71. Jahrestagung der DPG / Universität Heidelberg
Referat vor dem Arbeitskreis Philosophie der Physik (AK Phil) am 9. März 2007
Newtons Philosophie der Physik - zeitlos!
"Jeder Physiker hat eine Philosophie,
und wer behauptet, keine zu haben,
hat in der Regel eine besonders schlechte."
C.F.v. WeizsäckerVorbemerkung
Mein Referat ist - bei durchgehend strenger Beachtung der Beobachterrolle - eine begründete Systematisierung und Verallgemeinerung von Newtons Gedankengut mit dem Ziel der Verständigung von klassischer, allgemein-relativistischer und Quantenmechanik, wobei zusätzlich die Verschränkung als eine allgemeine Eigenschaft der Materie eingeführt wird. Das Referat will zeigen, was ich als Philosoph unter einer Philosophie der Physik verstehe, was Newtons Philosophie der Physik ist und was eine Philosophie der Physik leisten kann.
Referat
Newtons in lateinischer Sprache geschriebenes Werk von 1686 "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", kurz "Principia" genannt, wird u. a. übersetzt mit "Mathematische Grundlagen der Naturphilosophie"* (Ed Dellian) oder "Die mathematischen Prinzipien der Physik" (Volkmar Schüller vom MPI für Wissenschaftsgeschichte), während ich denke, dass Newton seine Philosophie über die physikalische Seite der Natur nach mathematischen, also rationalen Prinzipien entwickeln wollte, so wie 9 Jahre zuvor Spinoza seine "Ethik" "in "geometrischer Weise" dargestellt hatte. Es war die von René Descartes (1596-1650) propagierte neue Philosophie des Rationalismus, dem beide zu folgen suchten, weshalb Newtons Werk richtig übersetzt eigentlich heißen müsste: "Philosophie der Natur nach Prinzipien der Mathematik", also nach rationalen Prinzipien.
*Anmerkung 1: Dellian vermeidet als einziger im Titel das Wort "Prinzip", weil er Newtons Axiome fälschlich für Sachaussagen hält, was Newtons kognitiv höherwertige Intention völlig verfehlt. Nur bei einem auf abgeklärten Prinzipien gründenden Wissen weiß man was man weiß und warum man etwas weiß. Sonst hat man nur zufällige Meinungen - "doxa" wie Parmenides sagte - und ist deren Gefangener. Daher das Dogmatische von Theorien, die mit Tatsachenbehauptungen beginnen, zu denen man dann die Beweise nachzuliefern versucht. Auf einem unstrittigen Prinzip gründende Axiome dagegen sind immer und überall nachvollziehbar, denn sie müssen einzig vor dem Forum der Vernunft bestehen (Rationalismus). Sie sind keine irgendwie plausiblen Sachbehauptungen, sondern abgeklärte Kriterien für Aussagen - was eben ihre kognitive Höherwertigkeit ausmacht. Und wem sie "zu hoch" sind, der beruft sich lieber auf die Intuitionen von Galilei.Eine Darstellung ist vor allem dann rational, wenn sie auf einem ersten, selbstevidenten Prinzip gründet, von mir daher "Grund-Satz" genannt. Ich unterscheide dabei zwischen Prinzipien und Axiomen. Beides sind in meinem Verständnis keine Sachaussagen sondern rationale Kriterien für Aussagen. Prinzipien sind immer ganz allgemeiner Art. Axiome dagegen sind die Anwendung eines Prinzips für einen speziellen Bereich, hier der Bewegungslehre Newtons. Descartes nannte