Weltäther Als Grundlage Einheitlichen Weltbildes 1934

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    Inhaltsverzeichnis.

    Seite

    Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-10

    I. Kapitel:

    Historisch-kritische Betrachtungen

    ber Probleme der Physik.

    1. Das Gravitationsproblem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11-26

    2. Der Aether in der Geschichte der Physik . . . . . . . . . . . 26-35

    3. Betrachtungen ber die klassische Mechanik . . . . . . . 35-44

    II. Kapitel:

    Die Aetherwirbeltheorie.

    1. Aethermechanik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45-51

    2. Die Schwerkraft in der Aetherwirbeltheorie . . . . . . . . . 51-54

    3. Die Aetherwirbeltheorie als Kosmogonie . . . . . . . . . . . 54-74

    4. Die Aetherwirbeltheorie erklrt die Ergebnisse

    der Interferenzversuche von Fizeau, Sagnac und

    Michelson widerspruchslos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74-76

    5. Aetherwirbeltheorie gegen Relativittstheorie . . . . . . 76-77

    Schluwort. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78-79

    Literaturverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

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    Vorwort.

    Als ich vor 12 Jahren die R e l a t i v i t t s t h e o r i e E i n s t e i n s

    kennen lernte, konnte ich mich nicht darein finden, da durch die Relativie-

    rung von Raum und Zeit die Grundlagen jeder exakten Naturbeschreibung

    aufgegeben werden sollten. Warum soll die strenge Gesetzmigkeit, das

    Kausalprinzip, nur fr die mittleren Grenbereiche gelten?

    Welches sind die physikalischen Voraussetzungen fr Einsteins Theorie?

    Im Grunde ist es doch nur das negative Ergebnis des M i c h e l s o n schen

    V e r s u c h e s. In der Ratlosigkeit darber, und weil er auf einen bewegungs-

    losen Aether eingeschworen war, stellte L o r e n t z vollkommen willkrlich

    seine Kontraktionshypothese auf, und auf den L o r e n t z-Transformationen

    baute E i n s t e i n seine Theorie auf.

    Eine einfache, natrliche Erklrung fr das Ergebnis des M i c h e l s o n

    schen Versuches liefert die fast vergessene Wirbeltheorie D e s c a r t e s.

    Diese war einst durch die N e w t o n i a n e r ganz in Verruf gekommen.

    Es war mir von Anfang an klar, da man sie nur dann wieder hervorholen

    konnte, wenn man den Beweis erbringen konnte, da auch die Wirbeltheorie

    auf die K e p l e r schen P l a n e t e n g e s e t z e fhrt. Im Jahr 1931 fand

    ich diesen Beweis. Herr Prof. G e h r c k e an der Physikalisch-Technischen

    Reichsanstalt in Charlottenburg, dem ich den ersten Entwurf meiner Arbeit

    vorlegte, schrieb mir darber: Ich sehe in ihr eine interessante Hypothese

    einer mechanischen Aethertheorie. Sie erschien mir etwa in gleichem Mae

    bewiesen oder nicht bewiesen wie die Aethermodelle des magnetischen

    Feldes von M a x w e l l und L o d g e.

    Je lnger ich mich in diese Idee vertiefte, umso mehr wurde ich

    darin bestrkt, zumal ich in der Geschichte der Physik eine Menge von

    Besttigungen fand. Die bedeutendsten Gelehrten des 17. und 18. Jahrhun-

    derts: H u y g e n s , L e i b n i z , C h r i s t i a n W o l f , L e o n h a r d

    E u l e r und viele andere bis in die Gegenwart konnten sich die Schwerkraft

    nicht denken ohne die Vermittlung des Aethers. N e w t o n selbst hatte eine

    Attraktionskraft nur aus methodischen Grnden angenommen, wie er selbst

    sagt, und er verwahrte sich fter gegen die Meinung, da er eine den Massen

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    innewohnende Attraktionskraft lehre. Die Schler N e w t o n s waren es,

    welche den Irrtum verankerten, da die Gravitation eine von den Massen

    ausgehende Fernkraft sei.

    E i n s t e i n rhmt zwar von seiner Relativittstheorie, da hier die

    Gravitation den Charakter einer Fernkraft verloren habe. Was er aber dafr

    setzt, sind leere Begriffe: Gravitationsfeld, gekrmmter Raum, ohne physikali-

    sche Vorstellbarkeit. Es ist schon so, wie der ungarische Philosoph P a l g y i

    sagt: Der heutige R e l a t i v i s m u s ist eine extreme Fortbildung des

    N e w t o n i s m u s, und wenn man auf einen soliden physikalischen Grund

    kommen will, mu man beide widerlegen. Dies ist in der vorliegenden Arbeit

    geschehen.

    Ludwigsburg, Juli 1934.

    Der Verfasser.

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    Einleitung.

    Da die Welt eine auf wenigen Grundgesetzen aufgebaute Einheit bildet,

    ist wohl jedem philosophisch Denkenden unzweifelhaft. Diese Gesetze zu

    erkennen, nach welchen aus dem einheitlichen Urgrund der Welt eine Vielheit

    der Erscheinungen herauswchst, ist die Aufgabe der Wissenschaft.

    Als Mittel der Erkenntnis dienen dem Menschen zunchst seine Sinne.

    Diese reichen aber nicht aus, da hinter der sichtbaren Welt eine unsichtbare

    sich verbirgt. Auf zwei Wegen sucht die Wissenschaft zu dem Ziele zu

    gelangen, die unsichtbare Welt dem menschlichen Geiste fabar zu machen:

    erstens konstruiert sie Werkzeuge, welche die Sinne ergnzen knnen;

    zweitens setzt sie die Erscheinungen in logische oder mathematische

    Beziehung zu einander.

    In Bezug auf die Erkenntnis gibt es die verschiedensten philosophischen

    Systeme. Die M e t h a p h y s i k e r suchen hinter der stofflichen Welt noch

    eine andere geistige Welt. Im Gegensatz dazu lt der wissenschaftliche

    M a t e r i a l i s m u s nur eine stoffliche Welt gelten; er hat das Ziel und die

    Hoffnung, einmal die letzten Zusammenhnge dieser stofflichen Welt zu

    erfassen. Die P o s i t i v i s t e n (B. B a v i n k nennt sie Negativisten, weil sie

    zuletzt fast alles verneinen) wollen sich in der Physik auf das experimental

    Feststellbare beschrnken; haben sie aber einmal die Theorien unter ihre

    kritische Lupe genommen, so finden sie berall hypothetische Momente; die

    einen kommen dann zuletzt zu der Behauptung, da die Welt nur in unsern

    Sinnen und in unserem Bewutsein existiere; andere verschreiben sich einem

    reinen Mathematismus. Wie heute die Entwicklung der modernen Physik in

    der letzteren Richtung geht, beschreibt H. D i n g l e r in seinem Buche: Der

    Zusammenbruch der Wissenschaft. Dort heit es: Was an diesem Mathema-

    tismus das Charakteristische ist, das ist der Glaube, in der Methode der

    symbolischen Analysis eine letzte Geltungsbegrndung vor sich zu haben...

    Manche Physiker und Mathematiker finden es heute fr richtig, aus der

    Schnheit und Geschlossenheit eines Formelsystems auf dessen Geltung in

    der Wirklichkeit als einer Physik zu schlieen". Denen, die immer wieder

    betonen, da nur der Physiker, der die mathematischen Hilfsmittel beherrscht,

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    das moderne Weltbild ganz verstehen knne, entgegnet D i n g l e r: In den

    Sportberichten von Alpenvereinen liest man oft, wie ein besonders schwieriger

    Umweg ber steile Felsen fr einen Kletterer eine besonders erfreuliche

    Schnheit der Besteigung eines auf dem normalen Wege leicht zu ersteigen-

    den Berges biete. Das ist ganz analog. Wir sehen, da das hier verwendete

    Argument einfach mathematische Sportbegeisterung ist.

    Nach unserer Meinung mu eine exakte Wissenschaft wie die Physik

    immer materialistisch orientiert sein, d.h. sie mu nach einem Weltbild

    streben, das von stofflichen und mechanischen Vorstellungen ausgeht. Erst

    hatte man die Vorstellung unteilbarer Atome; dann konstruierte man ein

    Weltbild der Elektronen und Protonen; heute beginnt auch dieses zu wanken

    (Wellenmechanik von S c h r d i n g e r und andern). Statt nun zu dem

    Welturstoff Aether zurckzukehren, der durch die Relativittstheorie in

    Mikredit gekommen war, behilft man sich mit Begriffsbildungen (Kraftfelder,

    Wellenpakete und dergl.), ohne damit stoffliche Vorstellungen zu verbinden;

    man ist zufrieden, wenn sich nur damit mathematische Formeln aufstellen

    lassen.

    Ein rein mathematisches Weltbild ist aber kein echtes Weltbild und hat so

    wenig Wert, wie ein Bauplan, der sich nicht in einer stofflichen Konstruktion

    verwirklichen lt.

    Wohin der Mathematismus fhrt, zeigen die Ausfhrungen des engli-

    schen Physikers J. J e a n s in seinem Buche: Der Weltraum und seine Rtsel":

    Ich glaube, es ist das Beste, den Aether als ein Schema anzusehen, auf

    das man Bezug nehmen kann... Seine Existenz ist genau so wirklich und genau

    so unwirklich, wie die des Aequators oder des Nordpols... Er ist ein Gedanken-

    gebilde und hat keine Substanz... Unsere fernen Vorfahren versuchten, die

    Natur nach ihren anthropomorphen Vorstellungen zu deuten, und gingen in

    die lrre. Die Bemhungen unserer nheren Vorfahren, die Natur mechanisch

    zu deuten, erwiesen sich ebenfalls als unzulnglich. Andererseits haben unsere

    Bemhungen, die Natur in Begriffen der reinen Mathematik auszulegen, bis

    jetzt glnzenden Erfolg gehabt... Eine mathematische Formel kann uns nie

    sagen, was ein Ding ist, sondern nur, wie es sich verhlt... Dieser Gesichtspunkt

    befreit und von vielen Schwierigkeiten und scheinbaren Inkonsequenzen der

    heutigen Physik. Wir brauchen nicht mehr zu errtern, ob Licht aus Stoffteil-

    chen oder Wellen besteht; wir wissen alles Wissenswerte darber, wenn wir

    eine mathematische Formel gefunden haben, die genau sein Verhalten

    beschreibt... Ebenso brauchen wir nicht zu errtern, ob das Wellensystem einer

    Gruppe von Elektronen in einem dreidimensionalen oder vierdimensionalen

    Raum oder berhaupt nicht existiert. Es existiert in einer mathematischen

    Formel; diese und nichts anderes drckt die letzte Wirklichkeit aus...

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    Bei diesen Anschauungen brauchen wir die Art der fortlaufenden

    Berhrung unseres Bewutseins mit der leeren Seifenblase, die wir Raum-Zeit

    nennen, gar nicht geheimnisvoll zu finden, denn sie wird blo eine Berhrung

    zwischen Geist und Geistesschpfung - wie das Lesen eines Buches oder das

    Anhren von Musik ... Wenn irgend etwas dazu bestimmt ist, den Platz der

    Mathematik einzunehmen, so knnte man hundert gegen eins wetten, da es

    nicht die Mechanik sein wird. (??)

    Solche Anschauungen fhren zum N i h i l i s m u s in der Wissenschaft.

    Aber eine derartige Weltanschauung wird sich auf die Dauer ebenso wenig

    behaupten, wie die kubistische und futuristische Malerei oder die atonale

    Musik. Im Gegenteil glaube ich, da sich ein gesunder R e a l i s m u s in der

    Wissenschaft sehr bald wieder durchsetzen wird; das wird aber nur geschehen

    knnen durch einen neuen groen Fortschritt in der physikalisch-

    mechanischen Deutung des Naturgeschehens.

