Wir wollen stark Getränke schlürfen - 13. Brief aus meiner Mühle
Das waren zuletzt nun ziemlich viele Briefteile zu einem Thema,
das eine elegante Theorie in aller Kürze und Leichtigkeit abhandeln sollte. Die
Newtonsche Physik kann genau das. In deren Bezugsrahmen stellt die
Rotationsbewegung kein Problem dar. Größen wie Drehimpuls und die Fliehkraft
–gleichgültig ob man nun darauf besteht, letztere als „Scheinkraft“ aufzufassen
oder sie nun doch als real ansieht- lassen sich zwanglos berechnen und erklären.
Beide Relativitätstheorien sind daran gescheitert. In den gängigen Lehrbüchern
der Physik findet man daher das Thema der rotierenden Körper nur in den
Kapiteln zur klassischen Mechanik. Nun erhebt die Physik als exakte Wissenschaft
offiziell den Anspruch, sich bereitwillig den strengen Urteilen experimenteller
Ergebnisse und dem Grundsatz der Falsifizierbarkeit zu unterwerfen. Von daher
sollten gerade die Schwachpunkte von Theorien die größte Aufmerksamkeit auf
sich lenken. Was man stattdessen findet ist aber eine Kultur des Verschweigens
und der sprachlichen Unschärfe, über die man sich normalerweise keine
Rechenschaft ablegt. In den sog. Geisteswissenschaften haben Sprachkritik („Das
ist ein ganz schlechtes Buch“) und Interpretation („Was will uns der
Dichter sagen?“) zentrale Bedeutung. Es gibt eine ganze Schar
hauptberuflicher Literaturkritiker, deren einzige Aufgabe das Kritisieren ist. In
der Naturphilosophie (heute meist Physik oder Theoretische Physik genannt) ist
das auffälligerweise nicht so. Kritik ist nicht etablierter Bestandteil des
Systems, und das ist als ausgesprochener Rückschritt zu werten. Die alten
Scholastiker ernannten in Diskussionen immerhin einen aus ihrer Mitte zum advocatus
diaboli.
Nehmen wir dazu ein Beispiel und schlagen ein weitverbreitetes Lehrbuch der Physik auf, den „Gerthsen Physik“. Ich habe noch die 22. Auflage von 2004. Im Kapitel „Relativitätstheorie“ findet sich folgende blau unterlegte Aussage:
„Jeder der Beobachter muss den Stab des anderen um genau den gleichen Faktor f gegen seinen eigenen verkürzt finden.“
Unabhängig vom Wahrheitsgehalt: wie finden Sie den Satz? Finden Sie, dass er klar und deutlich formuliert ist? Wie finden sie das Wort „finden“ an dieser Stelle? Ist „finden“ physikalisch definiert? Wie unterscheidet sich dieses „finden“ von dem anderen „finden“ in diesen Fragen? Gibt es eine Anleitung zum Bau eines „Findometers“? Ist es vielleicht ein optisches Instrument? Sollte wohl so sein. Was müsste man beim Bau eines solchen Geräts berücksichtigen? Können Sie sich vorstellen, dass ein Physikprofessor den Studenten in einer Prüfung Fragen dieser Art stellt?
In den älteren Auflagen des gleichen Lehrbuchs war die Wortwahl noch eine andere. In der achten Auflage von 1964 hieß es:
„Dem bewegten Beobachter erscheint also eine parallel zur Bewegungsrichtung liegende Strecke verkürzt.“
mit der Randbedingung:
„Selbstverständlich muß der Beobachter die gleichen Streckenendpunkte gleichzeitig mit seinen Koordinatenachsen vergleichen.“
Was ist mit „erscheint“ gemeint? Das Wort Erscheinung weckt Assoziationen an Übernatürliches oder Religiöses. Engel erscheinen, oder Geister. Wenn eine Streckenverkürzung „erscheint“, so hat das den Klang des Metaphysischen. Deshalb hat man wahrscheinlich nach einem besseren Wort gesucht. Wie wäre es mit „sehen“? Kurz gesagt: problematisch. Es gibt schließlich Abhandlungen, die belegen sollen, dass man die Verkürzung nicht sehen kann. Andere behaupten, es sei gar keine Verkürzung zu „sehen, sonder nur eine Rotation. Andere wiederum beschreiben spezielle Kameras mit oder ohne Blitzlicht, die man einsetzen müsse. Mit der Festlegung, was man denn nun sehen kann, betritt man ein seit langem vermintes Gelände. Es führt aber kein Weg daran vorbei, dass die Detektionsmethode optisch sein muss, denn „Licht“ ist die einzige Sonde, welche laut SRT erlaubt ist. Man sollte das „sehen“ aber besser nicht erwähnen. Was bleibt? Finden. Das ist es. Finden ist sehr gut. Voilà. Man muss nur das passende Wort finden, schon ist das Problem weg. Der mathematische Formalismus kann selbstverständlich unverändert stehen bleiben. Galilei hat einmal folgende Behauptung aufgestellt:
„Das Buch der Natur ist in der Sprache der Mathematik geschrieben und ihre Buchstaben sind Dreiecke, Kreise und andere geometrische Figuren, ohne die es ganz unmöglich ist auch nur einen Satz zu verstehen, ohne die man sich in einem dunklen Labyrinth verliert“.
Dabei nahm Galilei an, dass die Geometrie auf einer höheren Metaebene des Erkennens angesiedelt sei, als die Physik selbst. Göttlichen Ursprungs eben. Wäre Mathematik selbst Teil der Naturgesetze, könnte man sie nicht als Schiedsrichter über eben diese Gesetze anrufen. Bis heute gehen die Auffassungen zum Wesen der Mathematik aber auseinander. Davon soll noch die Rede sein. Die Grundannahmen jedenfalls und erst recht die Interpretation der Rechnungen erfolgen dann zwangsläufig sprachlich bzw. in „Sprachbildern“. Weil aber immer mehrere Interpretationen möglich sind, geht es von nun ab darum welche davon die Deutungshoheit erobert. Aber zurück zur Streckenverkürzung.