das oberste Prinzip "Das Erste Naturgesetz" und es lautete sinngemäß, dass jeder Körper - soviel an ihm liegt - sich in seinem Zustand erhält. Es ist also richtigerweise ein Erhaltungssatz der keiner weiteren Begründung bedarf, denn in einem Reich der Notwendigkeit, eben dem der Physik, würde nur der Nichterhalt eines Zustands einer Begründung in Form einer Ursache bedürfen. Newton erwähnte Descartes nicht und vermengte in seiner Definition III dessen "Erstes Naturgesetz" leider gleich mit Teilen seines 1. Axioms. Die Definition lautet: "Die der Materie eingepflanzte Kraft ist die Fähigkeit Widerstand zu leisten, durch die jeder Körper von sich aus in seinem Zustand er Ruhe oder in dem der gleichförmig-geradlinigen Bewegung verharrt." Wo es bei Descartes "soviel an ihm liegt" heißt, heißt es bei Newton in der Übersetzung von Ed Dellian "von sich aus", was dasselbe bedeutet, nämlich dass der Erhalt eines Zustands keiner weiteren Ursache oder Begründung bedarf. Erhalt ist nicht ableitbar, denn dieser ist die Grundbefindlichkeit des Seins, die es von sich aus hat. (Aristoteles' "unbewegter Beweger".) In den Lehrbüchern findet man zumeist Newtons Definitionen nicht oder zumindest halten sich die Lernenden gleich an das Kapitel "Axiome oder Gesetze der Bewegung", das mit Gesetz I beginnt, besser als "1. Axiom" bekannt, welches lautet: "Jeder Körper verharrt in seinem Zustand der Ruhe oder der gleichförmig-geradlinigen Bewegung, sofern er nicht durch eingedrückte Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird." An dieser Formulierung sind m.E. drei Dinge bemerkenswert:
Gesetz I ist keine Sachaussage, sondern die Definition der Kräftefreiheit, die auch dann gilt, selbst wenn es im ganzen Universum keinen einzigen ruhenden oder sich gleichförmig-geradlinig bewegenden Körper gibt. Ohne Definition der Kräftefreiheit keine Definition der Kraft.
Der Satz besagt, dass es nicht darauf ankommt, ob Beobachter Körper in Ruhe oder in gleichförmig-geradliniger Bewegung sehen, denn in beiden Fällen verharren sie in ihrem Zustand. Für sich verharren sie, für den alles relativierenden Beobachter ruhen oder bewegen sie sich, weil dieser zu seinem Verständnis sie unwillkürlich zu Orten in Beziehung setzt, wodurch als sekundäre Eigenschaft von Körpern im Kopf des Beobachters der Ruhe- bzw. Bewegungseindruck erst entsteht. Ohne dazugegebene Orte kein Eindruck von Bewegung oder Ruhe! Physikalisch relevant ist jedoch nur, was ein Körper für sich ist. Daher hält Einstein in der "Elektrodynamik bewegter Körper" zuerst es auch "für erwiesen", "dass der absoluten Ruhe keine Eigenschaften der Erscheinungen entsprechen". Nun aber ist die Ruhe lediglich der Grenzfall der Bewegung, so dass die Feststellung auch für diese gilt. Also: sowohl der daheim "ruhende" Zwilling, als auch der unbeschleunigt reisende, also für uns "bewegte" Zwilling befinden sich im physikalisch gleichen und daher objektiv nicht unterscheidbaren Zustand, nämlich in dem des Verharrens - was eben Newtons 1. Axiom besagt, aber ebenso Einsteins Postulat von der Gleichberechtigung aller Inertialsysteme.