    Der groe H u y g e n s sagt: In der wahren Wissenschaft knne man

    die Ursachen aller Wirkungen nur durch die Denkweise der Mechanik

    begreifen, wolle man nicht fr immer auf jede Hoffnung verzichten, berhaupt

    je etwas in der Physik zu verstehen. (Erwhnt bei A. Haas: Materiewellen).

    Aehnlich uert sich H. H e r t z im Vorwort zu seiner Mechanik: Alle

    Physiker sind einstimmig darin, da es die Aufgabe der Physik sei, die

    Erscheinungen der Natur auf die einfachen Gesetze der Mechanik zurckzu-

    fhren. Welches aber diese einfachen Gesetze sind, darber herrscht nicht

    mehr die gleiche Einstimmigkeit. Die meisten verstehen unter jener Bezeich-

    nung wohl schlechthin die N e w t o n schen Gesetze.

    H e r t z geht aber ber N e w t o n weit hinaus, wenn er schreibt: Wir

    berzeugen uns, da die Mannigfaltigkeit der wirklichen Welt grer sein mu

    als die Mannigfaltigkeit der Welt, welche sich unsern Sinnen unmittelbar

    offenbart. Wollen wir ein abgerundetes, in sich geschlossenes, gesetzmiges

    Weltbild erhalten, so mssen wir hinter den Dingen, welche wir sehen, noch

    andere unsichtbare Dinge vermuten... Wir knnen zugeben, da ein verborge-

    nes Etwas mitwirke... Es steht uns frei, anzunehmen, das auch das Verborgene

    nichts anderes sei, als wiederum B e w e g u n g u n d M a s s e ... W a s w i r

    g e w h n t s i n d , a l s K r a f t u n d E n e r g i e z u b e z e i c h n e n ,

    i s t d a n n f r u n s n i c h t s w e i t e r a l s e i n e W i r k u n g v o n

    M a s s e u n d B e w e g u n g .

    Auf die Notwendigkeit einer physikalisch-mechanischen Erklrung der

    Naturerscheinungen weist auch Fr. Alb. L a n g e in seiner Geschichte des

    Materialismus hin (Bd. I, Seite 260 f.): Man kann sich einbilden, mit dem

    Satze: Keine Kraft ohne Stoff etwas sehr Materialistisches ausgesprochen zu

    haben, whrend man doch die Stoffteilchen ganz ruhig durch den leeren

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    Raum hin ohne irgend ein materielles Band auf einander wirken lt. Von

    einer solchen Vorstellung waren die groen Mathematiker und Physiker des

    17. Jahrhunderts weit entfernt...

    In zwei wichtigen Punkten war nun das mathematisch formulierte Gesetz

    der physikalischen Erklrung vorangeeilt: in den K e p l e r schen Gesetzen

    und in dem von G a l i l e i entdeckten Fallgesetze... In der konsequenten

    Durchfhrung dieser Forderung (des Beweises, der mathematischen Formel)

    liegt das Uebergewicht G a l i l e i s ber D e s c a r t e s , N e w t o n und

    H u y g e n s ber H o b b e s und B o y l e. Nun geschah es aber zum dritten

    male, da die mathematische Konstruktion der physikalischen Erklrung

    voraneilte. (In der N e w t o n schen Gravitationstheorie).

    Es gab eine Zeit am Ende des 19. Jahrhunderts, als das Ziel, die physika-

    lisch-mechanische Deutung aller Naturerscheinungen, greifbar nahe vor

    Augen schien. L. G r t z konnte in seiner Schrift Aether und Relativittstheo-

    rie schreiben: Bis auf die Schwerkraft, die allgemeine Attraktion, knnen alle

    Erscheinungen, die wir kennen, durch einen derartigen (elektro-magnetischen)

    Aether erklrt werden.

    Die in diesem Satze ausgedrckte Entwicklung der Physik des 19.

    Jahrhunderts wurde unterbrochen durch die Konfusion, welche durch das

    negative Ergebnis des M i c h e l s o n schen Versuches entstanden war.

    lm ll. Kapitel dieser Schrift wird gezeigt, wie gerade das negative Ergebnis

    des M i c h e l s o n schen Versuches, welches den Ausgangspunkt fr die

    Relativittstheorie bildete, den Weg weisen kann zu einem einheitlichen, auf

    den Aether gegrndeten, physikalisch-mechanischen Weltbild.

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    l. Kapitel.

    Historisch-kritische Betrachtungen ber Probleme der Physik.

    1. Das Gravitationsproblem.

    Nachdem G a l i l e i die Erscheinung der Schwerkraft in den Fallgesetzen,

    K e p l e r die Bewegung der Himmelskrper in seinen drei Planetengesetzen

    mathematisch erfat hatte, versuchte N e w t o n eine Zusammenfassung

    dieser beiden Erscheinungen in seinem Gravitationsgesetz. Dieses lautet:

    Irgend zwei Massen (M und m) ziehen einander an proportional den

    Massen und umgekehrt proportional dem Quadrate ihrer Entfernungen (r).

    In Zeichen: 2Pr

    Mmk = , wobei k ein konstanter Faktor ist. Die mathema-

    tische Formulierung dieses N e w t o n schen Gesetzes hat sich als sehr

    fruchtbar erwiesen fr die Berechnung der Strungen der Planetenbahnen; ja

    es gelang mit Hilfe solcher Berechnungen die Entdeckung noch unbekannter

    Planeten. Aber N e w t o n handelte bei Aufstellung seiner Gravitationstheorie

    doch gegen seinen Grundsatz: Hypothesen erdenke ich nicht, indem er eine

    Aussage ber die physikalische Ursache der Schwerkraft machte, obwohl er

    zugab, da er dieselbe nicht kenne. Zwar nahm er eine Attraktion der Massen

    nur aus methodischen Grnden an, aber seine Anhnger machten daraus ein

    Axiom und wiesen bald jeden Versuch einer physikalisch-mechanischen

    Deutung der Schwerkraft als berflssig, ja strend ab. So kommt es, da die

    physikalischen Gravitationstheorien D e s c a r t e s , H u y g e n s , L e i b n i z

    und anderer Gelehrter heute fast vergessen sind.

    Heute wagt niemand mehr, gegen die Annahme einer allgemeinen

    Massenanziehung Stellung zu nehmen: ja E i n s t e i n macht dieselbe in

    seiner Gravitationstheorie zur Grundlage der gesamten Mechanik, indem er

    auch die Trgheit der Masse darauf zurckfhrt.

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    Der Physiker D r u d e machte allerdings auf das Hypothetische der

    N e w t o n schen Theorie aufmerksam, wenn er in einer Leipziger Antrittsrede

    sagte: Man hat frher von einer Erklrung der K e p l e r schen Gesetze

    durch die N e w t o n sche Annahme einer Gravitationskraft zwischen den

    Himmelskrpern geredet. Was hat N e w t o n aber in Wirklichkeit getan?

    Er hat die Bahngleichungen der Planetenbewegungen zweimal nach der Zeit

    differenziert. Dabei ergab sich ein System von Gleichungen, welches aus-

    spricht, da die Beschleunigung, welche ein Planet in einem bestimmten

    Augenblick erfhrt, in der Richtung nach der Sonne hin liegt und mit dem

    Quadrat des augenblicklichen Abstandes umgekehrt proportional ist.

    Multipliziert man diese Beschleunigung noch mit der Masse des Planeten und

    nennt das Produkt, wie berall in der Mechanik, Kraft, so hat man einen

    einfachen und wegen des mit dem Worte Kraft instinktiv verbundenen

    Anthropomorphismus noch dazu hchst anschaulichen Ausdruck fr den

    Tatbestand, der jedoch in Wirklichkeit kein anderer als der der K e p l e r schen

    Gesetze ist. Er ist nur in eine mehr denkkonomische und auch heuristisch

    brauchbare Form gebracht worden. Denn diese neue Formulierung leitet uns

    nun zur Auffindung weiterer hierhin gehriger Tatsachen hin (Strungen,

    Gezeiten usw.).

    Diese Kritik warnt wohl vor einer Ueberschtzung der N e w t o n schen

    Gravitationstheorie; aber sie weist nicht deutlich genug auf das Verhngnisvol-

    le der Annahme einer Attraktionskraft hin. Unsere ganze Physik wurde durch

    die Attraktionshypothese auf ein falsches Gleise geschoben.

    Der nachfolgende Beweis gegen die Attraktionshypothese soll die

    Bereitwilligkeit erzeugen, eine andere Erklrung der Gravitation wenigstens

    objektiv zu prfen.

    Die Bahnen der Himmelskrper sind Ellipsen. Ein Planet eilt mit beschleu-

    nigter Bahngeschwindigkeit seinem Perihelium zu, um von dort aus mit

    abnehmender Geschwindigkeit sich wieder von der Sonne zu entfernen. Er

    gleicht also in gewissem Sinne einem Pendel. Ein Pendel hat aber einen festen

    Aufhngepunkt, was fr den Planeten nicht zutrifft. Nach der N e w t o n

    schen Gravitationstheorie halten sich zwar die aus der Entfernung von der

    Sonne zu berechnende Zentripetalkraft und die aus der Bahngeschwindigkeit

    resultierende Zentrifugalkraft an jedem Punkte der Bahn das Gleichgewicht.

    Aber ist nicht die Bahnbeschleunigung im Perihelium (bei den N e w t o n

    ianern) eine Wirkung der von der Sonne ausgehenden Attraktion? Wie kann

    diese Wirkung der Attraktion ihre eigene Ursache, die in Sonnennhe immer

    strker werdende Attraktion berwinden, so da sich der Planet nun wieder

    von der Sonne entfernen kann? Erinnert man sich hier nicht an die Schnurre

    von Mnchhausen, der sich an seinem eigenen Zopfe aus dem Sumpfe zieht?

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    Auch H. H e r t z uert diesbezglich in der Einleitung zu seiner Mecha-

    nik schwere Bedenken: Drfen wir (in Bezug auf die Zentrifugalkraft), ohne

    unsere Begriffe zu verwirren, jetzt auf einmal von Krften reden, welche erst

    durch die Bewegung entstehen, welche eine Folge der Bewegung sind?

    Schon der Begriff Zentripetalkraft (Hinstreben nach dem Zentrum) weist

    darauf hin, da die N e w t o n sche Gravitationstheorie eigentlich keine

    Erklrung abgibt fr die Umlaufsbewegung der Planeten, d.h. fr die

    ursprngliche Trgheitsbewegung, sondern hchstens fr die Krmmung der

    Bahn, fr die Beschleunigung nach dem Zentrum hin.

    N e w t o n hat die sehr exzentrischen Bahnen der Kometen als Beweis

    gegen die Aetherwirbeltheorie D e s c a r t e s geltend gemacht. Aber eben die

    groe Exzentrizitt der Kometenbahnen erweckt aus obigen Grnden auch

    schwere Bedenken gegen die Attraktionshypothese der N e w t o n ianer.

    N e w t o n s Theorie erklrt in keiner Weise die Eigenrotation der Him-

    melskrper. Man hlt heute die Attraktion fr eine experimentell

    nachgewiesene Tatsache; C a v e n d i s h hat sie mit der Drehwaage gemessen

    und andere Physiker, neuestens E t v s, mit andern hchst empfindlichen

    Vorrichtungen. Aber wenn man von der modernen Atomtheorie ausgeht, so

    kann man sich sehr wohl vorstellen, da um die ponderablen Massen

    Kraftfelder vorhanden sind, deren Wirkung einer Anziehung gleichkommt und

    die man doch nicht als Anziehung bezeichnen darf. Im zweiten Kapitel wird

    dafr eine ganz neue Erklrung gegeben.

    Es sind von D e s c a r t e s bis zur Gegenwart viele Versuche gemacht

    worden, die Gravitation aus Vorgngen im Aether zu erklren.