Hier droht eine ebenso nahe liegende wie unangenehme Frage. Eine Antwort liefert der mathematische Formalismus nicht: Ist die erschienene Verkürzung der Strecke real oder ist sie nur eine perspektivische Vision? Rein logisch betrachtet kann die Verkürzung nicht real sein. Nehmen wir zwei Beobachter. Der eine bewegt sich parallel zu der Strecke, der andere quer. Der eine findet (!) sie verkürzt, der andere nicht. Sie kann doch nicht beides zugleich sein? Oder? Was sagen meine Lehrbücher dazu? Richtig geraten. Nichts. Übrigens: die Forderung an die Gleichzeitigkeit der Messung beider Streckenenden ist nicht so selbstverständlich erfüllbar, wie es der lapidare Lehrbuchtext verlangt.
Wie man findet oder wie es scheint, ist die sprachliche Unschärfe an solchen Stellen im Text keineswegs zufällig. Sprache dient seit jeher in allen menschlichen Bereichen, auch und gerade in der Naturphilosophie, sowohl zur Erklärung des Gewollten als auch zur Verschleierung des Unerwünschten. Keine Mathematik der Welt kann daran etwas ändern. Es ist nun ein Leichtes, die Formel für die Lorentztransformation hier hinzuzufügen. Die ist aber auch schon nur Ausdruck dessen, was man damit „finden“ wollte. (Ursprünglich ging es darum, den Arm des Michelson-Interferometers in Richtung der Ätherbewegung zu verkürzen. Die Formel war vorsätzlich so gebastelt, dass man damit eine passende Verkürzung erhielt. Zum „erscheinen“ und „finden“ sagt sie nichts. Das bleibt den Interpreten vorbehalten. Max Born, wir haben es gehört, hielt sich alle Türen offen. Einerseits sagt er, derartige Fundsachen oder Erscheinungen seien keine physikalische Realität, andererseits tut er Realität mit einem Schulterzucken ab. Die Realität sei wie die Scheibe einer schief angeschnittenen Wurst, von der man –so Born- auch nicht sagen könne, ob ihre Größe nur scheinbar sei. Die Küche war anscheinend nicht sein home-turf.
Natürlich wäre es naiv anzunehmen, dass Ungereimtheiten einer Theorie, wie sie sich (nicht nur) bei der relativistischen Behandlung eines rotierenden Körpers zeigen, gesetzmäßig zur Bereinigung oder gar Aufgabe dieser Theorie führen würden. Wer dieses unterstellt, übersieht die Triebkräfte (verschärft formuliert: Gesetzmäßigkeiten), nach denen sich das Verhalten gesellschaftlicher Gruppen richtet. Die sind keineswegs deckungsgleich mit den viel beschworenen Gesetzen der Logik oder dem Grundsatz der Falsifizierbarkeit. Menschen wollen meist ganz einfach nicht, dass Denk- oder Glaubenssysteme, denen sie vielleicht Zeit ihres Lebens anhingen, plötzlich „falsifiziert“ werden. Wie soll sich denn ein Physiklehrer fühlen, wenn er einem Schüler zugeben soll: „Also, das, wofür ich dir letztes Jahr eine Fünf gegeben habe, gilt jetzt als insgesamt widerlegt.“ Schrecklich. Vielleicht muss er obendrein damit rechnen, von den Eltern des Schülers verklagt zu werden. Menschen wünschen sich vielmehr, dass ihre Widersacher Unrecht haben oder –viel, viel wichtiger- Unrecht bekommen. Die letztlich leere, weil emotionsarme Logik ist kein gutes Mittel zur Erlangung der Deutungshoheit. Narrativum ist ein umso besseres. Es geht darum, wer die bessere Geschichte zu erzählen hat. Der bekommt die Leute, die auch Eintritt bezahlen. Max Plack hatte schon recht, als er sagte, dass alternative Theorien sich allenfalls dann durchsetzen, wenn die Verkünder des alten Systems aussterben.
Ein naturphilosophisches System (genauer: weite Bereiche der Physik des 20. Jahrhunderts) mit einem hohen Gehalt an Narrativum ist zwar vielleicht falsifizierbar, aber deshalb noch lange nicht aus dem Sattel gehoben. (Narrativum ist ein Stoff, der die Menschen der „Scheibenwelt“ -sie ist vielmehr die unsrige als die „Rundwelt“- veranlasst, dem Universum Geschichten aufzudrängen, die es nicht hören will.) Aber, wie schon Paracelsus bemerkte:
„All Ding' sind Gift und nichts ohn' Gift; allein die Dosis macht, das ein Ding kein Gift ist“.
Ironischerweise führte das giftige Übermaß an Narrativum in den „Jahrhunderttheorien“ die Theoretiker mehr und mehr in die Sackgasse. Der Harvard-Absolvent Lee Smolin drückt es (in meiner Übersetzung) so aus: „Bis 1981 hatte sich die Physik eines 200-jährigen explosiven Wachstums erfreut. Dann kamen die Dinge zum Stillstand.“ Dafür macht er (u.a.) sowohl die ART, als auch das von Anfang an ungeklärte Verhältnis zwischen quantenmechanischem Formalismus und Realität verantwortlich. (Die Rechnungen der Quantenmechanik zeigen allerdings beste mathematische Übereinstimmung mit den experimentellen Befunden. Bei ihr geht es allein um die Interpretation, in der die Mathematik nicht weiter helfen kann.) Schön und gut. Wer, wie Smolin, an dem privaten Perimeter-Institut arbeitet, kann sich solche Ketzereien leisten.
Andererseits haben ART und Quantenmechanik äußerst spannende Geschichten hervorbracht, die schon seit Jahrzehnten ins öffentliche Bewusstsein eingedrungen sind. Man denke da allein nur an den Urknall, die Schwarzen Löcher, die vielen Welten oder den Quantenschaum des Vakuums. Das macht sie stark – und starr. Man bekommt sie bestimmt nicht durch den „nüchternen Blick“ reformiert, den Smolin im Hinblick auf die Unzulänglichkeiten der ART einfordert. „Jahrhundertheorien“ gehören –der Name sagt es schon- sozusagen zum Weltkulturerbe und stehen unter Denkmalschutz. Wer –es sein denn er ist ohnehin Außenseiter- daran massive Kritik vorbrächte, sähe seine Karriere schnell beendet. Es wäre für den Betreffenden weniger schädlich, lauthals etwa den Abriss des Kölner Doms zu fordern.