In Newtons 1. Axiom fehlt die wichtige Wendung "von sich aus" aus Definition III, also das erste Prinzip. Ja, Besser wäre es noch gewesen, es würde ihm als eigener Grund-Satz vorausgehen. Dieser Mangel ist aber nicht nur ein systemischer Fehler, sondern führt auch zu Missverständnissen, wie wir bei Einstein sehen können, denn erst dadurch konnte bei ihm - in seinem Hang zum Determinismus in Sinne von Fremdbestimmung - die Deutung aufkommen, dass Körper zum Verharren eines sie haltenden absoluten Raumes bedürfen, worauf Einstein in seinem Gerechtigkeitssinn zu der Forderung kam, dass dieser absolute Raum nicht nur Wirkungen ausüben darf, sondern auch erleiden muss - der Grundgedanke seiner relativistischen Lehre, ein gewissermaßen aufgeklärter Absolutismus, mit dem er glaubte, den missverstandenen Newton nachbessern zu müssen. Doch die Physik von Descartes und Newton ist eine demokratisch verfasste Physik der Freiheit, weil jede Sache* sowohl ihren Zustand von sich aus erhält, als auch von sich aus in das physikalische Geschehen einbringt, so, wie sich das später auch in der Quantenmechanik gezeigt hat. Und auch was die gewissenhafte Beachtung der Beobachterrolle betrifft, ging Newton den Quantenphysikern ebenfalls in vorbildlicher Weise voraus, wie Punkt 2 belegt.
*Anmerkung 2: In der Diskussion auf Nachfrage erläutert: Ich spreche von "Sachen" in dem Sinne, wie man auch von Ursachen und von Sachverhalten spricht. Keine Sachverhalte ohne Sachen. Gemeint sind ganz allgemein alle real existierenden Entitäten physikalischer Natur, die Physikalisches bewirken können, also auch Felder aller Art. Dagegen sind beispielsweise "Temperatur", "Masse", "Zeit" usw. keine Sachen, sondern vom Menschen gesetzte physikalische Größen geistiger Natur, mit denen er gedanklich Aspekte von Erscheinungen erfasst und beschreibt.Bewegung ist also keine Eigenschaft des Bewegten, wie die vorsokratischen Eleaten schon wussten, sondern ein Eindruck, der erst durch die Sehgewohnheit des Beobachters entsteht, die Newton ausführlich untersuchte und die seit über 100 Jahren Grundlage der ganzen Filmindustrie ist, die Standbilder (und es gibt keine anderen!) so geschickt aneinanderreiht, dass in den Köpfen der Zuschauer der Bewegungs-Eindruck entsteht! Damit in der Physik der subjektive Bewegungseindruck nun auch gleich wieder ausgeblendet wird, rechnete Newton mit Hilfe der Differentialrechnung die subjektive Größe v einfach weg, ohne sich lange zu erklären, ähnlich wie später in den Lorentztransformation v ebenfalls ein verschwindendes Dasein hat, worin Lorentz und Einstein abermals Newton folgten, wahrscheinlich ohne sich dessen bewusst zu sein. Für das Verhalten physikalischer Objekte kommt es eben einzig auf ihre Einwirkungen aufeinander an, sei es direkt oder über ein Feld, jedoch nicht auf raumzeitliche Beziehungen, die ja nur durch und für den Beobachter existieren, haben unbelebte Dinge selbst doch keinerlei Beobachterqualitäten. Sie sind dumm und unwissend, können daher von sich aus nur in ihrem Zustand verharren! Wer ihnen mehr unterstellt vermenschlicht sie.
Beziehungen/Relationen dagegen sind mentale Verknüpfungen, die ein Beobachter bewusst oder unbewusst zwischen Objekten herstellt, was berücksichtigt zu haben, die Physik von Newton und Bohr so erfolgreich macht. Außer dieser Gemeinsamkeit ist es die auf Selbstevidenz gründende Rationalität der klassischen Mechanik, welche eine Verständigung unter Physikern ermöglicht, auch in der Quantenmechanik, gerade auch, weil sie in der Abgrenzung zu ihr ihre Andersartigkeit beschreibbar macht. Trotzdem sind beide für mich keine Gegensätze, sondern unterschiedliche Herangehensweisen an von der Größenordnung abhängige unterschiedliche Phänomene, oder wie Bohr 1934 sagte, dass die Beschreibungsweise der Komplementarität es "uns letztlich erlaubt, letztere (die Quantentheorie) als eine natürliche Verallgemeinerung der klassischen physikalischen Theorien anzusehen", nämlich als ihre Vertiefung und Verfeinerung in den Methoden für den atomaren Bereich.