    Fr. Alb. L a n g e macht in seiner Geschichte des Materialismus darauf

    aufmerksam, da die groen Mathematiker und Physiker des 17. Jahrhunderts,

    die Zeitgenossen N e w t o n s, ja N e w t o n selbst, weit davon entfernt

    waren, an Fernwirkungen zu glauben. Er schreibt:

    Wir haben uns heute so sehr an die abstrakte, oder vielmehr in einem

    mystischen Dunkel zwischen Abstraktion und konkreter Fassung schwe-

    bende Vorstellung von Krften gewhnt, da wir gar nichts Anstiges

    mehr darin finden, ein Teilchen der Materie ohne unmittelbare Berhrung

    auf ein anderes wirken zu lassen...

    D e s c a r t e s stand mit seiner Ableitung der Schwere aus dem Sto

    therischer Krperchen durchaus nicht vereinzelt. Es ist heutzutage blich

    geworden, seine verwegenen Hypothesen gegenber den Demonstratio-

    nen eines H u y g e n s und N e w t o n sehr scharf zu beurteilen; darber

    vergit man anzuerkennen, was unzweifelhaft der Fall ist, da diese Mnner

    in der einheitlichen und m e c h a n i s c h e n A u f f a s s u n g der

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    N a t u r v o r g n g e doch alle mit D e s c a r t e s bereinstimmten,

    durch dessen Schule sie gegangen waren.

    Die jetzt herrschende Annahme einer Wirkung in die Ferne hielt man

    einfach fr absurd. N e w t o n machte davon keine Ausnahme. Wieder-

    holt erklrte er im Laufe seines groen Werkes, da er die unbekannten

    physikalischen Ursachen der Schwere aus methodischen Grnden bei Seite

    lasse, aber an ihrem Vorhandensein nicht zweifle. So bemerkt er z.B., da er

    die Zentripetalkrfte als Anziehungen betrachte, obgleich sie vielleicht,

    wenn wir uns der Sprache der Physik bedienen wollen, richtiger Anste

    genannt werden mten. Ja, als der Eifer seiner Anhnger dazu berging,

    die Schwere fr eine Grundkraft aller Materie zu erklren (womit dann jede

    weitere mechanische Erklrung aus dem Sto imponderabler Teilchen

    abgeschnitten wurde), sah sich N e w t o n veranlat, noch im Jahre 1717,

    in der Vorrede zur zweiten Auflage seiner Optik, ausdrcklich gegen diese

    Anschauung zu protestieren.

    Schon bevor diese Erklrung N e w t o n s erschienen war, uerte sein

    groer Zeitgenosse H u y g e n s, er knne nicht glauben, da N e w t o n

    die Schwere als eine wesentliche Eigenschaft der Materie betrachte... Man

    sieht jetzt, wie diese Anschauungen zusammenhngen, und man begreift,

    da auch Mnner wie L e i b n i z und Johann B e r n o u l l i an dem

    neuen Prinzip Ansto nahmen; ja, da der letztere sogar nicht ablie, zu

    versuchen, ob sich nicht aus D e s c a r t e s Prinzipien eine mathematische

    Konstruktion ableiten liee, welche den Tatsachen ebenfalls gengte.

    Alle diese Mnner wollten die Mathematik von der Physik nicht trennen,

    und als physikalisch vermochten sie die Lehre N e w t o n s nicht zu begrei-

    fen.

    Aus dem Triumph der rein mathematischen Leistung N e w t o n s

    erwuchs so in seltsamer Weise eine neue Physik. Der Gang der Geschichte

    hat die unbekannte materielle Ursache eliminiert und das mathematische

    Gesetz selbst in den Rang der physikalischen Ursache eingesetzt... was

    N e w t o n fr eine so groe Absurditt erklrte, da kein denkender Kopf

    darauf verfallen knnte, das preist die Nachwelt als N e w t o n s groe

    Entdeckung der Harmonie des Weltalls!

    Was L a n g e hier in diesen Ausfhrungen kurz zusammenfat, das zeigt

    auch Rosenberger in einem umfangreichen Werk: N e w t o n und seine

    physikalischen Prinzipien 1895, nmlich da N e w t o n weit davon entfernt

    war, in der Attraktion jene Grundkraft der Materie zu erblicken, als deren

    Entdecker man ihn jetzt zu preisen pflegt, und da er die Frage nach der

    physikalischen Ursache der Gravitation offen lie. Das Werk R o s e n b e r g -

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    e r s ist eine reiche Fundgrube von Stoff ber die in Vergessenheit geratenen

    Bemhungen um ein Weltbild in D e s c a r t e s schem Sinne. Wir werden auf

    den nchsten Seiten das bringen, was wir, als wesentlich fr den Zweck dieser

    Abhandlung, dem Buche R o s e n b e r g e r s entnommen haben.

    R o s e n b e r g e r Seite 105: Eine Schrift Newtons aus dem Jahre 1675

    mit dem Titel: Theorie des Lichtes und der Farben enthlt eine auf den

    Aether gegrndete Gravitationstheorie:

    Ebenso wie hier die elektrische Anziehung wird auch die Anziehungskraft

    der Erde, welche wir Schwere nennen, durch immerwhrende Kondensation

    einer hnlichen therischen Flssigkeit verursacht sein. Denn wenn

    grungsfhige oder brennbare Krper eine groe Menge therischer

    Flssigkeit in sich zu halten vermgen, so darf man auch von dem groen

    Krper der Erde annehmen, da er immerwhrend groe Mengen theri-

    scher Flssigkeit in sich zu kondensieren vermag. Dann aber mu auch

    immerwhrend von allen Seiten die therische Flssigkeit mit groer

    Schnelligkeit zum Ersatz nach der Erde hinstrmen, und diese Aetherstrme

    werden die Krper ber der Erde mit sich fhren nach der Erde, und zwar

    mit einer Kraft, welche den Oberflchen aller Teile, auf welche die Strme

    wirken, proportional ist. Und wie die Erde, so mag auch die Sonne diese

    Substanz einsaugen und dadurch sich nicht blo ihre Leuchtkraft bewahren,

    sondern auch die Planeten verhindern, sich weiter von ihr zu entfernen."

    In dem Buche R o s e n b e r g e r s finden wir auch die Gravitations-

    theorie D e s c a r t e s (Rbg. Seite 144):

    Weil die irdische Materie in groen Massen zusammenhngt, so folgt sie

    nicht so leicht dem Drucke nach auen, der durch die Rotation der Erde

    erzeugt wird, wie der himmlische Stoff, der zwischen der irdischen Masse

    sich befindet. Der himmlische Stoff kann aber nicht in den durchaus mit

    Stoff erfllten Himmelsraum sich entfernen, ohne andere Stoffe nieder, d.h.

    nach dem Zentrum der Erde zu drcken. Und da nun berall der himmli-

    sche Stoff das gleiche Streben nach auen besitzt und der irdische Stoff

    berall diesem nachsteht, so wird an allen Orten der irdische Stoff nach

    dem Zentrum gedrngt, und diese Erscheinung ist es, die man als die

    Schwere bezeichnet. S c h w e r e i s t a l s o k e i n d e m S t o f f

    i n n e w o h n e n d e s S t r e b e n , s o n d e r n n u r d e r

    R c k s t o , den die vom Zentrum sich entfernenden Himmelskgelchen

    auf die irdische Materie ausben.

    Frh schon wurden gegen die D e s c a r t e s sche Gravitationstheorie

    verschiedene Bedenken geuert. Wenn die Schwere von einer Rotation um

    eine feste Achse herrhre, so msse sie senkrecht auf diese Achse und nicht,

    wie die Erfahrung zeige, auf das Zentrum des Wirbels gerichtet sein,

  • Schrempf 16

    Rbg. Seite 227: Claude P e r r a u l t nahm deshalb in seinen Essais de

    physique von 1680 an, da die Teile des Wirbels an den Polen schneller

    rotieren.

    Jakob B e r n o u l l i stellte in einer Abhandlung, die 1686 in den Acta

    Eruditorum erschien, zwei Hypothesen auf, durch welche man der oben

    genannten Schwierigkeit ausweichen knne: entweder msse man annehmen,

    die Wirbelbewegungen der einzelnen Teilchen geschehen nicht blo parallel

    zu dem Aequator, sondern auch parallel zu allen andern grten Kreisen; oder

    der Druck der Zentrifugalkraft treffe auf Reihen kugelfrmiger Elemente, die in

    geraden Linien nach dem Zentrum angeordnet seien und diesen Druck nur

    nach dem Zentrum fortpflanzen.

    Rbg. Seite 228: 1690 sucht Pierre V a r i g n o n einem andern Einwurf

    gegen die Cartesianische Theorie zu entgegnen, dem Einwurf, da in einem

    rotierenden Wirbel durch die Zentrifugalkraft doch eher die grobe Materie

    nach oben steigen und die feineren Stoffe nach unten drngen mte als wie

    umgekehrt, wie Descartes es behauptete. V a r i g n o n betonte, da die der

    Erde benachbarten Planeten-wirbel den Erdwirbel gleichsam in ein festes

    Gewlbe einschlssen, von dessen Wnden berall durch die Zentrifugalkrfte

    der Nachbarwirbel ein nach dem Zentrum gerichteter Druck ausgebt werde.

    Dieser Druck verbreite sich durch die flssige Wirbelmaterie gleichmig im

    ganzen Wirbel und setze sich berall mit der Zentrifugalkraft zu einer Kraft

    zusammen, die in einer gewissen Entfernung vom Wirbelzentrum auf Null

    reduziert werde und dort eine neutrale Zone ergebe. Unter dieser Zone wrde

    alle Materie nach dem Zentrum des Wirbels hin, ber ihr von demselben

    weggetrieben. Die neutrale Zone der Erde zeige sich vielleicht durch die

    Wolken an, die in ihr schwebend blieben. Auch in dem groen Sonnenwirbel

    mchten hnliche Verhltnisse herrschen, und dort knnten wohl in der

    neutralen Zone die Planeten sich schwebend erhalten, so da sie trotz des

    Druckes der Nachbarwirbel und trotz ihrer Zentrifugalkraft sich nicht ber

    gewisse Grenzen hinaus der Sonne nherten oder von ihr entfernten.

    Rbg. Seite 231: L e i b n i z verffentlichte 1689 in den Acta Eruditorum

    eine Theorie der Schwere mit dem Titel: Tentamen de Motuum coelestium

    causis. Er will nachholen, was D e s c a r t e s versumt hatte: er will die

    K e p l e r schen Gesetze aus Aetherwirbeln ableiten. Zu diesem Zwecke

    vereinigt L e i b n i z C a r t e s i a n ische und N e w t o n sche Ideen. Er

    bezeichnet diejenigen Bewegungen um ein festes Zentrum, bei Welchen die

    Geschwindigkeiten den Entfernungen vom Zentrum umgekehrt proportional

    sind, als harmonische Zirkulation. In jeder harmonischen Zirkulation werden

    von dem Radius in gleichen Zeiten gleiche Flchenrume berstrichen. Nach

    dem zweiten K e p l e r schen Gesetz bewegen sich also die Planeten um die

  • Schrempf 17

    Sonne, die Monde um die Planeten in harmonischen Zirkulationen; damit ist

    notwendig verbunden, da auch der umgebende Aether in harmonischer

    Zirkulation sich befinden mu. Jeder Planet bewegt sich durch das Zusam-

    menwirken einer harmonischen Zirkulation und einer parazentrischen

    Bewegung (Bewegung auf dem Radius). Die harmonische Zirkulation

    geschieht durch die Bewegung des Aethers, in welchem der Planet gleichsam

    schwimmt und dessen Bewegung er sich anbequemt. Die parazentrische

    Bewegung der Planeten wird verursacht durch einen Antrieb nach auen und

    durch die Attraktion der Sonne. Die Zentrifugalkraft, die durch die Bewegung

    erzeugt wird, mu durch die Attraktion der Sonne kompensiert werden. L e i b

    n i z rhmt von seiner Theorie, da er aus ihr mit Hilfe der neuerfundenen

    Infinitesimalrechnung nicht blo fr die Planetenbewegung das zweite und

    dritte K e p l e r sche Gesetz, sondern auch die umgekehrt quadratische

    Proportionalitt der Attraktion mit der Entfernung habe ableiten knnen. Rbg.