Die Mahnung des Direktors (im „Vorspiel auf dem Theater“ zum Faust) an den Dichter gilt für alle öffentlichen menschlichen Tätigkeiten immer noch uneingeschränkt:
Die Masse könnt ihr nur durch Masse zwingen,
Ein jeder sucht sich endlich selbst was aus.
Wer vieles bringt, wird manchem etwas bringen;
Und jeder geht befriedigt aus dem Haus.
...
So kommandiert die Poesie
Euch ist bekannt, was wir bedürfen,
Wir wollen stark Getränke schlürfen...
Für Poesie kann man in Goethes Text ohne Sinnverfälschung auch Physik einsetzen. Naturgesetze –oder das, was die Fangemeinde dafür hielt- gerieten nun mal ins grelle Rampenlicht einer breiten Öffentlichkeit. Seitdem waren „nüchterne“ Blicke oder „kleinliches Kritikastern“ nicht mehr gefragt.
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Die Relativitätstheorie von Einstein ist schon mit der Entdeckung der Dipolanisotropie durch den COBE-Satelliten falsifiziert, der eine Absolutgeschwindigkeit der Erde von 377 km/s festgestellt hat.
Die Dipolansiotropie war schon vor COBE bekannt. Dass sie die Relativitätstheorie widerlegen soll ist ein verbreites Missverständnis. George Smoot, der Leiter der U2-Experimente und später von COBE, sagt dazu in seinem Nobel-Vortrag (S. 124):
There was an education job to convince them that this did not violate Special Relativity but did find a frame in which the expansion of the universe looked particularly simple.
Danke für den Hinweis auf das Molekülsynchrotron, da hatte ich noch nichts von gehört. Der Artikel von Plettner ist für diese Diskussion leider nicht sehr hilfreich - das ist hauptsächlich eine Darstellung der Entwicklung der Beschleunigertechnologie mit einem Ausblick auf Laser als Beschleuniger.
Zur Dichteerhöhung durch Lorentz-Kontraktion in Schwerionenkollisionen: Da gibt es noch den Effekt der Dichteabhängigen Massenabsenkung von Kaonen. Ist aber vermutlich schwierig, die Dichteerhöhungen durch Lorentz-Kontraktion und Neuproduktion von Teilchen auseinanderzuhalten...
Die Relativitätstheorie von Einstein ist schon mit der Entdeckung der Dipolanisotropie durch den COBE-Satelliten falsifiziert, der eine Absolutgeschwindigkeit der Erde von 377 km/s festgestellt hat. In diesem Fall spielt die kosmische Hintergrundstrahlung die Rolle des Lorentzschen Aethers und beide die Rolle des kosmischen Raumvolumens, das sie voll ausfüllen und damit automatisch zum ausgezeichneten Bezugsystem für alle wirklichen Bewegungen machen.
Dieser Unsinn wird auch nicht wahrer, wenn sie per stiller Post von einem crank zum nächsten crackpot wandert. RT-Bashing aus individuellem Unwissen ist leider zu weit verbreitet. Jeder Astronom, der an Fundamentalkatalogen für geeignete Koordinatensysteme arbeitet, kann da nur die Augen rollen.
Aber Sie können uns ja noch eine Information mit auf den Weg geben. Welche These vertreten sie zum kosmologischen Standardmodell (Big Bang und Expansion)? Vielleicht werden die Defizite in Ihrer Behauptung dann sogar einem Wolfgang Herrig zugänglich, der sich offensichtlich nicht veranlaßt fühlt, Ihren pseudowissenschaftlichen Unfug zu korrigieren.
Beste Grüße aus Berlin
Max Feierabend
@ Herbert Sommer
Ein EM Strahlungsfeld ist in der Tat so ziemlich das letzte, was sich als ruhendes Bezugssystem eignet. Und ein Trägermedium für EM Wellen hat man damit schon gar nicht.
Abgesehen davon, was Sie da propagieren hat doch grundsätzlich einen Pferdefuss. Sie wollen der Lichtgeschwindigkeit in vacuo einerseits ontologisch einen "wirklichen", nicht-observablen Wert, andererseits phänomenologisch den konstanten Messwert c zuschreiben. Ersteren brauchen Sie aber einzig zu dem Zweck, eine vorgefasste Deutung, die empirisch nicht gestützt wird, dennoch beizubehalten. So kann Naturwissenschaft unmöglich funktionieren. Das ist doch eine ad hoc Konstruktion ohne Daseinsberechtigung, ein Fall für Ockham's Razor. Mit derselben Logik könnten Sie auch behaupten, die Erde sein unbedingt ontologisch eine Scheibe, nur erscheint sie uns phänomenologisch als Kugel -- nämlich immer genau dann, wenn man hinschaut. So geht das nicht.
@ kamenin
"Ausdehnung ist eine räumliche Beziehung zwischen zwei Punkten." Was meinen Sie mit "Punkt"? Was verstehen Sie darunter, auch was real oder nicht anbelanft!
Für Punkt dürfen Sie auch gerne den Begriff Ort ersetzen, z.B. den einer Wechselwirkung. Was ein "realer" Ort/Punkt sein soll, weiß ich nicht. Ich kann einen Ort bestimmen, so dass wir uns unter gleichen Umständen auf den gleichen Ort einigen können -- insofern besitzt er eine intersubjektive Realität, um Solipsismus-Ängste gleich zu zerstreuen. Aber selbst das funktioniert nur relativ zu anderen Orten/Punkten. Wenn Ihr Realitätsbegriff für Orte also eine "absolute" Bestimmung miteinschließt, kann ich damit nicht dienen, weil ich nicht wüsste, wie ich zu der gelangen könnte.
@ Stefan
Ich möchte mich zunächst für Ihre freundliche Bereitschaft zum Meinungsaustausch bedanken und meine Anerkennung zu dem in Blogs nicht üblichen, angemessenen und wohlerzogenen Ton Ihrer Kommentare aussprechen.
