwei Fakultätsmitgliedern die Ohren: "Wer ist der neue Professor?" Fragte einer von ihnen. "Ich weiß nicht", antwortete der Kollegen, "aber er muss ein Ausländer sein, er hat das Ding über dem a." Von Karman ärgerte sich über den Kommentar, also beschloss er, das Ding über dem Brief a zu halten. (Er hat sicherlich nicht vorausgesagt, dass ich dreiundneunzig Jahre später zwei Artikel schreiben würde, um ihn zu erinnern und zu diskutieren, und ein wenig mehr Zeit damit verbringen, seinen ursprünglichen spanischen Namen am Computer zu tippen.)

Von Karman lehrte und gebildete Menschen in den USA und trug dreiunddreißig Jahre lang seine Talente bei. Er leistete kreative Beiträge in mehreren Bereichen angewandter Mechanik und Luft- und Raumfahrttechnik. Zusätzlich zu seinem angeborenen Talent, einem "Geschenk von Gott" (der Name Tódor, der ihm von seiner Mutter gegeben wurde, die eine griechische Etymologie hat) und sein eigenes Engagement für die Wissenschaft (einschließlich nie heiraten), schrieb er dies hauptsächlich auf zwei Aspekte zurück: Einer ist die langfristige Lehre und Führung seines Vaters, von denen er in seiner Universität, insbesondere in seiner Justiz, in seiner Jugend, die er in zwei Universitäten hat. Als er gefragt wurde, wie er sich zu den großen Wissenschaftlern dieses Jahrhunderts rangierte, gab er diese nicht so modernste Antwort: "Wenn Sie einen großen Wissenschaftler als jemanden mit großer Ideen definieren, müssen Sie Einstein an erster Stelle setzen. Er hatte vier große Ideen. In der Geschichte der Wissenschaft, vielleicht haben Sir Isaac Newton vor dem Fall. Vielleicht mehr. Ja, vielleicht dreieinhalb tolle Ideen. "

Es gibt viele Wissenschaftler, aber nur wenige Wissenschaftler mit "großartigen Ideen". Die Tatsache, dass sie großartige Wissenschaftler wurden, die in die Geschichte eintraten, ist das Ergebnis mehrerer Ernährungsangaben. Verfolgen Sie das Wachstum des Jugend- und Jungenwachsens von Karman und werden das aktuelle Umfeld für Jugendunterricht in unserem Land von Familien bis hin zu Schulen auf allen Ebenen verfolgen, werden wir "ein besonderes Gefühl in unseren Herzen" fühlen?

Geschrieben am 17. August 2023

Hattiesburg Sommerhaus

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