    Seite 234: Auch H u y g e n s hat sich eifrig bemht, auf C a r t e s i a n

    ischem Grunde eine mechanische Erklrung der Schwerkraft zu geben. Seine

    Abhandlung ber die Schwerkraft erschien im Jahre 1690 als Beilage zu

    seinem Werke ber das Licht. H u y g e n s vereinigt darin die Wirbeltheorie,

    die ihm in der D e s c a r t e s schen Ausfhrung unmglich erschien, mit

    den alten atomistischen Vorstellungen der nach allen mglichen Richtungen

    hin erfolgenden Bewegungen der Aetheratome. D e s c a r t e s habe, sagt

    H u y g e n s in der Vorrede, zuerst erkannt, da man in der Physik nicht

    weiterkommen werde, wenn man nicht alle Erscheinungen aus Prinzipien

    ableite, welche innerhalb der Sphre unseres Geistes lgen; wenn man nicht

    die Materie, statt aus wunderbar wirkenden Eigenschaften, nur aus Bewegun-

    gen der Teilchen konstituiere. Er selbst msse gestehen, da die C a r t e s i a

    n ischen Ansichten, obgleich sie in Bezug auf die Schwere falsch seien, ihm

    doch den Weg zu seiner Erklrung gezeigt htten.

    H u y g e n s fhrt dann ein schon 1661 von ihm ersonnenes Experiment

    dafr an, da wirklich die festen in dem Wirbel schwimmenden Teilchen durch

    die Zentrifugalkraft der flssigen Wirbelmaterie nach dem Zentrum des

    Wirbels getrieben werden. Ein zylindrisches, mit Wasser geflltes Gef von

    kreisfrmiger Grundflche ist um seine senkrechte Achse drehbar, und auf

    seiner Grundflche kann eine Kugel von beliebigem Material zwischen

    gespannten Fden lngs eines Durchmessers rollen. Wird das anfangs ruhende

    Gef gedreht, so entfernt sich die Kugel vom Mittelpunkt der Grundflche

    gegen den Umfang und bleibt dort so lange als die Rotationsgeschwindigkeit

    nicht abnimmt. Wird aber pltzlich das Gef in Ruhe versetzt, so wird das in

    demselben weiterkreisende Wasser die ruhende Kugel vom Umfange gegen

    den Mittelpunkt hin drngen. Die Kugel bewegt sich also unter dem Einflu

  • Schrempf 18

    einer wirbelnden Flssigkeit wirklich so, als ob sie einer zentripetalen Kraft

    unterworfen wre; sie strebt wie alle schweren Krper nach dem Mittelpunkt

    hin. Trotzdem bleibt es richtig, da durch eine Wirbelbewegung um eine

    Achse die Schwere nicht erklrt werden kann, weil sie dann eben nur senkrecht

    gegen diese Achse und nicht nach dem Mittelpunkte hin wirken knnte. Diese

    Schwierigkeit wird dadurch gelst, da man die Rotationen in dem Wirbel

    nicht um eine, sondern um alle mglichen durch den Mittelpunkt des Wirbels

    gehenden Achsen geschehen lt. H u y g e n s nimmt also an, da die sehr

    feine, aus sehr kleinen Teilchen bestehende flssige Wirbelmaterie, welche

    den ganzen sphrischen Raum um die Erde bis auf sehr weite Entfernungen

    vollstndig erfllt, sich in jedem Punkte nach allen mglichen Richtungen hin

    mit sehr groer Schnelligkeit bewegt. Da die Teilchen nicht aus diesem Raume,

    der von anderen Krpern umgeben ist, hinausgehen knnen, so mssen ihre

    Bewegungen, auch wenn sie anfangs geradlinig gewesen wren, nach und

    nach zu kreisfrmigen werden, die nun aber nicht in parallelen, sondern

    vielmehr in allen mglichen Richtungen um dasselbe Zentrum, den Mittel-

    punkt der Erde, geschehen. Diese Bewegungen werden sich auch in keinem

    Punkte hindern (trotz ihrer verschiedenen Richtungen), wenn wir die Teilchen

    der Wirbelmaterie nur klein genug annehmen; denn auch kochendes Wasser

    hat sehr verschiedene Bewegungen in sich, und die Flssigkeit der himmli-

    schen Materie ist noch sehr viel grer als die des Wassers. Die Schwere ist

    danach leicht zu erklren. Wenn innerhalb der flssigen Wirbelmaterie sich

    Krper befinden, deren Teile viel grer als die Teile der Flssigkeit sind, so

    knnen diese Krper den Bewegungen des Wirbels nicht folgen, weil die

    Ste von allen Seiten ganz gleichmig auf sie treffen. Da aber doch die

    Zentrifugalkraft die flssige Materie nach auen drngt, so werden jene

    Krper, wie die Kugel im Experiment, nach innen getrieben werden und also

    gegen das Zentrum schwer erscheinen...

    Nach dem Erscheinen der Prinzipien N e w t o n s fgte H u y g e n s

    seiner Abhandlung einen Nachtrag an, in welchem er sich ber die Theorie

    N e w t o n s aussprach:

    D i e s e s P r i n z i p , n a c h d e m d i e T e i l c h e n a l l e r

    K r p e r s i c h g e g e n s e i t i g a n z i e h e n o d e r s i c h e i n

    a n d e r z u n h e r n s t r e b e n, v e r m a g i c h n i c h t a n z u -

    n e h m e n , w e i l i c h k l a r z u s e h e n g l a u b e , d a e i n e

    s o l c h e A t t r a k t i o n w e d e r d u r c h e i n e R e g e l d e r

    B e w e g u n g , n o c h d u r c h e i n m e c h a n i s c h e s P r i n z i p

    e r k l r b a r i s t... Das System N e w t o n s hat die Schwierigkeit, da

    N e w t o n, indem er die C a r t e s i a n ischen Wirbel negiert, auch nur

    eine sehr vereinzelte Materie in den himmlischen Rumen zult, damit die

  • Schrempf 19

    Planeten und Kometen so wenig Widerstand als mglich in ihrem Laufe

    erfahren. Danach erscheint mir die Erklrung der Schwere ebenso unmg-

    lich, wie die der optischen Erscheinungen, wenigstens in der Weise, in der

    ich sie gegeben habe.

    Der bedeutende Mathematiker Leonhard E u l e r neigt ebenfalls dazu,

    wie D e s c a r t e s , H u y g e n s und L e i b n i z eine mechanische Ursache

    der Schwerkraft anzunehmen, obwohl er mit dem N e w t o n schen Kraftge-

    setz groe Erfolge hatte in der Berechnung der Strungen der planetarischen

    Bewegungen. Dies ist ein Beispiel dafr, da die Annahme einer physikalischen

    Ursache der Schwere der wissenschaftlichen Bestimmtheit und Sicherheit nicht

    schdlich ist. E u l e r schreibt in seinen Briefen an eine deutsche Prinzessin:

    Die Meinungen der Physiker und Philosophen teilen sich in zwei Haupt-

    klassen: nach der einen Partei geschieht die gegenseitige Anziehung zweier

    Krper durch ihre unmittelbare Wirkung aufeinander, und die anziehende

    Kraft ist eine wesentlich innere Eigenschaft der Krper selbst; dagegen

    behauptet die andre Partei, da die Anziehung mittelbarer Weise durch die

    Hilfe irgend einer feinen unsichtbaren Materie geschehe. Die erstere Mei-

    nung ist besonders von englischen Physikern verteidigt worden, die sich

    vermutlich durch den Ausdruck Anziehung, dessen sich N e w t o n zur

    Bezeichnung einer in der Natur unverkennbaren Wirkung bedient hatte,

    verleiten lieen zu glauben, da er die Ursache dieser Wirkung oder die

    anziehende Kraft wirklich fr eine den Krpern eigentmliche Kraft gehal-

    ten habe. Doch ist es jedenfalls nur eine bequeme Art der Erklrung, wenn

    man sagt, da sich zwei Krper darum anziehen, weil sie eine gewisse

    geheime Kraft haben, einander anzuziehen.

    Die andere Meinung, da die Schwere die Wirkung einer feinen Materie

    sei, haben besonders D e s c a r t e s und H u y g e n s verteidigt. U n d

    i n d e r T a t w e r d e n w i r g e n e i g t e r s e i n z u g l a u b e n ,

    d a z w e i w e i t v o n e i n a n d e r e n t f e r n t e K r p e r

    d u r c h i r g e n d e i n e M a t e r i e g e g e n e i n a n d e r

    g e t r i e b e n w e r d e n , a l s d a d e r e i n e d e n a n d e r n

    o h n e a l l e Z w i s c h e n m i t t e l b l o a u s i n n e r e r K r a f t

    a n s i c h r e i e n s o l l t e. W e n i g s t e n s s t i m m t d a s

    e r s t e r e a l l e i n m i t u n s e r e r E r f a h r u n g b e r e i n. (Rbg.

    Seite 251.)

    Sehr hervorheben mssen wir, da Newton selbst sich fter gegen die

    Meinung verwahrt, als sei er derjenige, der eine den Krpern innewohnende

    Attraktionskraft lehre. Einen Brief an Bentley vom 17. Januar 1693 schliet er

    mit einem solchen Protest. Bentley spreche einige mal von der Schwere so, als

    ob dieselbe der Materie wesentlich und inhrent sei. Das mge er aber ja nicht

  • Schrempf 20

    als seine (Newtons) Meinung ausgeben; denn er beansprucht nicht, zu wissen,

    was die Ursache der Schwere sei. In einem Brief vom 25. Februar 1693 an

    Bentley schreibt Newton (Rbg. Seite 267.):

    E s i s t i n W a h r h e i t u n b e g r e i f l i c h , w i e u n b e s e e l t e ,

    u n v e r n n f t i g e M a t e r i e , o h n e d i e V e r m i t t l u n g v o n

    i r g e n d e t w a s a n d e r e m , w e l c h e s n i c h t m a t e r i e l l

    i s t , a u f a n d e r e M a t e r i e w i r k e n u n d d i e s e l b e o h n e

    g e g e n s e i t i g e B e r h r u n g a f f i z i e r e n k n n t e , w i e e s

    g e s c h e h e n m s s t e , w e n n d i e G r a v i t a t i o n i n d e m

    S i n n e v o n E p i k u r d e r M a t e r i e w e s e n t l i c h , i n h r e n t

    s e i n s o l l t e. U n d d i e s i s t e i n G r u n d , w a r u m i c h n i c h t

    m c h t e , d a S i e m i r d e n B e g r i f f e i n e r e i n g e b o r e n -

    e n G r a v i t a t i o n z u s c h r e i b e n. D a d i e G r a v i t a t i o n

    d e r M at e r i e w e s e n t l i c h , i n h r e n t u n d a n e r s c h a f f e n

    s e i n s o l l e n , s o d a e i n K r p e r a u f e i n e n a n d e r n

    w i r k e n k n n t e a u f d i e E n t f e r n u n g h i n d u r c h d e n

    l e e r e n R a u m , o h n e d i e V e r m i t t l u n g v o n i r g e n d

    e t w a s , d u r c h w e l c h e s i h r e K r a f t u n d A k t i o n

    v o n e i n e m z u m a n d e r e n g e l e i t e t w e r d e n k n n t e ,

    d a s i s t n a c h m e i n e m D a f r h a l t e n e i n e s o g r o e

    A b s u r d i t t , d a i c h g l a u b e , k e i n M e n s c h , w e l c h e r

    i n p h i l o s o p h i s c h e n D i n g e n e i n e g e n g e n d e

    D e n k f h i g k e i t h a t , k a n n j e m a l s d a r a u f v e r f a l l e n.