Sie haben Recht, dass die Dipolanisotropie auch durch Smoot, mit Hilfe eines U2-Flugzeugs, vor dem COBE-Projekt gemessen wurde, jedoch mit einer tausendmal geringeren Genauigkeit. Deshalb habe ich direkt die COBE-Messungen als überzeugendere Ergebnisse erwähnt. Aber das ist m.E. nebensächlich zu meinem Argument zugunsten eines ausgezeichneten Bezugsystems.
Sie haben auch Recht, dass ein ausgezeichnetes Bezugsystem eine echte physikalische Relativitätstheorie wie die von Lorentz nicht widerlegt. Wenn Sie aber meinen Kommentar etwas genauer wiederlesen, werden Sie feststellen, dass ich mich nur auf die Relativitätstheorie von Einstein beziehe, die ein ausgezeichnetes Bezugsystem doch verneint. Die Theorie von Lorentz und die noch heute ganz gültige von Maxwell beruhen dagegen gerade auf ein ausgezeichnetes, abstraktes und absolutes Bezugsystem , den Aether, der in allem dem Raumvolumen des Universums gleichgesetzt werden kann.
Diese Relativitätstheorie, die die von Einstein angeeigneten Transformationen zuerst ableitete, und die statt einer Raum-Zeit-Philosophie und einer falschen Uhrensynchronisierung die wirkliche Bewegungsabhängigkeit materieller Eigenschaften als Ursache der beobachteten Erscheinugen erklärt, wird tatsächlich von den COBE-Ergebnissen in keiner Weise widerlegt. Im Gegenteil, sie wird dadurch klar bestätigt. Und dabei ist ihre mathematische Grundlage ja die, die in der Einstein-Theorie auch als mathematisches Gerüst übernommen wurde und weiter benutzt wird. Oder nicht ?
Bezüglich des Zitats des Nobel-Vortrags von George Smoot halte ich es für sehr interessant, es durch seinen vorstehenden und den nachstehenden Satz folgendermassen zu ergänzen:
“One problem to overcome was the strong prejudice of good scientists who learned the lesson of the Michelson and Morley experiment and Special Relativity that there were no preferred frames of reference. There was an education job to convince them that this did not violate Special Relativity but did find a frame in which the expansion of the universe looked particularly simple. More modern efforts to find violations of Special Relativity look to this reference frame as the natural frame that would be special so that perhaps the suspicions were not fully unfounded.”
Eine der Schwierigkeiten, die der Nobelpreisträger Smoot überwinden musste waren also die Vorurteile guter Wissenschaftler über die Nichtexistenz ausgezeichneter Bezugsysteme. Er musste sie darüber belehren (erziehen, sagt er), dass die Spezielle Relativität (von Lorentz, füge ich hinzu) nicht dadurch verletzt wird (die von Einstein doch, da sie gerade das verneint), aber ein Bezugsystem darstellt in dem die Expansion des Weltalls besonders einfach erscheint (also, echte Lorentz-Relativität).
Im letzten Satz erwähnt er dann die moderneren Widerlegungsversuche der Einsteinschen Interpretation, die die Hintergrundstrahlung als das natürliche ausgezeichnete Bezugsystem betrachten.
Und nun meine ich, mit vollem Respekt für die Anhänger der Raum-Zeit-Philosophie von Einstein, dass die im Gegensatz dazu physikalisch begründete Spezielle Relativitätstheorie von Lorentz unbegreiflicherweise beerdigt sein mag, aber zum Glück für die wahre, vernünftige Physik, doch nicht tot ist. Seine materielle, konstruktive Begründung der relativistischen Erscheinugen ist der Einsteinschen naiven Erklärung der Uhrensynchronisierung und der Begriffsverwechslung von Raum und Zeit mit den Messinstrumentanzeigen in der Logik so weit überlegen, dass sie sich am Ende ohne Zweifel durchsetzen wird.
Inzwischen funktioniert allerdings in der Praxis die Einsteinsche Version einwandfrei, weil ihr mathematisches Gerüst sowieso von der Speziellen Relativitätstheorie von Lorentz unverändert übernommen wurde. Die physikalische, konstruktive Ursachenerklärung von Lorentz wurde aber seinerzeit durch eine irrationale Raum-Zeit-Philosophie ersetzt, die weiter mitgeschleppt wird, weil sie für praktische Zwecke überhaupt keine Rolle spielt. Sie bringt nur viele Begriffe und semantische Ausdrucksweisen vollkommen durcheinander. Ausserdem versperrt ihre mystische Begründung der relativistischen Zusammenhänge jeden Weg zu einer modernen, konstruktiven Theorie in der Art der Speziellen Relativitätstheorie von Lorentz und Poincaré. Schade…
Freundliche Grüsse
Herbert Sommer
Sie knüpfen einen neuen Begriff u. z. den Begriff der "Wechselbeziehung" an den Begriff Punkt. ich weiß nun wirklich nicht was sie mit diesem Begriff meinen. Dadurch verwirren Sie mich nur. Ein Punkt steht mit keinem anderen Punkt in irgendeiner Beziehung. Für mich bilden Punkt und Strecke zwei zueinander komplementäre Begriff, in dem Sinne, dass es ohne den Begriff Punkt ich nichts über Strecke sagen kann und umgekehrt. Zwei Punkte kann ich durch eine Strecke verbinden und eine Strecke hat zwei Endpunkte.
Es könnte durchaus erhellend sein, die Unterschiede der Lorentzschen und Einsteinschen Sichtweisen, und der sich daraus ergebenden Einsichten, etwas hervorzuheben.
