Mathematik ist nicht die Sprache der Physik

Als Ergänzung zur Arbeit: „Mathematics is not the language of Physics“ möchte ich hiermit erinnern an folgende zwei Beiträge, die schon früher in diesem Blog eingegeben wurden:  

Also sprach Georg Christoph Lichtenberg (1742 bis 1799) 
und:
„Kritische Untersuchungen zur allgemeinen Elektrodynamik“ von Walter Ritz 

Aus der letztgenannten Arbeit aus dem Jahre 1908 von Walter Ritz zitiere ich erneut einen Auszug:

Walter Ritz: „Kritische Untersuchungen zur allgemeinen Elektrodynamik”
Übersetzt von “Recherches critiques sur l’Électrodynamique Générale”,
Annales de Chimie et de Physique,
Vol. 13, p. 145, 1908. Verlag Dürr, CH-6574 VIRA (1991).
(Auszug aus der Einleitung, Seiten 8 bis 10)

Zitat (Übersetzung aus dem Französischen ins Deutsche):

Das Ergebnis meiner Betrachtungen ist den herrschenden Theorien nicht günstig. Die Erörterung von deren Schwierigkeiten führt auf eine gemeinsame Ursache, den allen Theorien gemeinsamen Ätherbegriff. Namentlich ergibt sich:

1. Vom streng logischen Standpunkt aus können die elektrische und die magnetische Kraft, die auf den ersten Blick theoretisch grundlegend sind, völlig ausgemerzt werden, so dass die Theorie nur Raum- und Zeitbeziehungen enthält. Man gelangt so zu den alten Elementarwirkungen, bloß dass diese nicht mehr sofortig sind.

2. Die Theorie lässt unendlich viele Lösungen zu, die alle den gesetzten Bedingungen entsprechen, aber der Erfahrung widersprechen und z.B. zu einem perpetuum mobile führen. Um solche Lösungen auszuschließen, muss man im Sinn einer Hypothese die Formeln der retardierten Potentiale einführen. Diese bringen die Unumkehrbarkeit der Erscheinungen in die Elektrodynamik, während die allgemeinen Gleichungen mit der Umkehrbarkeit verknüpft sind. Ich werde zeigen, dass sie, im Gegensatz zur überkommenen Meinung, nicht aus einer passenden Spezialisierung des Anfangszustandes ableitbar sind. Sie bedeuten eine neue Hypothese, und diese macht die partiellen Differentialgleichungen überflüssig. Um diese Hypothese deutlich auszusprechen, ist es nötig, von Elementarwirkungen zu sprechen, d. h. auf die Grundidee von Maxwell, der diese verwarf, zu verzichten.

3. Der Begriff des örtlichen Vorhandenseins von Energie im Äther ist unbestimmt und schließt mehrere einfache Lösungen in sich.

4. Die von Maxwell erkannte Unmöglichkeit, die Schwerkraft, die einer negativen Energie eines unstabilen Mediums entspräche, auf die gleiche Begriffswelt aufzubauen, zeigt, dass diese nicht allgemeingültig sein kann.

5. Actio und reactio sind nicht gleich, und diese Ungleichheit widerspricht der Erfahrung.

6. Die Versuche von Kaufmann über die elektrische und magnetische Ablenkbarkeit der Betastrahlen des Radium beweisen nicht, dass die Masse des Elektrons vollständig elektromagnetischen Ursprungs ist und von dessen absoluter Geschwindigkeit abhängt, denn einerseits zwingt uns nichts, mit Lorentz eine lineare Abhängigkeit der Kräfte von der Geschwindigkeit anzunehmen – was nur für kleine Geschwindig­keiten zutreffen könnte – , und anderseits beweist ein Versuch von Trouton & Noble, dass der Ausdruck für die elektromagnetische Bewegungsgröße in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, aus welcher Abraham die elektromagnetische Masse abgeleitet hat, sicherlich falsch ist.

7. Die Theorie von Maxwell und Lorentz geht von einem System absoluter Koordinaten aus, d. h. solcher, die von der Bewegung der Materie unabhängig sind. Um in Übereinstimmung mit der Erfahrung zu bleiben, die sowohl in der Optik und Elektrodynamik wie in der Mechanik stets die Relativität aller Bewegung bestätigt hat, muss man hinterher dieses absolute System durch eine Reihe wenig wahrscheinlicher Annahmen wieder ausscheiden. Man muss den Begriff des starren Körpers und die Unveränderlichkeit der wägbaren Masse aufgeben, außerdem die Regeln der Kinematik ändern, insb. das Parallelogramm der Geschwindigkeit nur als eine erste Annäherung ansehen, die bei niederen Geschwin­digkeiten zulässig ist. Endlich müssen Zeit und Gleichzeitigkeit zu ganz relativen Begriffen gemacht werden.

Es wäre für die Ökonomie des Denkens zu bedauern, wenn solche Begriffe eingeführt werden müssten. Ich glaube, statt die Kinematik anzugreifen, muss man die Ätherhypothese und mit ihr die Darstellungs­weise in partiellen Differentialgleichungen verlassen. Um zu erklären, warum der Äther den Körpern keinen Widerstand bietet und durch sie in seinem Zustand nicht geändert wird, und aus manch anderen Gründen hat man bereits aus dem Fresnel’schen Äther einen bloßen PHYSIKALISCHEN RAUM gemacht, der durch Körper vollständig durchdringbar ist, ein absolutes Koordinatensystem. Er ist nur noch eine mathematische Abstraktion, und seine Ausmerzung wäre nur der letzte Schritt in einer langen Entwicklung.

(Zitatende) 

Beste Grüße Ekkehard Friebe

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