    Die Gravitation mu durch ein Agens, welches konstant nach gewissen

    Gesetzen wirkt, verursacht sein; ob aber dieses Agens materiell oder imma-

    teriell ist, habe ich der Ueberlegung meiner Leser berlassen.

    Trotz dieser Verwahrung Newtons gingen seine Anhnger bald dazu ber,

    die den Massen anerschaffene Attraktion zu einem Axiom zu erheben. So

    schreibt K e i l 1708 eine Abhandlung ber die Gesetze der Attraktion, in

    welcher er von drei Axiomen ausgeht:

    1) da ein leerer Raum existiere,

    2) da jede Quantitt bis ins Unendliche teilbar sei,

    3) da die Teilchen aller Materie anziehende Krfte ausben.

    Die N e w t o n i a n e r gewannen immer mehr Einflu.

    Die C a r t e s i a n e r behaupteten sich zwar noch einige Zeit, besonders

    in Frankreich. V o l t a i r e schildert in seinen Briefen ber die Englnder den

    sonderbaren Zustand der nebeneinander bestehenden Weltanschauungen

    (Rbg. Seite 520):

    Ein Franzose, welcher nach L o n d o n kommt, findet die Dinge in der

    Philosophie, wie berhaupt, sehr stark verndert. Er hat die Welt gefllt

  • Schrempf 21

    verlassen und findet sie nun leer. In P a r i s sah er das Universum aus

    lauter Wirbeln einer feinen Materie zusammengesetzt, in London ist nichts

    davon zu bemerken. Bei uns ist es der Druck des Mondes, welcher die

    Meeresflut verursacht, bei den Englndern strebt das Meer selbst nach dem

    Monde hin. In F r a n k r e i c h tut die Sonne nichts in dieser Sache, dort

    trgt auch sie ihr Teil dazu bei. Bei uns Cartesianern geschieht alles durch

    eine Impulsion, welche man kaum versteht; bei N e w t o n wirkt statt

    dessen eine Attraktion, deren Ursache man auch nicht besser kennt...

    D e s c a r t e s versichert, da die Materie nur in der Ausdehnung besteht,

    N e w t o n fgt dazu noch die Dichte.

    Den ganzen Streit der beiden Weltanschauungen hier zu schildern,

    wrde zu weit fhren. Wir konnten zeigen, da im 17. und zu Anfang des

    18. Jahrhunderts alle bedeutenden Physiker und Mathematiker einschlielich

    N e w t o n dazu neigten, die Naturerscheinungen durch den Aether zu

    erklren. Aber dann war fast ein Jahrhundert lang der Aether aus der Physik

    verbannt, da sich im Schatten der G r a v i t a t i o n s t h e o r i e auch

    die Newtonsche E m i s s i o n s t h e o r i e des Lichtes lange Zeit gegen die

    H u y g e n s sche U n d u l a t i o n s t h e o r i e behaupten konnte.

    Als dann aber im 19. Jahrhundert die Physik durch die Erforschung der

    elektrischen Erscheinungen einen groen Aufschwung nahm, wurde die

    Annahme des Aethers wieder notwendig; die Undulationstheorie siegte ber

    die Emissionstheorie.

    Nun wurden auch wieder Versuche gemacht, die Gravitation aus dem

    Aether zu erklren; aber von D e s c a r t e s schen Wirbeln war nicht mehr die

    Rede; in den mechanischen Gravitationstheorien des 19. Jahrhunderts wurde

    dafr die kinetische Gastheorie auf den Aether angewandt; dies war von

    Anfang an ein viel schwcheres Prinzip als die Wirbeltheorie.

    Caspar I s e n k r a h e stellt in seiner Schrift: Das Rtsel der Schwerkraft

    1879 die neueren Theorien ber die Gravitation zusammen:

    1876 erschien ein Buch von Ph. S p i l l e r: Die Urkraft des Weltalls, in

    welchem die Gravitation aus einem statischen Aetherdruck erklrt wird. Zwei

    Krper sollen nach dieser Theorie auf den voneinander abgekehrten Seiten

    einen Druck erleiden, whrend die Druckkrfte, welche die einander zugekehr-

    ten Seiten treffen, sich gegenseitig aufheben sollen; so sollen sich die Krper

    gegeneinander bewegen, als wenn sie sich anziehen wrden.

    Nach mehreren anderen Theorien wird die Gravitation verursacht durch

    den Sto der Aetherteilchen, die mit groen Geschwindigkeiten hin- und

    herfliegen. Die erste dieser Sto- und Schirmwirkungstheorien wurde von

    L e s a g e ums Jahr 1800 aufgestellt. Nach L e s a g e wird der Raum nach

    allen Richtungen von Aetherteilchen mit einer fast unendlich groen

  • Schrempf 22

    Geschwindigkeit durcheilt. Ein einzelnes Atom im Raume wrde keinen

    Bewegungsimpuls erhalten, da die von allen Seiten kommenden Ste sich

    gegenseitig aufheben wrden. Befinden sich aber zwei Krper in dem Raume,

    so schtzen sie sich gegenseitig vor den Sten und werden dadurch

    zueinander hingetrieben.

    H. S c h r a m m verffentlicht 1872 eine Schrift: Die allgemeine Bewe-

    gung der Materie als Grundursache der Naturerscheinungen, worin er eine

    ganz hnliche Erklrung der Schwerkraft gibt wie L e s a g e.

    1874 schrieb F. F r i t s c h eine Abhandlung: Theorie der Newton schen

    Gravitation und des M a r i o t t e schen Gesetzes. Eine Durchfhrung des

    H u y g e n s schen Gedanken ber die Schwere. Darin geht er von folgenden

    Voraussetzungen aus:

    1) Auer der schweren Masse enthlt der Raum noch andere, fein verteilte

    Masse, den sogenannten Aether; seine Teilchen sind unendlich klein ge-

    gen die schweren Teilchen; die Berechtigung dieser Annahme erfolgt aus

    der Optik.

    2) Die kleinsten Teile - Atome - sowohl des Aethers wie der schweren

    Masse sind vollstndig hart, d.h. in ihrer Form unvernderlich...

    3) Der Aether ist in fortwhrender sehr schneller Bewegung nach allen

    Richtungen hin; bertragen wird diese Bewegung von Teilchen zu Teil-

    chen nur durch Aufeinanderstoen...

    Baron N. von D e l l i n g s h a u s e n verffentlichte 1872:

    Grundzge der Vibrationstheorie der Natur. D e l l i n g s h a u s e n

    nimmt eine kontinuierliche Raumfllung an. Seine Atome sind Vibrationsato-

    me, von welchen nach allen Seiten fortschreitende Wellen ausgehen.

    Begegnen sich zwei Wellenzge, so bilden sie stehende Wellen. Es kann an

    irgendeinem Orte durch einen Erkaltungsproze eine Kondensation zustande

    kommen. Treten nun in der Tat in dem bis dahin ruhenden und gleichmi-

    gen Weltaether solche Kondensationen an einer oder mehreren Stelle ein, so

    mu durch das Zusammenflieen mehrerer Vibrationsatome dieselbe Wirkung

    geuert werden, als ob mehrere Vibrationsatome aus dem Weltther

    herausgenommen worden wren. Vom Orte der Kondensation konnten von

    nun an die Wrmewellen weder in gleicher Anzahl, noch in gleicher Art, wie

    vorher, ausgesandt werden. Die nach dem Mittelpunkte der Kondensation

    gerichteten Wrmewellen des Weltthers muten sich, ihres Komplements zur

    Bildung stehender Wellen beraubt, als fortschreitende Wellen weiter fortpflan-

    zen und durch ihre bewegende Kraft ein allgemeines Strmen des Weltthers

    nach dem Orte der Kondensation veranlassen. Wegen der vollkommenen

    Elastizitt der Materie knnen wir annehmen, da die innere lebendige Kraft

    und die Quantitt der Bewegung, welche in den fortschreitenden Aetherwellen

  • Schrempf 23

    in einem bestimmten Momente auf einer Kugelflche enthalten sind,

    nach einiger Zeit bei der konzentrischen Bewegung der Aetherwellen, wie

    bei dem vollkommen elastischen Stoe zweier Krper, ohne jeden Verlust auf

    eine kleinere Kugel bertragen werden... Die Kugeloberflchen aber verhalten

    sich wie die Quadrate ihrer Halbmesser. Aus seinen Annahmen leitet dann

    D e l l i n g s h a u s e n das zweite und dritte Keplersche Gesetz ab.

    Eine besondere Art von Gravitationstheorie liefert der Astronom P. S e c -

    c h i in seinem Buche: Die Einheit der Naturkrfte 1864.

    Die Elastizitt des Aethers leitet S e c c h i von der inneren Rotation

    desselben ab. Nehmen wir nun an, da die Elemente des Mittels mit

    Rotationsbewegung begabt sind, so wird der Sto nicht eine in gerader

    Richtung fortschreitende Bewegung hervorbringen, sondern die Bewegung

    wird sich ber eine Kugel ausbreiten, die den stoenden Krper umgibt. Denn

    da der Sto im allgemeinen nicht im Pole der Rotation erfolgen, und da er

    auch gewhnlich gegen die Achse eine schrge Richtung haben wird, so wird

    sie durch die Zusammensetzung der drehenden und der fortschreitenden

    Bewegung im stoenden Atom eine schrg gerichtete Resultante ergeben,

    und sein Schwerpunkt wird von gestoenen Atom direkt nach dem nchst

    benachbarten und von diesem zum darauffolgenden zurckprallen, gerade

    wie ein vollkommen elastischer Krper inmitten anderer...

    Sicherlich sind die Aetherwirbel oder vielmehr Zentra und Ausdeh-

    nungsphren unendlich klein, so da viele Millionen derselben auf die Lnge

    einer Lichtwelle kommen: und daher wird die Erregung der Atome unseren

    Sinnen weder als Wrme noch als Licht wahrnehmbar, weil jene Bewegung

    in einem sehr viel kleineren Raume erfolgt, als die Lichtwellen. Jeder dieser

    Wirbel, die wir als unendlich kleine Gren bezeichnen knnen, wrde nun

    zur Bildung der Molekle der Krper beitragen, welche in dem brigen, nicht

    zu Aggregaten vereinigten Aether schwimmen... Im Wesentlichen ist auch

    T h o m s o n (L o r d K e l v in), wie ich gesehen habe, zu einer ganz

    hnlichen Vorstellung gelangt; denn auch er sieht die wgbaren Molekle als

    Aetherwirbel an.

    Nach S e c c h i nimmt die Dichtigkeit des Mittels vom Zentrum eines

    Aetherwirbels nach auen zu, und S e c c h i folgert daraus, da ein Wirbel in

    den andern fallen msse; dies ist seine Erklrung der Schwerkraft.

    Nachdem im 19. Jahrhundert die Wissenschaft sich bemht hatte, alle

    Naturerscheinungen auf der Grundlage des Aethers zu erklren, unternahmen

    es am Anfang des 20. Jahrhunderts die Relativittstheoretiker, die Existenz des

    Aethers ganz zu leugnen.

  • Schrempf 24

    Es scheint nun der gleiche Fall einzutreten wie in der Zeit nach Newton:

    da nmlich durch einen groen mathematischen Apparat die anschaulich-

    mechanischen Vorstellungen ganz verdrngt werden.

    Gegen die Negierung des Aethers bei den Relativittstheoretikern wen-

    den sich verschiedene Schriften von H. F r i c k e: Eine neue und einfache

    Deutung der Schwerkraft und eine anschauliche Physik des Raumes 1919.