Im ausgehenden 19. Jahrhundert hat sich praktisch jedermann die elektromagnetischen Wellen als Aetherwellen vorgestellt. Folglich hat man erwartet, dass die Beziehung zwischen Licht und Aether denselben formalen Gesetzen unterliegen müsse, wie sie für alle bis anhin bekannten Wellenphänomene zwischen Welle und Trägermedium generell gültig waren. Das Michelson-Morley Experiment hat diese Erwartung aber nicht bestätigt. Ein Versuch, das Bild der Aetherwellen zu retten, war die Lorentz-Fitzgerald Kontraktion. Hierbei wird tatsächlich postuliert, dass ein Objekt eine substantielle(!) Verkürzung in Abhängigkeit von seiner Bewegung relativ zum als ruhend angenommenen Aether erfährt. Und das war schwer zu akzeptieren, damals wie heute. Noch mysteriöser war aber, dass dann die Maxwell Gleichungen notwendig eine damit verknüpfte Zeitdehnung implizieren, die dann gleichfalls irgendwie substantieller Natur sein müsste. Die naive Vorstellung einer absoluten Zeit wäre insbesondere mit dem Lorentz-Fitzgerald Ansatz auch nicht mehr zu retten gewesen.
Bei Einstein wird hingegen gar nichts gestaucht oder gedehnt. Das mag manchen verwirren, denn es sind ja dieselben Formeln wie bei Lorentz-Fitzgerald, die auch hier auftauchen. Sie haben logischerweise aber eine ganz andere Bedeutung, denn es wird ja kein Aether mehr angenommen, in Bezug auf den diese Formeln angewandt werden könnten. Ein Objekt bleibt hier substantiell invariant. Das einzige, was sich ändert, sind die Koordinaten, mittels derer dieses Objekt formal dargestellt wird. Mit anderen Worten, "Längenkontraktion" und "Zeitdilatation" sind nicht Eigenschaften des physikalischen Phänomens, sondern Eigenschaften seiner mathematischen Beschreibung. Als unvermeidliche Konsequenz daraus ergibt sich aber, dass die Begriffe "Länge" und "Zeit" neu verstanden und gedeutet werden müssen: bei Einstein sind das koordinatenabhängige Grössen und keine Invarianten, wie nach traditioneller Interpretation.
Wenn man über "Längenkontraktion" mit Bezug zur Speziellen Relativitätstheorie diskutiert, dann sollte man schon sicherstellen, dass man das nicht mit der Lorentz-Fitzgerald Kontraktion durcheinanderbringt. Beides benutzt die Lorentz-Transformation (notwendigerweise, wegen Maxwell), das birgt erhebliche Verwechslungsgefahr. Und wenn man die Kommentare hier so liest -- das ist dann einigen Leuten auch bereits passiert.
@ Chrys
Sie schreiben:
“Bei Einstein wird hingegen gar nichts gestaucht oder gedehnt. Das mag manchen verwirren, denn es sind ja dieselben Formeln wie bei Lorentz-Fitzgerald, die auch hier auftauchen.“
Folglich besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen der Lorentztheorie und der SRT aus dem Umstand, dass die Lorentztheorie prinzipiell falsifizierbar ist, im Gegensatz zu der SRT. Die Lorentztheorie setzt nun mal physikalische Ursachen und Wirkungen voraus: Die angenommene Kontraktion ist ja materiell und stellt eine Änderung in der Natur dar. Die SRT dagegen setzt keine physikalischen Ursachen und Wirkungen voraus, die angenommene Kontraktion existiert materiell nicht, sie ist lediglich ein Meßeffekt aufgrund einer besonderen Meßvorschrift Einsteins und es ändert sich nichts in der Natur bei Anwendung dieser Meßvorschrift. Die Theorie kann also experimentell weder bestätigt noch widerlegt werden.
Hier möchte ich eine Aussage aus dem Artikel von Dr. Herrig hervorheben, die wohl ein Konsens darstellt:
“Nun erhebt die Physik als exakte Wissenschaft offiziell den Anspruch, sich bereitwillig den strengen Urteilen experimenteller Ergebnisse und dem Grundsatz der Falsifizierbarkeit zu unterwerfen.“
Was aber mit einer Theorie wie die SRT, die weder physikalische Ursachen noch physikalische Wirkungen voraussetzt? Sie ist dadurch prinzipiell experimentell nicht nachprüfbar und folglich auch nicht falsifizierbar. Es kann keine Experimente geben, die die SRT bestätigen oder falsifizieren. Auf diesen grundlegenden Einwand gehen die Relativisten jedoch konsequent nie ein, so zum Beispiel auch nicht Dr. Markus Pössel als Vertreter der offiziellen Lehrmeinung im öffentlichen Bildungs- und Forschungssystem, und auch nicht das Bundesministerium für Bildung und Forschung selbst, das seit Jahrzehnten im öffentlichen Bildungssystem eine Theorie kritiklos lehren und extrem teuer experimentell "bestätigen" lässt, die nicht zu bestätigen ist, die die allgemein anerkannten Kriterien der Wissenschaftlichkeit nicht erfüllt und deren voraussagten Effekte in der Natur nicht existieren.
Finden Sie das in Ordnung?
Ich nicht. :-(
Viele Grüße
Jocelyne Lopez
@ Jocelyne Lopez
Doch, Frau Lopez, die SRT erfüllt durchaus das grundsätzliche Kriterium experimenteller Falsifizierbarkeit. Und es gibt auch Forscher an akademischen Institutionen, die sich die Widerlegung der SRT auf dieser Grundlage zum ehrgeizigen Ziel gesetzt haben, wie etwa Prof. Reginald Cahill von der Flinders University, Adelaide, Australia. Hier habe ich noch eine recht ausführliche Übersicht zu SRT Experimenten gefunden:
http://edu-observatory.org/.../SR/experiments.html
Dort sind die Bemühungen von Cahill und anderen Skeptikern nicht nur erwähnt, sondern auch kommentiert und hinsichtlich ihrer Stichhaltigkeit analysiert. Hilft Ihnen das weiter?
Ich habe nicht die leiseste Idee, worauf sie hinauswollen, was das mit der RT zun tun hat oder wie ihre geometrischen Ausführungen jetzt mit ihrer vorherigen Frage nach der Realität des Punktbegriffs zusammenhängen.