Es gilt also eine konsequente und vollständige Axiomatik unter Berücksichtigung der Beobachterrolle darzustellen und zu erläutern, um die aufgezeigten Missverständnisse zu vermeiden. Hier nun mein Vorschlag mit zwei Grund-Sätzen, um auch gleich noch die Gravitation zu erfassen, die die zweite Seite der Wirklichkeit ist, weshalb sie einen eigenen Grund-Satz erfordert. Nur auf selbst-evidenten Grund-Sätzen - als Kriterien für den wissenschaftlichen Gebrauch - beruhende Aussagen begründen ein zuverlässiges Wissen, wie als Erster der Vorsokratiker Parmenides erkannt hatte und worin ihm die Rationalisten folgten. Andernfalls würde man nur "doxa", also unkritisch nur den Neigungen des gewöhnlichen Denkens folgende Meinungen verbreiten. Der Sinn von Axiomatik ist es, durch Ableitung aus dem von selbst Verständlichen, das Abgeleitete verständlich zu machen.
Grund-Sätze des Erhalts und der Ganzheit
1 Grund-Satz des Erhalts
- 1.1 Jede Sache erhält sich von sich aus in ihrem Zustand. (Definition der Kräftefreiheit)
- 1.2 Erhalt ist nicht ableitbar. Erhaltungssätze sind daher oberste Sätze.
- 1.3 Erhalt zeigt sich in zeitlicher Betrachtung als Dauer des Zustands einer Sache.
2 Bewegung und Ruhe
- 2.1 Das mit dem Beobachten verbundene automatische Relativieren von Verhalten zu Orten, lässt den Beobachter eine jede Sache entweder als "bewegt" oder "nicht bewegt" (ruhend) erscheinen. (Scheinhaftigkeit des Bewegungseindrucks)
- 2.2 Eine beharrende bzw. frei fallende Sache erscheint in einem ebenfalls beharrenden bzw. frei mitfallenden Bezugssystem als im Zustand der Ruhe oder der gleichförmig-geradlinigen Bewegung.
Erläuterung:
Das Axiom 2 dient hier nur der Klarstellung, was die auch von Newton benutzen Begriffe "Bewegung" und "Ruhe" besagen. Wegen der Scheinhaftigkeit des Bewegungseindrucks sollte man statt von der "Bewegung" einer Sache, besser immer gleich von ihrem Ortswechsel sprechen. Diese Rede ließe sofort erkennen, dass es sich um das Lageurteil eines Beobachters handelt und nicht um die reale Eigenschaft einer Sache. In objektiver Weise "sich bewegen" können nämlich nur Lebewesen, indem sie mehr oder weniger willentlich vorhandene Bewegungsorgane benutzen und dabei Energie verbrauchen, was alles man von natürlichen physikalischen Objekten eben nicht sagen kann, weshalb es sich bei "ihrer" "Ruhe" und "Bewegung" um sachlich unzutreffende metaphorische Beschreibungen handelt, die zu vermeiden sind. Die am meisten in die Irre führende Metaphorik ist jene, die als solche nicht erkannt wird. Alle Wissenschaftlichkeit fängt daher mit der Suche nach der adäquaten Sprache an. Nur mit ihr lassen sich zutreffende und nachvollziehbare Sachaussagen gewinnen. Geben wir uns also mehr Mühe, um nicht dem gewohnten Denken und seinen eingefahrenen Neigungen zu folgen, wenn wir denn Wissenschaftler sein und bleiben wollen.3 Definition und Quelle der Kraft
- 3.1 Der Selbsterhalt bedingt, dass jede Zustandsänderung einer Sache einer Ursache bedarf, "Kraft" genannt. (Definition der Kraft)
- 3.2 Die Zustandsänderung (Beschleunigung) einer Sache und ihrer Richtung ist Folge einer Kraft, der sie proportional ist.