    Die neue Erklrung der Schwerkraft 1920. Der Fehler in Einsteins Relativi-

    ttstheorie 1920. F r i c k e aus der Aetherstotheorie Lesages eine

    Aetherstrmungstheorie; dabei dienen ihm die Strmungsvorgnge im

    Wasser, wir sie R m l e i n in seiner Schrift: Wie bewegt sich flieendes

    Wasser? dargestellt hat, als Vorbild F r i c k e betrachtet den Aether als

    inkompressible Flssigkeit.

    Neu und bemerkenswert bei F r i c k e ist, da er die Oberflchentempe-

    raturen der Himmelskrper in Beziehung zur Schwerkraft setzt. Er fat seine

    Ausfhrungen in folgenden Stzen zusammen (Fricke: Eine neue und einfache

    Deutung der Schwerkraft):

    1) Die Schwerkraft lt sich als eine Energiebewegung von neuer bisher

    unbekannter Form deuten. Diese Deutung steht nicht nur in keinem Wi-

    derspruche mit der Erfahrung, sondern klrt sofort in einfachster Weise

    die grten Probleme der Astronomie und Physik, besonders die Herkunft

    der Sonnenwrme, auf.

    2) Die Oberflchentemperaturen der Weltkrper unseres Planetensystems

    verhalten sich wie die Strke der Schwerkraftfelder auf ihren Oberflchen.

    3) Von der Schwerkraft wird den Masseeinheiten in der Zeiteinheit eine

    konstante Energiemenge zugefhrt, und diese verlt die Massen nach

    den Gesetzen, die der Wrmestrahlung zu entsprechen scheinen.

    Aus der Zusammenfassung der Theorie F r i c k e s am Schlu seiner

    Schrift: Eine neue und einfache Deutung der Schwerkraft sollen noch einige

    Stze folgen:

    Eine weitere Aufklrung des Schwerkraftproblems kann nur auf Grund

    einer Vorstellung von der Natur des Weltthers erfolgen, der als eine

    absolut inkompressible Flssigkeit betrachtet wird. Eine solche kann sich

    aber nur gleichfrmig bewegen. Im Anschlu an die kinetische Gastheorie

    des Aethers und die Wirbeltheorie L o r d K e l v i n s wird man so

    zwangslufig zur Vorstellung eines mit Lichtgeschwindigkeit sich in sich

    selbst verwlzenden Kontinuums als zur einzigen logisch durchfhrbaren

    Aethertheorie gefhrt. Die Massen treten dann als Strmungsfiguren in

    dem stetigen Flievorgang auf, und die Krfte und Beschleunigungen

    existieren nur relativ zu diesen Scheingebilden, nicht absolut im Aether. Da

  • Schrempf 25

    die Masse somit unmittelbar aus der Aetherbewegung hervorgeht, stellt

    sich auch die Widerstands- oder Reibungslosigkeit, mit der sie sich durch

    den leeren Raum bewegt, nur als scheinbar dar; wir sehen den geheimen

    Mechanismus nur nicht, der sie antreibt. Damit wird aber der grte Wider-

    spruch beseitigt, der bisher noch in der Aetherphysik bestand. Wir

    gelangen so zu der Erkenntnis, da hinter der G a l i l e i - N e w t o n sche

    Mechanik mit ihren trgen und schweren Massen und der L o r e n t z

    schen Elektronentheorie mit den elektrischen und magnetischen Massen,

    also hinter der auf dem Massenbegriff aufgebauten (d.h. materialisti-

    schen) Physik noch eine andere, viel einfachere und viel vollstndigere

    Physik steht, in der es nur noch die Lichtbewegung gibt - ein Ergebnis, das

    sich aufs engste an die moderne Relativittstheorie anschliet. In dieser

    Physik stellen sich dann Schwerkraft und Trgheit als entgegengesetzt

    gleiche Komponenten derselben Wirbelstrmung dar. Eine Erklrung der

    Schwerkraft kann daher nur aus den Bewegungen eines trgheitsfreien

    Mediums erfolgen; die Mechanik eines mit trger Masse begabten Aethers

    erweist sich in Uebereinstimmung mit den neueren Anschauungen der

    Physik als undurchfhrbar.

    Auch O. W i e n e r versucht in einer Schrift: Das Grundgesetz der Natur

    und die Erhaltung der absoluten Geschwindigkeiten im Aether die Gravitation

    aus Aetherbewegung zu erklren. In der Einleitung zu dieser Schrift heit es:

    Der Weg, ein solches Grundgesetz der ganzen Natur zu finden, schliet

    sich unmittelbar an die Entwicklung der Physik im 19. Jahrhundert an. Die

    vorliegende Untersuchung geht also aus von dem Gedanken der Uebertra-

    gung der Fernkrfte durch einen zusammenhngenden Stoff, den Aether.

    Sie geht ferner aus von der Annahme, da es nur eine Form von Energie

    gibt, nmlich der Bewegung... Der Raum ist stetig erfllt mit einem beweg-

    lichen Stoff; die Geschwindigkeitsnderung jedes Teilchens oder

    materiellen Punktes ist nur bedingt durch seine Eigengeschwindigkeit und

    den Bewegungszustand in seiner Umgebung. Das Gesetz, welches diese

    Abhngigkeit regle, heie das Grundgesetz... Die Ausschlieung von Fern-

    krften lt sich durch die Forderung erfllen, da der Zuwachs der

    Bewegungsenergie in einem bestimmten Raume und zu einer bestimmten

    Zeit gleich ist dem Zuwachs der durch seine Begrenzungen in derselben

    Zeit mehr ein- als ausstrmenden Beweg-ungsenergie. Dieser Satz ist

    nichts anderes als der Satz der Erhaltung der Energie, wie er unter den

    angenommenen Grund-vorstellungen ausgesprochen werden mu.

    Zum Schlu dieses Kapitels wollen wir noch die Einsteinsche Gravitations-

    theorie erwhnen. Mit dem Aether hat dieselbe allerdings nichts zu tun, da

  • Schrempf 26

    Einstein, ebenso wie die Newtonianern, die Gravitation nur als eine gegensei-

    tige Wirkung der ponderablen Massen aufeinander ansieht. Eine wirklich

    physikalische Deutung der Schwerkraft finden wir bei E i n s t e i n so wenig

    wie bei N e w t o n ; beide begngen sich mit mathematischen Formulierun-

    gen.

    Im Anschlu an E. M a c h, der die Trgheit als eine Gravitationswirkung

    der gesamten Massen des Weltalls zu deuten sucht, stellt E i n s t e i n das

    Prinzip der Gleichheit der trgen und schweren Masse an die Spitze der

    Mechanik. In seinem Aequivalenzprinzip behauptet E i n s t e i n folgendes:

    Den Einflu, den ein Gravitationsfeld auf irgendeinen Vorgang ausbt, wrde

    jeder Beobachter auch wahrnehmen, wenn er ohne Annahme des Wirkens

    dieses Gravitationsfeldes sein Bezugssystem in die Beschleunigung versetzte,

    die fr das betreffende Gravitationsfeld am Orte des Vorganges charakteris-

    tisch war. Die Gravitationskraft bei N e w t o n ersetzt E i n s t e i n durch

    ein Bewegungsprinzip fr Krper, die der Schwerewirkung unterliegen. Dieses

    Bewegungsprinzip lautet: Jeder Krper bewegt sich unter dem Einflu der

    Trgheit und Schwere lngs einer geradesten Bahn. Ist durch solche Form-

    ulierungen fr das Verstndnis des Gravitationsproblems etwas gewonnen?

    2. Der ther in der Geschichte der Physik.

    Schon die Philosophen des Altertums hatten sich Vorstellungen von

    einem unsichtbaren, das Weltall fllenden Stoff gebildet. Von Demokrit

    stammt der Ausspruch: Das Volle ist um nichts mehr als das Leere. Bei Lucrez

    lesen wir: Weit von unseren Sinnen entfernt liegt alle Natur der Urelemente;

    daher, da diese du selber zu sehen nimmer vermagst, mu auch die Bewegung

    dir sich entziehen. (T. Lucrezius Carus: Von der Natur der Dinge, Uebersetzt

    von W. Binder, Stuttgart 1868, Buch II, Seite 294-299.)

    Descartes schrieb: Wenn ein Gef mit Gold oder Blei gefllt ist, enthlt

    es nicht mehr Substanz, als wenn es uns leer erscheint. Auf der Grundlage

    eines den Weltraum erfllenden Aethers schuf D e s c a r t e s seine

    Wirbeltheorie.

    In seinen Prinzipien setzt sich N e w t o n eingehend mit der Aetherthe-

    orie auseinander. Er gelangt aber zu dem Ergebnis, da ein den Weltraum

    fllendes Medium die regelmigen Bahnen der Planeten und besonders die

    exzentrischen Bahnen der Kometen stren wrde. Deshalb begngt sich

    Newton damit, die mathematischen Beziehungen zwischen der Schwere und

    den Bewegungen der Himmelskrper darzustellen. Seinen Verzicht auf eine

    physikalische Erklrung dieser Erscheinungen drckt er so aus:

  • Schrempf 27

    Ich habe nicht dahin gelangen knnen, aus den Erscheinungen den

    Grund dieser Eigenschaften der Schwere abzuleiten, und Hypothesen erdenke

    ich nicht... Es gengt mir, da die Schwere existiert, da sie nach den von uns

    dargelegten Gesetzen wirke, und da sie alle Bewegungen der Himmelskrper

    und des Meeres zu erklren imstande sei...

    L e i b n i z schrieb in einem Briefe an N e w t o n (17. Mrz 1693):

    B e w u n d e r n s w e r t i s t a u c h d e i n e A b l e i t u n g d e r e l l i p-

    t i s c h e n B a h n e n d e r P l a n e t e n a u s e i n e r G r a v i t a t i o n

    u n d e i n e r t r a j e k t o r i s c h e n B e w e g u n g , u n d w e n n

    i c h a u c h e h e r g l a u b e n m c h t e , d a a l l e d i e s e

    B e w e g u n g e n d u r c h e i n e k r e i s e l n d e F l s s i g k e i t

    b e w i r k t w e r d e n , s o v e r m i n d e r t d a s d o c h d e i n

    V e r d i e n s t n i c h t.

    In der Antwort an L e i b n i z vom 26. Oktober 1693 kennzeichnet

    N e w t o n seine Einstellung zum Aether folgendermaen:

    Da eine subtile Materie dagegen die himmlischen Rume erfllt, kann ich

    nicht zugeben, denn die himmlischen Bewegungen sind zu regelmig, als

    da sie aus Wirbeln hervorgehen knnten, und diese knnten die ersteren nur

    stren. Aber wenn jemand zeigen sollte, da die Gravitation mit den Gesetzen

    der himmlischen Bewegungen durch eine subtile Materie erklrt werden

    knnte, die auch die Bewegungen der Planeten und Kometen durchaus nicht

    strte, so wrde ich dem durchaus nicht entgegen sein. In Newtons

    Emissionstheorie des Lichtes war der Aether gleichfalls berflssig.

    H u y g e n s, der Zeitgenosse N e w t o n s, stellte die Undulationstheorie

    auf, welche die Existenz des Aethers zur Voraussetzung hat. Als dann hundert

    Jahre spter die Undulationstheorie von der Wissenschaft allgemein anerkannt

    wurde, entstand der sonderbare Zwiespalt, da man fr das Licht einen Aether

    annehmen mute, whrend in der Gravitationstheorie N e w t o n s die

    Zweifel an der Existenz des Aethers fortbestanden. Die Bemhungen, diesen

    Zwiespalt zu beseitigen und auch die Gravitation aus der Existenz des Aethers

    zu erklren, haben wir geschildert; sie fhrten, wie wir sahen, bisher zu keinem

    befriedigenden Ergebnis.