Ich wollte Ihnen nur sagen, dass der Begriff "absolut" für mich "unveränderlich" bedeutet. In diesem Sinne gibt es für mich nur ein Absolutes in meinem Denken. Achilles holt deshalb nicht die Schildkröte ein, weil Zenon nur einen relativen Begriff benützt. Man kann zwar den Treffpunkt berechnen zu diesem gehören aber beliebig viele Einholzeiten. Diese Beliebigkeit kann nur mit dem Begriff "schnell" - wo die Bewegung sich auf eine Un-Bewegung: die Laufbahn bezieht - und nicht "schneller" - bei dem sich eine Bewegung auf Bewegung bezieht. Eine Theorie, die sich nur auf relative Begriffe stützt, ist der Beliebigkeit preisgegeben. Einstein braucht das absolute der Lichtgeschwindigkeit. Doch ohne absolute Zeiteinheit und Raumeinheit ist die Lichtgeschwindigkeit kaine Konstante. Einstein kann nicht das Absolute ignorieren und Sie auch nicht.
Mir geht es um den Begriff "absolut". Für mich bedeutet absolut "unveränderlich". Ohne diesen Begriff kommt auch Einstein nicht aus, deshalb braucht er die absolute Geschwindigkeit des Lichtes. Diese ist aber nur dann konstant, d. h. unverändert, wenn auch die Zeit- und Raumeinheiten konstant sind. Ob es den Raum und die Zeit Einsteins gibt oder nicht, ist glaubenssache. Ohne konstate Einheit ist jedes Denken beliebig: relativ.
@ Chrys:
Sie schreiben:
„Dort sind die Bemühungen von Cahill und anderen Skeptikern nicht nur erwähnt, sondern auch kommentiert und hinsichtlich ihrer Stichhaltigkeit analysiert. Hilft Ihnen das weiter?“
Nein, das hilft mir leider nicht weiter...
Meine Einwände sind von logischer Natur und haben erst einmal mit einzelnen Experimenten nichts zu tun. Sie haben meine Überlegungen wohl nicht richtig verstanden, ich versuche sie anders zu formulieren:
1. Es ist nun mal offiziell und amtlich - zumindest in Deutschland - dass die relativistischen Effekte keine Realitäten sind und sich folglich in der Natur nicht realisieren. Es sind lediglich virtuelle Meßeffekte aufgrund einer bestimmten Meßvorschrift, die jedoch keine physikalische Ursache und keine physikalische Wirkung haben und in der Natur zu keinen physikalischen Änderungen von Objekten oder Zuständen führen. Dies ist die offizielle Lehrmeinung (siehe weiter oben Dr. Markus Pössel von Max Planck Gesellschaft für Gravitationsphysik / Albert Einstein Institut und auch z.B. der Nobelpreisträger Max Born im 11. Brief aus der Mühle von Dr. Herrig).
2. Wenn man davon ausgeht, dass ein Effekt in der Natur nicht existiert, muss man zwangsläufig davon ausgehen, dass dieser Effekt prinzipiell nicht experimentell nachgewiesen werden kann - Experimente sind ja Nachahmungen der Natur. Logisch, oder?
3. Alle Experimente, wo ein realer, physikalischer relativistischer Effekt nachgewiesen wurde, widerlegen also im Gegenteil die SRT (im Falle der Längenkontraktion bestätigen diese Experimente die Lorentztheorie, die von einer realen physikalischen Kontraktion ausgeht).
Können Sie jetzt meine Argumentierung (bzw. die Argumentierung von zahlreichen Kritikern) besser nachvollziehen?
Viele Grüße
Jocelyne Lopez
Die Zeno-Interpretation ist abenteuerlich, aber vielleicht taucht sie ja auch deshalb nicht mehr im zweiten Kommentar auf. Ansonsten: Zenos Paradox kann man in jedem beliebigen Bezugssystem ausdrücken, es ist nicht im geringsten davon abhängig, ob man ein relatives oder (vorgeblich) absolutes annimmt. Wenn Sie nur am mathematischen Ergebnis interessiert sind, werden Sie sogar besser daran tun, nur Relativgeschwindigkeiten zu verwenden.
Doch ohne absolute Zeiteinheit und Raumeinheit ist die Lichtgeschwindigkeit kaine Konstante.
Empirisch prüfbar, auf einen absoluten Raum bezogen ist die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant. Dann kämen Sie auf alles mögliche, um zu erklären, warum sie doch konstant gemessen wird, aber mit Newton hat das alles nichts mehr zu tun.
Ob es den Raum und die Zeit Einsteins gibt oder nicht, ist glaubenssache.
Die wieder ins Metaphysische abgleitende Frage, ob es Einsteins Raum und Zeit "gibt", mal außen vorgelassen: ob sich die Natur mit dem Modell verträglich verhält, ist wieder eine empirisch prüfbare Frage. Und Empirie trumpft nun mal geometrisch-philosophische Vorüberlegungen, ob Ihnen das gefällt oder nicht.
Ohne konstate Einheit ist jedes Denken beliebig: relativ.
Welche Größen variant oder invariant sind, gehört zur Frage, auf die RT und jede konkurrierende Theorie eine Antwort liefern müssen. Was an varianten Größen beliebig sein soll, wo es doch gerade Ziel wissenschaftlicher Theorien ist, Variabilität zu beschreiben und damit aus der Beliebigkeit des Nichtwissens zu bergen: verstehe ich nicht.
Jede Ortsangabe, die Sie mir machen können, ist eine rein relative Angabe, für den Sie keinen unbewegten, absoluten Bezugspunkt brauchen, die ich mir dann dazu in mein Bezugssystem übersetzen muss, um z.B. meine Richtung und Entfernung zu diesem Ort zu bestimmen. Ob ich für diese Umrechnung klassisch oder relativistisch rechnen muss, hängt von den Umständen ab -- aber an keinem Punkt ist das Ergebnis beliebig.
Nach den "allgemein anerkannten Kriterien der Wissenschaftlichkeit", auf die Sie sich weiter oben ja auch berufen, ist aber gerade das Experiment die Schnittstelle zwischen Theorie und physischer Ereigniswelt. Allein das Experiment entscheidet über den Wert einer abstrakten Theorie für die Physik. Dem wird gewiss auch Dr. Pössel zustimmen, und wenn Sie diesbezüglich Zweifel haben, dann fragen Sie ihn doch ganz einfach danach.