- 3.3 Quelle von Trägheit bzw. Kraft einer Sache ist ihr Bestreben, sich in ihrem Zustand zu erhalten. (Quelle der Kraft)
Erläuterung:
"Kraft" ist eine physikalische Größe, die das einen Zustand Ändernde erfasst*, in der Mechanik die Folgen des Erhalts im Fall der Wechselwirkung. Es gilt daher Newtons Satz: "Diese Kraft ist immer dem jeweiligen Körper proportional und unterscheidet sich von der Trägheit der Materie nur durch die Art der Betrachtung." Man kann also nicht für Trägheit und zugleich gegen Kraft sein, "denn beide sind nur dem Standpunkt (also nicht der Sache) nach voneinander verschieden." (Newton, Erläuterung in Def. III) Und wenn man nach Einstein sagt, der Raum "zwingt" Körper auf ihre Bahn, dann vermeidet man zwar den Begriff der Kraft, sagt in der Sache jedoch genau dasselbe, weil es in der Physik eben darauf ankommt, die Wirkungen der Dinge aufeinander zu erfassen, gleich wie man sie beschreibt.
*Anmerkung 3: Gerade wo physikalische Zustände sich nach außen hin als unveränderlich zeigen, kann das trotzdem eine Folge von Kräften sein, nämlich von Kräften, die im Gleichgewicht sind, wie z.B. die immer gleichen Planetenbahnen als Gleichgewichtszustände von Fliehkraft der Planeten und der Schwerkraft der Sonne oder das Pendel als Gleichgewichtszustand der Lageenergie des pendelnden Körpers und seiner Bewegungsenergie, wie überhaupt der Kosmos das getreue Abbild seiner beim Urknall enstandenen Kräfte ist, nämlich von Flieh- und Schwerkraft, die immer noch miteinander ringen. Würde man eine von zwei Gleichgewichtskräften entfernen, z.B. die Zentripetalkraft eines rotierenden Systems, würde dessen Zentrifugalkraft es sofort auseinanderreißen. Man kann sich also nicht auf den Augenschein verlassen, dass bei unveränderten Zuständen scheinbar keine Kräfte am Werke wären. Wissenschaft beginnt immer da, wo man den Augenschein hinterfragt. Auf diesem Weg ist die Kosmologie auch zum kopernikanischen Weltsystem gekommen.4 Gesetz der Wechselwirkung
- 4.1 Wie Axiom 3 zeigt, ist die Kraft etwas Sekundäres, da sie sich nur in der Wechselwirkung zeigt. Es gibt daher nichts, was für sich selber schon eine Kraft ist.
- 4.2 Die Existenz einer Sache kann sich daher nur insoweit in Form der Trägheit/Kraft zeigen, soweit ihr eine andere Sache entgegenwirkt. Daher sind die Einwirkungen zweier Sachen aufeinander immer gleich und einander entgegen gewendet. (actio = reactio)
- 4.3 Sachen bringen sich mit der Menge ihrer Materie und der Richtung ihres aufeinander gerichteten Verhaltens als Impulse in ein Wechselwirkungsgeschehen ein.
- 4.4 Das Ergebnis ist den beteiligten Impulsen proportional.
Erläuterung:
Die Realität ist transzendent. Das heißt: Erfahrbar ist nicht die Sache selbst, sondern nur ihre Wirkung auf andere Sachen bzw. auf uns als Beobachter, so wie die Energie keine Sache ist, sondern die Fähigkeit eines physikalischen Systems, Arbeit zu leisten. Die Summe dieser Wirkungen ist die Wirklichkeit in der wir leben und die wir versuchen real und mental in den Griff zu bekommen, z.B. indem wir Wirkungen unter uns nützlichen Aspekten messen, z.B. unter dem Aspekt der Kraft als Impuls, wobei der Größe der Kraft durch das Plancksche Wirkungsquantum und der Messgenauigkeit durch Heisenbergs Unschärferelation nach unten Grenzen gesetzt sind.Jetzt kommen wir zum 2. Grund-Satz, der notwendig ist, um auch die zweite, ganzheitliche Seite der Wirklichkeit beschreiben zu können:
5 Grund-Satz der Ganzheit und Quelle der Schwerkraft
- 5.1 Jede Sache ist untrennbarer Teil des Ganzen.
