Hertha Ayrton: Elektrotechnikerin, Mathematikerin – und nebenbei noch Frauenrechtsaktivistin
28. April 1854: Hertha Ayrton kommt mit dem Namen Phoebe Sarah Marks in Portsea in England zur Welt. Ihr Vater war ein Uhrmacher aus Polen, ihre Mutter eine Schneiderin – beide hatten nur wenig Geld. Sarah, wie sie damals genannt wurde, hatte keine leichte Kindheit: Der Vater starb 1861 und ließ die Mutter mit insgesamt acht Kindern zurück. Obwohl Sarah zu dem Zeitpunkt erst sieben Jahre alt war, übernahm sie teilweise die Verantwortung für die Erziehung ihrer jüngeren Geschwister.
Früh übt sich: Wie Hertha Ayrton sich schon mit 9 Jahren in die Mathematik Stürzte
Mit neun Jahren ging Sarah zu ihrer Tante nach London — diese war Betreiberin einer Schule und wollte, dass ihre Nichte eine gute Schulbildung bekommt. Dort entwickelte die spätere Hertha Ayrton durch ihre Cousins ihre Begeisterung für Mathematik und Naturwissenschaften, die sie ihr ganzes Leben lang begleiten würde. Mit nur 16 Jahren verdiente sie bereits ihren eigenen Lebensunterhalt als Hauslehrerin.
Um diese Zeit herum änderte Sarah ihren Vornamen zu „Hertha“ und freundete sich mit verschiedenen Feministinnen an. Eine davon war Barbara Bodichon, Mitbegründerin de Girton College, dem ersten Frauencollege der Universität Cambridge. Sie war es auch, die Hertha dazu ermutigte, dort zu studieren. Dazu unterstützten Barbara Bodichon und andere Feministinnen Marks finanziell und ermöglichten ihr so das Mathematikstudium.
Nach dem Studium ein akademischer Grad? Für uns ganz normal – für Hertha und andere Frauen im 19. JH eine Herausforderung
Trotz ihres Engagements und ihrer großen Intelligenz bekam Hertha in Cambridge nach Abschluss ihres Studiums keinen akademischen Grad zugesprochen: Zu diesem Zeitpunkt wurden in Cambridge noch keine akademischen Titel an Frauen verliehen. Zurück in London legte sie deshalb eine Prüfung an der University of London ab, da an dieser – als eine der wenigen britischen Hochschulen – auch Frauen einen akademischen Titel bekommen durften.
Ihre Ausbildung war für sie damit aber noch nicht beendet: Hertha begann am Finsbury Technical College in London noch zusätzlich Physik und Elektrizität zu studieren. Dort lernte sie den Physiker William Edward Ayrton kennen, den sie 1885 heiratete.
Nach dem Studium war Ayrton beruflich sehr erfolgreich. Sie erfand unter anderem ein Gerät zur Aufzeichnung des Pulsschlags und ein mechanisches Gerät zum Teilen einer Linie in mehrere gleich große Teile. Insgesamt meldete die Elektrotechnikerin im Laufe ihres Lebens 26 Patente für verschiedenste Erfindungen an. Sie leistete einen wesentlichen Beitrag zum Verstehen und Verbessern des elektrischen Lichtbogens und publizierte mehrere Fachartikel dazu.
Dafür erhielt sie eine Auszeichnung und wurde 1899 als erste Frau Mitglied der Institution of Electrical Engineers (IEE).
Vom "Ayrton Fan" und Suffragetten: Hertha Ayrton war überall mittendrin statt nur dabei
Während des Ersten Weltkriegs entwickelte Hertha Ayrton ein Gerät zur Beseitigung von Giftgas, den sogenannten „Ayrton Fan“. Dieser wurde während des Krieges von der britischen Armee genutzt; nach dem Krieg fand er in Bergwerken weiterhin Verwendung.
Abseits ihrer Forschung engagierte sich Hertha zusammen mit ihrer Tochter Barbara bei den Suffragetten und kämpfte aktiv für das Frauenwahlrecht, die Gleichstellung der Frau und soziale Gerechtigkeit. Es war ihr vor allem ein Anliegen, Frauen in Naturwissenschaft und Technik zu fördern und Chancengleichheit in diesem Bereich zu schaffen.
Am 26. August 1923 starb Hertha Ayrton im Alter von 69 Jahren an einer Blutvergiftung.
Archimedes von Syrakus: Mathematiker, Physiker und Ingenieur
Archimedes wurde vermutlich um das Jahr 287 v. Chr. in der griechischen Kolonie Syrakus (heutiges Sizilien) geboren. Sein Vater war Phidias, ein Astronom am Hofe von König Hieron II. Von Archimedes‘ Kindheit und Jugendzeit ist nicht viel bekannt, außer, dass er seine naturwissenschaftliche Ausbildung in Alexandria in Ägypten absolvierte. Dort lernte der junge Grieche einige Mathematiker kennen, mit denen er auch nach seiner Rückkehr nach Syrakus in Kontakt blieb.
Von der "Archimedischen Schraube" zur goldenen Krone – oder war sie doch nicht aus Gold?
Den Rest seines Lebens verbrachte Archimedes in Syrakus, wo ihn seine zahlreichen Forschungen und Experimente zu einem der bedeutendsten Mathematiker der Antike machten. Eine seiner wichtigsten Errungenschaften ist, dass er als erster die Zahl Pi näher beschrieb. Mit dem Entwickeln der sogenannten „Archimedischen Schraube“ bewies er, dass er auch ein fähiger Ingenieur war. Mit dieser Schraube kann Wasser ohne Pumpen nach oben transportiert werden. Das war vor allem bei der landwirtschaftlichen Bewässerung von Vorteil.