    Einen Ausspruch K a n t s ber den Aether finden wir bei Rosenberger

    (Geschichte der Physik lll, Seite 38.):

    J e n e r S t o f f , d e r d e n g a n z e n W e l t r a u m e r f l l t , m u

    v o n a l l e r E w i g k e i t h e r d u r c h s i c h s e l b s t b e w e g e n d

    s e i n , s o d a s e i n e B e w e g u n g e i n e i n n e r e , s t e t i g e ,

    w e d e r zu v e r m e h r e n d e n o c h z u v e r m i n d e r n d e i s t.

    E. d u B o i s - R e y m o n d schrieb ber den Aether (Siehe lsenkrahe:

    Das Rtsel der Schwerkraft, Seite 127.):

  • Schrempf 28

    Ehe die Differentialgleichungen der Weltformel angesetzt werden kn-

    nen, mssen a l l e N a t u r v o r g n g e B e w e g u n g e n e i n e s

    s u b s t a n t i e l l u n t e r s c h i e d s l o s e n , m i t h i n e i g e n -

    s c h a f t s l o s e n S u b s t r a t e s dessen zurckgefhrt sein, was uns

    als verschiedenartige Materie erscheint, mit anderen Worten, alle Qualitt

    mte aus Anordnung und Bewegung solchen Substrates erklrt sein.

    Im 19. Jahrhundert entwickelte sich die Aethertheorie auf dem Gebiete

    der Optik und spter auf dem des Elektro-Magnetismus weiter. F r e s n e l

    und Y o u n g erkannten aus den Polarisationserscheinungen des Lichtes, da

    die Lichtschwingungen transversale Wellen sein mssen. Transversale Wellen

    knnen sich aber nur in festen, nicht in flssigen oder gasfrmigen Krpern

    fortpflanzen. Also schlo F r e s n e l, da der Aether sich verhalten msse wie

    ein fester, elastischer Krper. Da man frher den Aether als ein Gas von sehr

    geringer Dichte angesehen hatte, so entstanden neue Widersprche.

    F a r a d a y zeigte, da Magnetismus auf das Licht einwirkt (magnet-

    ische Drehung der Polarisationsebene des Lichtes). Die Entdeckungen

    F a r a d a y s brachte M a x w e l l in ein mathematisches System in seiner

    1865 verffentlichten elektro-magnetischen Lichttheorie. Elektrische Wellen

    kannte Maxwell noch nicht; aber er behauptete, da das Licht eine elektro-

    magnetische Erscheinung sei.

    H. H e r t z wurde durch die Maxwellsche Theorie veranlat, nach

    elektrischen Wellen zu suchen, was tatschlich zur Entdeckung der elektri-

    schen Wellen fhrte. Darin sah man einen neuen Beweis fr die Existenz des

    Aethers. H e r t z sagte in einem Vortrage: Ueber die Beziehungen zwischen

    Licht und Elektrizitt:

    Das Licht ist eine elektrische Erscheinung. Nehmt aus der Welt die Elektri-

    zitt, und das Licht verschwindet; nehmt aus der Welt den Licht tragenden

    Aether, und die elektrischen und magnetischen Krfte knnen nicht mehr

    den Raum berschreiten. Dies ist unsere Behauptung. Die Wellentheorie

    des Lichtes ist, menschlich gesprochen, Gewiheit; was aus derselben mit

    Notwendigkeit folgt, ist ebenfalls Gewiheit. Es ist also gewi, da aller

    Raum, von dem wir Kunde haben, nicht leer ist, sondern erfllt mit einem

    Stoff, welcher fhig ist, Wellen zu schlagen, dem A e t h e r.

    Und am Schlsse desselben Vortrags finden wir die Stelle: Nicht minder

    lohnend erscheint von unserem Standpunkt der Ausblick nach oben, zu den

    hohen Gipfeln, den allgemeinen Zielen. Da liegt nahe vor uns die Frage nach

    den unvermittelten Fernwirkungen berhaupt. Gibt es solche? Von vielen,

    welche wir zu besitzen glaubten, bleibt uns nur eine, die Gravitation.

    Tuscht uns auch diese? Das Gesetz, nach welchem sie wirkt, macht sie

    schon verdchtig. In anderer Richtung liegt nicht ferne die Frage nach dem

  • Schrempf 29

    Wesen der Elektrizitt. Und unmittelbar an diese anschlieend erhebt sich die

    gewaltige Hauptfrage nach dem Wesen, nach den Eigenschaften des Raum

    fllenden Mittels, des Aethers, nach seiner Struktur, seiner Ruhe oder

    Bewegung, seiner Unendlichkeit oder Begrenztheit. Immer mehr gewinnt es

    den Anschein, als berrage diese Frage alle brigen, als msse die Kenntnis

    des Aethers uns nicht allein das Wesen der ehemaligen Imponderabilien

    offenbaren, sondern auch das Wesen der alten Materie selbst und ihrer

    innersten Eigenschaften, der Schwere und Trgheit. D e r h e u t i g e n

    P h y s i k l i e g t d i e F r a g e n i c h t m e h r f e r n , o b n i c h t

    a l l e s , w a s i s t , a u s d e m A e t h e r g e s c h a f f e n s e i ?

    D i e s e D i n g e s i n d d i e u e r s t e n Z i e l e u n s e r e r

    W i s s e n s c h a f t , d e r P h y s i k.

    Zur elektro-magnetischen Lichttheorie von M a x w e l l soll noch einiges

    gesagt werden. M a x w e l l nahm im Aether ein System von Wirbeln an,

    zwischen welchen andere Teile, die wie Friktionsrder wirken, verschoben

    werden. M a x w e l l glaubt, da zwei benachbarte, in gleichem Sinne

    rotierende Wirbel sich stren mten; er schreibt darber:

    Ich habe eine groe Schwierigkeit in der Vorstellung der Existenz von

    Wirbeln in einem Medium gefunden, welche sich unmittelbar nebeneinan-

    der um parallele Achsen in derselben Richtung drehen. Die aneinander

    grenzenden Partien zweier benachbarter Wirbel mssen sich in entgegen-

    gesetzter Richtung bewegen, und es ist schwer zu verstehen, wie die

    Bewegung eines Teiles des Mediums mit einer gerade entgegengesetzten

    Bewegung des unmittelbar daran stoenden Teiles zusammen bestehen

    und letztere sogar hervorrufen kann.

    Die Schwierigkeit, von der Maxwell spricht, ist nicht so gro, da im

    inkompressiblen Aether sowieso nur minimale Verschiebungen zwischen

    benachbarten Teilchen stattfinden knnen; Gegenbewegung setzt sich eben in

    rtliche Unterwirbel um.

    Von Lord Kelvin stammt der Ausspruch:

    D e r A e t h e r i s t d i e e i n z i g e F o r m d e r M a t e r i e , v o n

    d e r w i r b e r h a u p t e t w a s w i s s e n.

    Nach ihm ist der Aether ein vollkommen dichtes, inkompressibles Medi-

    um. Die Elastizitt des Aethers beruht nach der kinetischen Elastizittstheorie

    L o r d K e l v i n s auf einer inneren, feinkrnigen Rotationsbewegung, die

    sich ber den ganzen Aetherraum erstreckt; es ist keine Fortbewegung

    sondern eine Wirbelbewegung, die viel feinkrniger ist als Lichtwellen.

    O. L o d g e, der die Theorie L o r d K e l v i n s weiterentwickelte, kam zu

    dem Schlu, da die innere Wirbelenergie des Aethers sehr gro sein msse:

    1010

    Erg pro ccm. Nach L o d g e soll jeder Kubikmillimeter des Raumes eine

  • Schrempf 30

    Masse haben, die 1000 t entspricht, und jeder Teil dieses Aethers soll mit

    Lichtgeschwindigkeit in sich rotieren.

    Bald wurden auch Versuche gemacht, mit Hilfe des Lichtes das Wesen

    und den Bewegungszustand des Aethers zu ergrnden. Ums Jahr 1860

    untersuchte F i z e a u mit Hilfe des Interferometers, ob der Aether von

    bewegten Krpern mitgefhrt werde oder ob er in Ruhe bleibe. F i z e a u lie

    ein geteiltes Lichtstrahlenbndel durch zwei Rhren gehen, in welchen Wasser

    in entgegengesetzter Richtung strmte, und brachte die geteilten Strahlen-

    bndel zur Interferenz. Das Ergebnis war, da das strmende Wasser das Licht,

    d.h. den Aether, wohl mitfhrt aber nur mit einem Bruchteil der Strmungsge-

    schwindigkeit. Diesen Bruchteil bezeichnet man als Mitfhrungskoeffizienten,

    Derselbe hngt aber von dem Brechungsexponenten der bewegten Flssigkeit

    ab. Man kam zu dem Schlu, da die Flssigkeit das durchgehende Licht wohl

    beeinflut, da aber der umgebende Aether von der strmenden Flssigkeit

    nicht mitgefhrt wird.

    Ein ganz anderes Ergebnis hatte der berhmte Versuch von M i c h e l -

    s o n und M o r l e y, welcher folgendermaen ausgefhrt wurde: Der gegen

    den Aether bewegte Krper war in diesem Versuch die Erde selbst, die mit

    einer Geschwindigkeit von 30 km in der Sekunde um die Sonne kreist. Die

    Lnge des Weges, den ein Lichtstrahl zwischen zwei Punkten A und B

    zurcklegt, mte, wenn der Aether ruht, verschieden sein je nach der Lage

    der Verbindungslinie AB zu der Bewegungsrichtung der Erde. Diese Differenz

    konnte aber bei dem Versuch nicht festgestellt werden; das Ergebnis war so,

    als wenn der Aether von der Erde bei ihrer Bewegung durch den Weltraum

    mitgefhrt wrde.

    Der Franzose S a g n a c machte eine Art Gegenprobe zu dem

    M i c h e l s o n schen Versuch. Er lie die ganze Apparatur einer Lichtquelle,

    der reflektierenden Spiegel und der photographischen Platte, welche die

    Interferenz der in entgegengesetzter Richtung laufenden Lichtstrahlen

    aufzeichnete, rotieren. Es ergab sich eine Interferenz, woraus S a g n a c

    schlo, da der Aether nicht mitgefhrt wird. Die Ergebnisse der beiden in

    hnlicher Weise ausgefhrten Versuche von M i c h e l s o n und S a g n a c

    widersprechen sich vollkommen.

    O. L o d g e schickte zwischen zwei rotierenden Stahlscheiben Lichtstrah-

    len in entgegengesetzter Richtung hindurch; auch er konnte bei seinem

    Versuch eine Mitfhrung des Aethers nicht feststellen.

    Nach den Versuchen von F i z e a u , S a g n a c und L o d g e ruht der

    Aether; nach dem Versuch von Michelson fhrt die Erde den Aether mit sich.

    Diese sich widersprechenden Ergebnisse machten den Physikern viel

    Kopfzerbrechen.

  • Schrempf 31

    F i t z g e r a l d, dann H. L o r e n t z und vor allem E i n s t e i n such-

    ten die Widersprche, die sich aus den Ergebnissen der oben geschilderten

    Versuche ber den Aether ergaben, zu beseitigen, indem sie eine Verkrzung

    der Krper in der Bewegungsrichtung annahmen in der sogenannten

    Kontraktionshypothese. Nach unserer Ansicht erklrt die Kontraktionshypo-

    these wohl das negative Ergebnis des Michelsonschen Versuches; aber sie

    beseitigt nicht zugleich den Gegensatz zu den andern Interferenzversuchen

    von F i z e a u , S a g n a c und L o d g e. Zur Erklrung dieser letzteren

    Versuche ist die Kontraktionshypothese vollstndig berflssig; es ergeben

    sich aus ihr nur neue Widersprche.