In Hinblick auf die Erwähnung von Lorentz unter 3) in Ihrem obigen Posting möchte ich auch einmal nachfragen: Denken Sie, dass ein Objekt à la Lorentz physisch kontrahiert, oder besitzt es Ihrer Meinung nach eine invariante Länge? Das ist mir daraus jetzt nicht so ganz klar.
@ Chrys:
“Nach den "allgemein anerkannten Kriterien der Wissenschaftlichkeit", auf die Sie sich weiter oben ja auch berufen, ist aber gerade das Experiment die Schnittstelle zwischen Theorie und physischer Ereigniswelt. Allein das Experiment entscheidet über den Wert einer abstrakten Theorie für die Physik. Dem wird gewiss auch Dr. Pössel zustimmen, und wenn Sie diesbezüglich Zweifel haben, dann fragen Sie ihn doch ganz einfach danach.“
Ich habe nun mal keine Zweifel, dass die SRT nicht experimentell zu bestätigen ist, ich brauche weder Dr. Pössel noch sonst jemand zu fragen, es ist ja lediglich eine Frage der Logik:
Wenn man schon postuliert, dass ein Objekt sich bei Bewegung materiell nicht verkürzt, also die ganze Zeit seine Ruhelänge beibehält, dann ist ja einzig seine Ruhelänge per Definition das einzig richtige experimentelle Messergebnis, logisch. Man braucht per Definition keine konkrete Messung bei Bewegung durchzuführen. Und ein Messergebnis, das anders ausfallen würde als die unveränderte Ruhelänge des Objekts kann per Definition nur ein Messfehler sein. Oder aber ist es eine glatte Widerlegung der Theorie.
Genauso verhält es sich für Ereignisse in der Natur: Zum Beispiel zwei Objekte, die sich entgegen kommen, werden nicht beliebig oft an den beliebig vielen Orten und zu den beliebig vielen Zeitpunkten zusammentreffen, die unter Berücksichtigung der nicht existierenden jeweiligen Längenkontraktionen vorausgesagt werden, sondern werden die zwei Objekte nur ein einziges Mal in der Natur zusammentreffen, einzig am Ort und einzig zum Zeitpunkt, die unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen unveränderten Ruhelängen vorausgesagt werden. Alle anderen Voraussagen für das Geschehen des Ereignisses unter Berücksichtigung einer anderen Länge als die Ruhelänge sind falsch. Oder aber reine Esoterik.
“In Hinblick auf die Erwähnung von Lorentz unter 3) in Ihrem obigen Posting möchte ich auch einmal nachfragen: Denken Sie, dass ein Objekt à la Lorentz physisch kontrahiert, oder besitzt es Ihrer Meinung nach eine invariante Länge? Das ist mir daraus jetzt nicht so ganz klar.“
Ich bin persönlich offen für Alternativen zur SRT, egal ob Äthertheorien oder Emissionstheorien und habe mich persönlich für ein bestimmtes Modell nicht festgelegt, Hauptsache sind sie schlüssig und widerspruchsfrei. Was die Lorentztheorie anbelangt halte ich die Annahme einer materiellen Kontraktion der bewegten Objekte aufgrund des Widerstandes eines Äthers für wissenschaftlich zulässig: Sie setzt ordnungsgemäß eine Ursache und eine Wirkung voraus, die Hypothese ist also wissenschaftlich annehmbar - unabhängig davon ob sie richtig oder falsch ist.
Viele Grüße
Jocelyne Lopez
halte ich die Annahme einer materiellen Kontraktion der bewegten Objekte aufgrund des Widerstandes eines Äthers für wissenschaftlich zulässig
Fräulein Lopez: Wie erklären Sie die dann die Breitenkontraktion des Testobjekts im Routemaster-Experiment von E. Prang und S. Shunpike ?
MfG, Peter
@ Chrys
Ihr Kommentar vom 20.01.2010 ist sachlich und geschichtlich korrekt, was sehr zu begrüssen ist. Und er gibt mir Anlass, einiges dazu zu bemerken.
1. Die substantielle Kontraktion wurde tatsächlich damals und noch heute von vielen nicht verstanden, darunter Einstein. Aber andere, wie Lorentz und Poincaré haben sie von Anfang an physikalisch, dank Ihrer damals viel besseren Kenntnisse der Physik und der Mathematik als der 20 jährige, bekanntlich schlechte Mathematikstudent Einstein, ganz gut verstanden. Deshalb konnten sie auch, nicht etwa aus intuitiven Gründen sondern aus strenger Anwendung der Maxwellschen Differentialgleichungen die anschliessend von Einstein übernommenen Transformations-Gleichungen richtig ableiten und anwenden
Die Maxwellschen Gleichungen ergeben als Lösung zwei Potentiale, ein skalares und ein dreidimensional vektorielles. Sie werden auch als retardierte Potentiale von Lienard-Wiechert bezeichnet. Retardiert bedeutet verzögert. Sie heissen so, weil sie die bis dahin ungeahnte, sonderbare Eigenschaft besitzen, dass sie nicht für den betrachteten Augenblick, sondern für einen um die Laufzeit der elektromagnetischen Wellen zwischen Entstehungsort und Empfangsort früheren Zeitpunkt berechnet werden müssen.
Die Lorentzsche Elektrodynamik war also viele Jahre vor Einstein schon relativistisch, weil die Potentialverzögerung das Grundmerkmal und die von der Trägheit der Energie herrührende Grundursache aller relativistischen Erscheinungen ist, darunter die substantielle Verkürzung absolut ( nicht relativ) bewegter Objekte. Lorentz berechnete ganz richtig und genau die Kontraktion absolut bewegter Ladungen und deren Kraftfelder in Bewegungsrichtung. Daraus ergibt sich die wirkliche Kontraktion von absolut bewegten elektrischen Strukturen, also Atomen und Molekülen, und schliesslich, von den daraus zusammengesetzten Körpern, wie z.B. Stäben und Interferometern (Michelson-Morley).