Eine der wohl bekanntesten Geschichten aus dem Leben von Archimedes ist die Begebenheit, als der König sich eine Krone anfertigen ließ:
Hieron II. gab einem Goldschmied einen Barren Gold mit dem Auftrag, ihm daraus eine Krone zu machen. Diese bekam er; sie wog auch gleich viel wie der Goldbarren, aber der König wollte auf Nummer sicher gehen. Archimedes sollte für ihn herausfinden, ob die Krone aus reinem Gold sei, oder ob der Goldschmied einen Teil des Goldes behalten und stattdessen Silber in die Goldkrone hineingemischt hatte. Das Problem: Wie bestimmt man die Reinheit von Gold, beispielsweise bei einer Krone, wenn man kein Stück abschneiden kann, um es zu untersuchen?
Heureka! – So fand Archimedes die Lösung
Der Überlieferung nach hatte Archimedes schließlich den rettenden Einfall, als er zum Baden in eine bis zum Rand gefüllte Wanne stieg und dabei das Wasser überlief. Er erkannte, dass die Menge Wasser, die übergelaufen war, genau seinem Körpervolumen entsprach. Angeblich lief er dann, nackt wie er war, durch die Straßen mit dem berühmten Ausruf: „Heureka!“ (Das heißt übersetzt: „Ich habe es gefunden!“)
Er probierte das zu Hause gleich aus: Archimedes tauchte einmal die Krone und dann einen Goldbarren mit demselben Gewicht wie die Krone in einen randvoll gefüllten Wasserbehälter und maß die Menge des überlaufenden Wassers. Da die Krone mehr Wasser verdrängte als der Goldbarren und somit bei gleichem Gewicht mehr Volumen hatte, musste sie aus einem Material mit weniger Dichte, also nicht aus reinem Gold, sein.
Noch mehr Erfindungen – und der berühmte Ausspruch, der Archimedes' letzter gewesen sein soll
Diese Erkenntnis brachte Archimedes später zur Entdeckung des sogenannten „Archimedischen Prinzips“. Das besagt, dass jeder Körper in eine Flüssigkeit getaucht so viel an Gewicht verliert, wie das Gewicht der von ihm verdrängten Flüssigkeit beträgt. Das ist der Grund, warum ein hohles Stahlschiff mit großer Wasserverdrängung schwimmt, ein gleich schwerer kompakter Stahlbarren aber untergeht.
In seinen späten Lebensjahren half Archimedes mit seinen Erfindungen dabei, seine Heimatstadt während des zweiten Punischen Krieges gegen die Römer zu verteidigen. Durch seine Formulierung der Hebelgesetze konnte der Mathematiker einige nützliche Kriegsmaschinen wie Katapulte und Greifarme, die angeblich feindliche Schiffe aus dem Wasser heben konnten, erfinden.
Das Ende dieses Krieges erlebte Archimedes allerdings nicht mehr. Im Jahr 212 v. Chr. versuchte der 75-Jährige ein geometrisches Problem zu lösen, das er in den Sand gezeichnet hatte. Ein Soldat kam auf ihn zu und forderte ihn zum Mitkommen auf. Einigen Quellen zufolge wollte der römische Feldherr Marcellus den Mathematiker persönlich kennenlernen. Archimedes reagierte aber nicht darauf, sondern sagte zum Soldaten: „Störe meine Kreise nicht!“ Er wurde vom Soldaten erschlagen.
Forschende, die die Welt veränderten: Hertha Ayrton und Archimedes von Syrakus gehören hier mit Sicherheit dazu!
Hertha Ayrton und Archimedes von Syrakus sind nur zwei Beispiele dafür, wie einzelne Forschende die Welt verändern können. Egal, ob man so mutig ist wie Hertha, die sich als eine der ersten Frauen in der Elektrotechnik durchgesetzt hat oder ob man so kreativ ist wie Archimedes, der die Mathematik und Physik vorangetrieben hat: Wir alle können mit Naturwissenschaft und Technik die Welt ein Stück besser machen!
Quellenverzeichnis
alumniTUGraz 1887 (2011): Die Größen der Technik, [online] http://history.tugraz.at/besonderheiten/groessen_der_technik/archimedes.php [27.02.2019].
Dittmann, Frank (1996): Ayrton, Hertha, in: Kurt Jäger (Hrsg.), Lexikon der Elektrotechniker, Berlin und Offenbach: VDE-VERLAG, S. 27-28.
Oxford Dictionary of National Biography (2004): Ayrton [née Marks], (Phoebe) Sarah [Hertha], [online] http://www.oxforddnb.com/view/10.1093/ref:odnb/9780198614128.001.0001/odnb-9780198614128-e-37136;jsessionid=FF4AD12DC3B2950B38F703BF78005DDC#odnb-9780198614128-e-37136-div1-d680788e451 [27.02.2019].
Science Museum Group Journal (2018): The life and material culture of Hertha Marks Ayrton (1854–1923): suffragette, physicist, mathematician and inventor, [online] http://journal.sciencemuseum.ac.uk/browse/issue-10/the-life-and-material-culture-of-hertha-ayrton/ [27.02.2019].
