Alfred Lotka

Alfred James Lotka (* 2. März 1880 in Lemberg, Österreich-Ungarn; heute: Lwiw, Ukraine; † 5. Dezember 1949 in New York) war ein österreichisch-US-amerikanischer Chemiker, Versicherungsstatistiker und Demograph.

Leben und Werk

Alfred James Lotkas Eltern waren US-Bürger. Er ging in Frankreich zur Schule und erhielt im Jahre 1901 seinen Bachelor of Science an der Universität von Birmingham. Im darauffolgenden Jahr studierte er an der Universität Leipzig Chemie. Vor allem die Vorlesungen von Wilhelm Ostwald und dessen "physikalische Chemie" haben Lotka nachhaltig geprägt. Nach seiner Emigration in die USA im Jahre 1902 arbeitete er als Chemieassistent bei der General Chemical Company. Lotkas erste Publikationen beschäftigen sich mit Mischungsprozessen von Gasen (1907), periodischen Reaktionen in der physikalischen Chemie (1910), aber auch mit demographischen Phänomenen wie die Geburts- und Sterberaten (1907) oder die Altersverteilung in der Bevölkerung (1911). Ebenfalls in die frühe Schaffensperiode fällt ein erster Artikel, der die Evolution durch physikalische Prozesse erklären möchte. Letzteres Interesse steht auch im Hintergrund seines Hauptwerkes aus dem Jahre 1925: "Elements of Physical Biology" (der reprint von 1956 wurde mit "Elements of Mathematical Biology" betitelt). Mit diesem Werk wollte Lotka einen neuen Wissenszweig - die "physical biology" - lancieren, die darin bestand, physikalische Prinzipien auf biologische Systeme zu übertragen. Grundannahme war, dass sich sämtliche Entwicklungen (auch 'Evolution') durch die Sätze der Thermodynamik als Energieumwandlung beschreiben lassen. In so einem Modell erscheint die gesamte unbelebte sowie belebte Natur als ein riesiges Energieumwandlungssystem. Durch diesen Ansatz wurde er nach seinem Tod sowohl für Systemtheoretiker wie Ludwig von Bertalanffy als auch für die Ökologen der 1960er und 1970er Jahre interessant.

Bekannt geworden ist Lotka vor allem durch seine mathematische Formulierung von Gesetzen der Populationsdynamik, die er erstmals in "Elements of Physical Biology" publizierte. Diese Gesetze können in einer idealisierten Räuber-Beute-Beziehung die anzahlmässige Entwicklung der beiden Arten berechnen und voraussagen. Unabhängig von Lotka war Vito Volterra, ein römischer Mathematiker und Physiker, auf die gleichen Differentialgleichungen und die Formulierung derselben populationsdynamischen Gesetze gestoßen. Nachdem Vito Volterra im Jahre 1926 die Gesetze zur Publikation brachte, fand ein Briefwechsel zwischen den beiden Wissenschaftlern statt. Auch wenn Volterra eher den Fokus auf die Differenzen ihrer beiden Herangehensweisen legte, nennen sich die Gleichungen heute Lotka-Volterra-Gleichungen oder Lotka-Volterra-Formeln. Eine andere Gesetzmäßigkeit, auf die Lotka stieß, ist die in der Bibliometrie unter der Bezeichnung Lotkas Gesetz (Lotka's Law) bekannte Beziehung zwischen der Anzahl von Publikationen einer Person und der Anzahl von Personen mit einem ebenso hohen Publikationsausstoß.

Lotka arbeitete bei den verschiedensten Arbeitgebern: der General Chemical Company, dem US Patent Office, dem National Bureau of Standards, von 1911 bis 1914 als Redakteur des Scientific American Supplement, 1922–1924 als Mitarbeiter der Johns Hopkins University und von 1924 bis zu seiner Pensionierung für die Lebensversicherungsanstalt Metropolitan Life Insurance Company in New York.

1935 heiratete er Romola Beattie, die Ehe blieb kinderlos.

Er war 1938–1939 Präsident der Population Association of America und 1942 Präsident der American Statistical Association. Er war Vizepräsiedent der International Union for the Scientific Study of Population und Vorsitzender des United States National Committee dieser Union von 1948 bis 1949.

Der Nachlass von Alfred James Lotka befindet sich in der Seeley G. Mudd Manuscript Library in Princeton, NJ.

Veröffentlichungen (Auswahl)

• Lotka, A. J. (1907): Note on the Volume Change on Mixing Two Gases. Engineering and Mining Journal, 83: 956.
• Lotka, A. J. (1907): Relation Between Birth Rates and Death Rates. Science, 26: 21–22.
• Lotka, A. J. (1910): Zur Theorie der periodischen Reaktionen. Zeitschrift für physikalische Chemie, 72: 508.
• Lotka, A. J. (1911): A Problem in Age Distribution (joint-author with F. R. Sharpe). Philosophical Magazine, 21: 435.
• Lotka, A. J. (1911): Die Evolution vom Standpunkte der Physik. Ostwalds Annalen der Naturphilosophie, 10: 59.
• Lotka, A. J. (1926): The frequency distribution of scientific productivity. Journal of the Washington Academy of Sciences, 16: 317–323.
• Lotka, A. J. (1925): Elements of Physical Biology. Williams and Wilkins, Baltimore. ISBN 0-486-60346-6. Reprint (1956): Elements of Mathematical Biology, Dover Publications, New York.
• Lotka, A. J.: Analytical Theory of Biological Populations (The Plenum Series on Demographic Methods and Population Analysis). New York: Springer US (Plenum Press), 1998. ISBN 0-306-45927-2
• Alfred J. Lotka, Louis Israel Dublin: The Money Value of a Man (Public Health in America Series). New York: Arno Press, 1977 (Repr. of the 1930 ed. by the Ronald Press Co., New York). ISBN 0-405-09814-6

Quellen

• Frank W. Notestein: Alfred James Lotka, 1880-1949, Nachruf in: Population Index, Band 16, Nr. 1 (1950), S. 22–23.
• Louis I. Dublin: Alfred James Lotka, 1880-1949, Nachruf in: Journal of the American Statistical Association, Band 45, Nr. 249 (1950), S. 138–139.

Weblinks

• Seite für Alfred J. Lotka bei der Princeton University Library (Seeley G. Mudd Manuscript Library)