Der Aether spielt bei Maxwell und bei Lorentz keine physikalische Rolle, wohl aber der Raum als ausgezeichnetes Bezugsystem für alle absoluten Bewegungen. Als begeisterten Anhänger der auf Prinzipien begründeten älteren Thermodynamik, die die konstruktive molekular-kinetische Erklärung dieser Prinzipien ignoriert, dachte Einstein, dass man genauso bei der Relativität vorgehen könnte und umging die Lorentzsche konstruktive Theorie durch die Identifizierung des Relativitätsprinzips als Ursache und nicht als Konsequenz der beobachteten Erscheinungen.
Dadurch fehlt bei Einstein die wirkliche Erklärung und physikalische, konstruktive Beschreibung des Phänomens, das statt dessen auf eine irrationale Raum-Zeit-Struktur zurückgeführt wird und schliesslich, als verständlichen Teil, nur noch auf eine mathematische, geometrisch verkleidete, vierdimensionale Analogie, zusammenschrumpft.
Der grosse Anklang der Einstein-Theorie erklärt sich durch die breite Unkenntniss der von Lorentz und Poincaré gut beherrschten, komplizierteren Feldtheorie. Es ist leichter zu glauben, dass der Mensch aus Lehm oder Ton gestaltet wurde, als die komplizierte moderne Biologie eingehend zu studieren.
Bei der substantiellen relativistischen Kontraktion handelt es sich also um nichts Mysteriöses. Man muss nur ein wenig mehr studieren. Ich kann dazu z.B. das dreibändige Physiklehrbuch vom Nobelpreis Richard P. Feynman “ The Feynman Lectures on Physics “ vorschlagen.
2. Die beiden Theorien, von Lorentz und Einstein, begründen die beobachteten Erscheinungen in der gemeinsamen Lorentz-Transformation, die auch beide von der irrationalen Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ableiten. Darin stimmen beide überein. Worin sie sich aber deutlich unterscheiden ist, dass die Lorentz-Theorie bei der wirklichen Erklärung der Ursachen viel weiter und gründlicher zurückgreift.
Während Einstein die zunächst unakzeptable konstante relative Lichtgeschwindigkeit als ein nicht weiter zu ergründendes Prinzip dogmatisch hinnimmt, erklärt Lorentz dieses sonst unverständliche Messergebnis als eine Vortäuschung durch die Ungleichheit der ungleich bewegten homologen Messgeräte . Diese Ungleichheit, durch die substantielle Veränderung der materiellen Eigenschaften bei verschiedenem absoluten Bewegungszustand. Diese Veränderung, durch die Maxwellsche Potentialverzögerung. Und schliesslich, die Verzögerung, durch die Trägheit der Energie.
Wie man leicht einsehen kann, ist die Lorentz-Theorie konstruktiv, vollständig, und vernünftiger begründet, als die dogmatische, unvollständige, widersprüchige und begrifflich konfuse Theorie von Einstein.
3. Aus den erwähnten Gründen wurde anfänglich die Einstein-Theorie entweder sehr wenig beachtet, oder sogar leicht ironisch von den Nobelpreisträgern Poncaré, Lorentz, Lenard, Rutherford und Michelson, unter anderen, abgelehnt. Sie verdiente auch nicht den Nobelpreis.
Aus soziopolitischen Gründen gewann sie aber allmälich die Oberhand mit Hilfe des Arguments, dass die Lorentz-Theorie ein nicht zugängliches, ausgezeichnetes Bezugsystem voraussetzt, nämlich das der realen, wirklichen Bewegungen. Der Einwand war unberechtigt, denn schon damals bestätigten das sogenannte Uhren-Paradoxon und das physikalische Verhalten des Michelson-Interferometers indirekt die absoluten, wirklichen Bewegungen neben den direkt beobachtbaren, scheinbaren, relativen Bewegungen.
4. Deshalb begrüsse ich die Entdeckung der Dipolanisotropie und der jetzt daraus berechneten, als absolut bezeichneten, Geschwindigkeiten der Himmelskörper im Universum. Dieser Zugang zu einer jetzt vom Nobelpreis George Smoot, ohne Widerspruch, als ausgezeichnetes System betrachtete Hintergrundstrahlung entkräftet das Argument gegen Lorentz und befreit den Weg zur vollen Rehabilitierung seiner Theorie.
Mit der Zeit hat man endlich zugegeben, dass die Erde doch rund und nicht flach ist, wie die offizielle Wissenschaft während Jahrhunderte hartnäckig behauptete. Eines vielleicht nicht sehr fernen Tages wird auch die offiziele Wissenschaft zugeben und belehren müssen, dass absolut bewegte Meterstäbe sich auch absolut (also, nicht relativ oder scheinbar) (substantiell, sagen Sie) verkürzen.
Auf den ontologischen oder phänomenologischen Sinn meiner Aussagen möchte ich lieber nicht eingehen, denn, wenn ich keinen ungewollten Fehler gemacht habe, “was ich da propagiere” ist keine eigene Theorie, sondern nur die Spezielle Relativitätstheorie von Lorentz, so wie ich sie und die von Einstein verstanden habe. Die philosophischen oder ideologischen Aspekte einer mathematischen oder einer physikalischen Aussage halte ich für unangebracht und deshalb betrachte ich als sehr unwissenschaftlich die Raum-Zeit-Verwechslung der SRT von Einstein mit den objektiven Instrumentanzeigen der bewegten Messgeräten.
Ich finde unsinnig die Behauptung, dass der Raum und die Zeit der verschiedenen Beobachter auch verschieden ist, wenn damit gemeint wird, dass sie den Raum und die Zeit mit ihren ungleichen Messgeräten auch ungleich messen und deshalb verschiedene Bilder der einzigen Realität erhalten.
(Zum besseren Verständnis von dem “was ich da propagiere” siehe, bitte, meine Kommentare an Dr. Herrig vom 15.01, an Frau Jocelyne Lopez vom 16.01 und an Stefan vom 20.01, sowie besonders meinen Text über die Rationalisierung der Relativität in der Physik in der folgenden URL)
http://ekkehard-friebe.de/...ivitat-in-der-physik/
Mit freudlichen Grüssen
Herbert Sommer