- 5.2 Weil sie ein Ganzes sind, streben alle Teile zueinander hin. (Nur die Fliehkräfte verhindern ihr Zusammenklumpen am "tiefsten" Punkt.)
- 5.3 Ihre Untrennbarkeit gibt jede Sache in Form einer nicht abschirmbaren, Schwere verursachenden Zentripetalkraft zu erkennen. (Quelle der Schwerkraft)
- 5.4 Die Fähigkeit Schwere zu verursachen ist eine unverlierbare Eigenschaft jeder Sache, die sie in das gemeinsame Schwerefeld einbringt. Daher ist ausgeschlossen, dass sie zugleich Quelle von Antigravitation sein kann.
Erläuterung:
Den Kosmos als ein untrennbares Ganzes anzusehen, ist zuersteinmal vernünftiger als das Gegenteil. Seine Ganzheit zeigt sich darin, dass alle seine Teile dem gemeinsamen Gesetz der Schwere unterliegen, was Newton als Erster formulierte. Zudem ist unbestritten, dass die Schwerkraft nicht abgeschirmt werden kann, wie die Erfahrung lehrt. Und ich denke, sie ist eine unverlierbare Eigenschaft jeder Sache, die zu ihrer Konstitution, Teil des Ganzen zu sein, gehört. Hier wird der Grund-Satz der Ganzheit mit dem Erhalt der Schwerkraft jedes Teilchens und der Grund-Satz vom Erhalt der Energie zu einem einzigen Grund-Satz. - Aus 5.2 folgt, dass es für das in Betracht zu ziehende Ganze auch eine gemeinsame Quelle der Fliehkraft gegeben haben muss, da wir anderenfalls keinen gegliederten Kosmos hätten. Diese Quelle wird heute "Urknall" genannt und ist ein Durchgangsstadium von zusammenströmender Materie. (Quelle der kosmischen Fliehkraft)Auch bei der Zentripetalkraft gilt, dass wir sie nur insofern als "Kraft" bezeichnen können, als sie auf andere Sachen einwirkt. Wo Sachen und somit Wirkungen fehlen, sprechen wir deshalb vom Kraftfeld einer Sache, als der Beschreibung der ihr zugehörigen potentiellen Beschleunigungsfähigkeit, die wir durch Probekörper erfahren. Eine Sache wirkt dabei weder vermittelt noch unvermittelt in die Ferne, sondern sie ist nur der phänomenale Mittelpunkt ihres ständig existenten, sich räumlich verteilenden Potentials, das schon immer am Ort seiner Wirksamkeit war und ist. Newtons Definition VIII lautet daher: "Die beschleunigende Kraft soll auf den Ort des Körpers zurückgeführt werden als eine Wirkfähigkeit, die vom Mittelpunkt über die einzelnen Orte in der Umgebung verteilt ist." Diese Verteilung und die Stärke der Zentripetalkraft vor Ort sind auch das Einzige, was wir positiv ermitteln können. Die oft zu hörende Behauptung, Newton hätte an Fernwirkungen geglaubt, demaskiert nur ein eigenes irrtümliches deterministisches Gravitationsverständnis, das die Körper als die Ursache der zentripetalen Wirkfähigkeit ansieht, während sie für Newton nur deren Mittelpunkt sind. Das Gravitationsfeld ist einfach da, so wie die Materie selbst einfach da ist, zu der es gehört.