    Es lohnt sich, noch eine andere Erklrung zu suchen fr das unerwartete

    Ergebnis des M i c h e l s o n schen Versuches. Und eine solche Erklrung

    wurde tatschlich schon 300 Jahre vor E i n s t e i n gegeben in der

    W i r b e l t h e o r i e von D e s c a r t e s. Nach dieser bewegt sich

    die Erde im M i c h e l s o n schen Versuch gar nicht gegen den Aether;

    der Aether fhrt vielmehr die Erde mit sich; es kann also kein Aetherwind

    festgestellt werden. Das Ergebnis des M i c h e l s o n schen Versuches ist

    nach der D e s c a r t e s schen Wirbeltheorie ganz in der Ordnung; ja es

    kann als Beweis fr die Descartes'sche Wirbeltheorie gewertet werden. Bei den

    Versuchen von F i z e a u, S a g n a c und L o d g e handelte es sich dagegen

    nicht um astronomische Bewegungen; diese Versuche stellten Bewegungen

    gegen den ruhenden Aether fest, was wieder ganz in der Ordnung ist. So

    sind mit einem Schlage die Widersprche beseitigt.

    Die D e s c a r t e s sche Wirbeltheorie ist allerdings durch die N e w t o n

    ianer so sehr in Verruf gekommen, da sie kaum noch in einem wissenschaftli-

    chen Lehrbuch erwhnt wird. Da diese Miachtung der D e s c a r t e s schen

    Theorie durchaus nicht am Platze ist, da sie von vielen bedeutenden Physikern

    und Mathematikern geschtzt wurde, wurde im ersten Kapitel gezeigt. Will

    man heute die Descartes'sche Wirbeltheorie verteidigen, so mu man

    allerdings die Forderung erfllen, welche in N e w c o m b - E n g e l m a n n s

    Astronomie, 7. Auflage, Seite 52, gestellt ist:

    Htte D e s c a r t e s zeigen knnen, da die Teile dieses Wirbels in

    Ellipsen sich bewegen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht, da sie

    gleiche Flchen in gleichen Zeiten beschreiben und da die Geschwindigkeiten

    sich dem dritten K e p l e r schen Gesetze gem ndern mten, so wrde

    seine Theorie gengt haben.

    Was dieser Satz verlangt, soll im II. Kapitel dieser Abhandlung geleistet

    werden. Heute, da die Atomphysik lehrt, da auch die Atome kreisende

    Welten im Kleinen sind, ist es mglich, die Wirbeltheorie D e s c a r t e s in

    moderner Form neu aufzustellen.

  • Schrempf 32

    Wir fahren in der historischen Betrachtung der Aethertheorie fort.

    Die Vertreter der Einsteinschen Relativittstheorie glauben, auf die

    Existenz des Aethers ganz verzichten zu knnen. Sie setzen dafr Begriffe:

    Gravitationsfeld, elektro-magnetisches Feld. Zur Erklrung der Naturerschei-

    nungen gengen ihnen mathematische Formeln; die physikalische

    Vorstellbarkeit vernachlssigen sie ganz.

    E i n s t e i n selbst hat sich zwar zuzeiten auch gegen den Aether ausge-

    sprochen; aber in der folgenden Aeuerung scheint er doch die Frage nach

    der Existenz des Aethers offen zu lassen:

    Hier mu ein wichtiges Beweismittel zugunsten der Aethertheorie ange-

    fhrt werden. Die Ablehnung des Aethers fhrt letzten Endes zu der

    Annahme, da der leere Raum keinerlei physikalische Eigenschaften besitzt.

    Die Grundlehren der Mechanik stimmen mit dieser Auffassung nicht ber-

    ein. Nach der allgemeinen Relativittstheorie ist der Raum mit

    physikalischen Eigenschaften ausgestattet; in diesem Sinn existiert also ein

    Aether. N a c h d e r a l l g e m e i n e n R e l a t i v i t t s t h e o r i e ist

    R a u m o h n e A e t h e r u n d e n k b a r; denn in einem solchen Raum

    wrde es nicht nur keine Fortpflanzung des Lichtes geben, sondern auch

    keine Existenzmglichkeit fr Grundmae von Raum und Zeit... Aber man

    darf sich diesen Aether nicht mit der charakteristischen Eigenschaft wgba-

    rer Medien ausgestattet denken... Der Begriff der Bewegung (Ortsver-

    nderung) darf auf ihn nicht angewendet werden. (??) (Streiflichter ber

    Relativitt von A. Einstein.)

    Sehr vorsichtig drckt sich auch P. D r u d e in seiner Physik des Aethers aus:

    Gerade so gut, wie man einem besonderen hypothetischen Medium,

    welches den Raum berall erfllt, die Vermittlerrolle von Kraftwirkungen

    zuweist, knnte man ein solches Medium auch entbehren und dem Raum

    selbst (??) diejenigen physikalischen Eigenschaften beilegen, welche dem

    Aether zugeschrieben werden.

    D r u d e zeigt in seinem Buche Physik des Aethers, da es sich bei den

    physikalischen Vorgngen um Nahwirkungen handelt. Man knne sich

    vielleicht vorstellen, da Fernkrfte, z.B. die N e w t o n sche Gravitation den

    leeren Raum berspringen knnten. Wenn man aber die elektro-magnetischen

    Erscheinungen einschlielich des Lichtes als Nahwirkungen erklrt, so ist man

    gezwungen, ein Medium anzunehmen, das den Raum erfllt und die

    Nahwirkungen vermittelt. Dem Raume selbst physikalische Eigenschaften

    zuzuschreiben, ist sinnlos und fhrt zu einem Weltbild wie demjenigen, das in

    der Einleitung erwhnt wurde, worin die Welt zuletzt als leere Seifenblase

    erscheint.

  • Schrempf 33

    Wrde es gelingen, auch die Gravitation als Nahwirkung durch Vermitt-

    lung des Aethers zu erklren, so knnte wohl niemand mehr einen Zweifel an

    der Existenz des Aethers haben; wir htten dann endlich ein einheitliches

    Weltbild, E i n s t e i n gibt diesem Gedanken Ausdruck:

    Es wre ein groer Fortschritt, wenn es gelingen wrde, das Gravitations-

    feld und das elektro-magnetische Feld zusammen als ein einheitliches

    Gebilde aufzufassen. Dann erst wrde die von F a r a d a y und M a x w e l l

    begrndete Epoche der theoretischen Physik zu einem befriedigenden

    Abschlu kommen. Es wrde dann der Gegensatz AetherMaterie verblas-

    sen und die ganze Physik zu einem geschlossenen Gedankensystem

    werden.

    Denselben Gedanken drckt M. P l a n c k in seinem Buche: Das Prinzip

    der Erhaltung der Energie aus:

    Wenn nun schon die wesentliche Bedeutung des Zwischenmediums fr

    das Zustandekommen der elektro-magnetischen Wirkungen anerkannt

    wird, so liegt der Gedanke nahe, die reine Fernwirkung ganz aufzugeben

    und dem Zwischenmedium die Vollstndige Vermittlung jener Wirkungen

    zu bertragen, oder mit anderen Worten: - nach einer Ausdrucksweise von

    C. N e u m a n n - alle teleskopischen Wirkungen auf mikroskopische

    zurckzufhren... Diese Auffassung bedeutet eventuell eine frmliche

    Umwlzung aller unserer durch N e w t o n berkommener und zur

    Gewohnheit gewordener Anschauungen ber das Wesen der in der Natur

    ttigen Krfte. Denn wenn wir auch nach Newtons eigenem Vorgang nur

    die Erscheinung als das Gegebene betrachten und die Frage nach den

    Prozessen, die sich etwa sonst noch irgendwo abspielen mgen, die sich

    aber einstweilen der Wahrnehmung entziehen, gnzlich unberhrt lassen,

    so wird unsere jetzige Naturanschauung doch im groen und ganzen

    durchdrungen und beherrscht von der unmittelbaren Wirkung in die Ferne,

    in der kosmischen wie in der molekularen Welt, d.h. wir glauben, da

    zwischen den Atomen, zwischen den Gestirnen nichts weiter vorgeht, was

    mit den Bewegungen dieser Krper in einem notwendig bedingten Zu-

    sammenhang steht - eine Anschauung, die darin ihren guten Grund hat,

    da wir in der Tat bei der Bewegung der Gestirne von derartigen Vorgn-

    gen keine Wahrnehmung haben, whrend sie bei den Atomen nur auf

    einem Analogieschlu beruht... Und doch: sollte es definitiv gelingen - und

    dafr ist gegenwrtig ein hoher Grad von Wahrscheinlichkeit vorhanden -

    die Gesamtheit der elektrischen Erscheinungen auf Krfte zurckzufhren,

    die nur in unendlich kleinen Entfernungen wirken, so kann kaum ein Zweifel

    darber obwalten, da wir uns auch daran gewhnen mssen, die Wirkun-

    gen der Gravitation, die doch so viel einfacheren Gesetzen folgen, und

  • Schrempf 34

    infolgedessen auch die chemischen Erscheinungen, von demselben

    Gesichtspunkt aus zu betrachten; denn die Vereinfachung, die durch die

    neue Anschauung in alle unsere Naturvorstellungen gebracht wird, kann

    nicht leicht hoch genug geschtzt werden.

    Die Annahme, da alles Naturgeschehen auf Nahwirkungen beruhe,

    bezeichnet P l a n c k als I n f i n i t e s i m a l t h e o r i e. Er schreibt darber

    weiter:

    Bei der groartigen Vereinfachung der Naturanschauung, wie sie die

    Infinitesimaltheorie bietet, wird es der physikalischen Forschung um so

    dringender nahe gelegt, die Berechtigung dieser Theorie eingehend zu

    prfen, indem ihre Konsequenzen bis ins einzelne aufgedeckt werden; denn

    nur dadurch erlangt man die Mittel, sie entweder zu besttigen oder zu

    widerlegen. Und zwar ist es offenbar zunchst von grter Wichtigkeit, das

    Wesen dieser Theorie vollkommen zu trennen von allen Hypothesen, mit

    denen man der Anschauung zu Hilfe kommt, die aber mit der Theorie an

    und fr sich nichts zu tun haben. Die Schwierigkeiten, welche dabei unse-

    rem Vorstellungsvermgen erwachsen mgen, kommen durchaus nicht in

    Betracht; da z.B. der Aether sich nicht so verhlt wie die bekannten festen,

    flssigen oder gasfrmigen Krper, ist ein Umstand, welcher der Infinitesi-

    maltheorie nicht die mindeste Verlegenheit bereitet. Wir werden uns mit

    der Zeit an die spezifische Wirkungsweise des Aethers ebenso gewhnen

    knnen, wie an die Eigenschaften, die uns irgendein anderer Krper zeigt

    Jedenfalls darf die endgltige Entscheidung dieser Frage als eine der

    wertvollsten Errungenschaften bezeichnet werden, welche fr die nchste

    Zeit der wissenschaftlichen Forschung in Aussicht stehen.

    P l a n c k ist spter berhmt geworden als der Begrnder der Quanten-

    theorie; diese scheint in einem gewissen Gegensatz zu stehen zu der oben

    geschilderten Infinitesimaltheorie. Das zeigt uns aber erst recht, wie notwen-

    dig es ist, unser Weltbild auf dem Aether aufzubauen. Wohl zeigt sich uns die

    Materie in Atomen die Energie in Quanten. Die kontinuierlichen, infinitesi-

    malen Aenderungen im Aether - dem Urgrund der Welt - knnen wir nicht

    erkennen. Aber das ist kein Grund, den obersten Grundsatz der Wissenschaft,

    die Kausalitt, fallen zu lassen, wie dies manche Anhnger der Quanten- und

    Relativittstheorie tun.

    Zum Schlu fassen wir die verschiedenen, sich oft geradezu widerspre-

    chenden Anschauungen ber den Aether zusammen: Der Aether habe eine

    sehr geringe Dichte, da er sonst die Bewegung der Himmelskrper stren

    wrde; - der Aether sei vollkommen dicht, inkompressibel, verhalte sich wie

    ein fester, elast