Heute müsste man jedoch sagen: Verschränkungen eingehen zu können, ist eine allgemeine Eigenschaft der Materie. Durch ein gemeinsames Ereignis, genannt "Urknall", zu einer neuen Einheit verschränkt zu sein und gemeinsam und wahrscheinlich auch instantan in Form der Schwerkraft zu reagieren, ist eine Folge dieser emergenten Eigenschaft. Auch das System der Atome und der chemischen Elemente ist das Ergebnis der Verschränkung von Elementen zu dauerhaften neuen Einheiten. Das sog. "Problem" der Verschränkung über Distanzen läuft letztlich auf die Frage hinaus, was wir von den Fakten und nicht von unserer Sehgewohnheit her als "EIN Objekt" anzusehen haben: so wie Erde und Mond zwar traditionell einerseits als zwei getrennte Himmelskörper gesehen werden, so ist doch andererseits wahr, dass sie physikalisch ein gemeinsam reagierendes System bilden, das wiederum zum Sonnensystem gehört, welches seinerseits Teil der Milchstraße ist usw. usf. Und wenn wir durch einen gemeinsamen Crash von zusammenströmender Materie einen Kosmos als Untersystem des Universums haben, bietet es sich geradezu an, den Kosmos ebenfalls als eine Einheit anzusehen und Beweise für seine Einheit zu suchen. Heraklit hierzu: "Wenn das Unerwartete nicht erwartet wird, wird man es nicht entdecken." Der gegenüber den Quantenphänomen und der antiken Philosophie aufgeschlossene Erwin Schrödinger sagte u. a. in seinem Gedicht, das auf seinem Grab in Alpbach steht, in Übereinstimmung mit Heraklit: "So ist denn alles Sein ein einzig Sein." Zu dieser Einheit allen Seins gehört es eben auch, die Materie und ihr Gravitationsfeld nicht als zwei verschiedene Wesenheiten anzusehen zwischen denen erst vermittelt werden muss, sondern als zwei komplementäre Seiten ein und derselben Realität, womit das Problem der Fernwirkung sofort verschwindet! Und vielleicht läuft die gesuchte Gravitationswelle ja auch nicht einsam und verloren zwischen den Sternen, sondern sie ist die stehende Welle eines gemeinsamen Herzschlags aller Dinge und wir getrauen uns nur nicht, dies zu denken und wahr zu haben, obwohl es Goethes Frage im Faust, "was die Welt im Innersten zusammenhält" beantworten würde. Haben wir doch einfach mehr Mut! Legen wir selbst verordnete Denkgrenzen doch einfach ab! Halten wir es mit dem römischen Kaiser Marc Aurel: "Heute habe ich alle Bedrängnis hinter mir gelassen. Ich habe erkannt: sie lag nicht außerhalb von mir, sondern in mir, in meinen Gedanken." Dann wird uns auch das Fehlen eines Zeitfaktors bei Newton nicht mehr befremdlich sondern vielmehr als bedeutsam erscheinen! Newtons "Philosophiae Naturalis" aber ist eben nicht nur ohne Zeitfaktor, sondern auch zeitlos in jeder Hinsicht.
6 Gesetz der Gravitation
- 6.1 Die Zentripetalkraft ist eine der beiden mechanischen Formen der Wechselwirkung einer Sache. Beide sind proportional der Menge ihrer Materie.
- 6.2 Die Zentripetalkraft geht vom einzelnen Quantum aus und verteilt sich gleichmäßig im Raum, d. h. in jedem Radius um ein Quantum herum ist die Summe der Zentripetalkraft einer Sache immer die gleiche. (Erhalt der Gravitations-Energie)
- 6.3 Ebenso setzt die Zentripetalkraft an den einzelnen Quanten an, daher hängt das "Fallen" einer Sache weder von ihrer Menge, noch von ihrer Form, noch von ihrer Natur ab.
- 6.4 Alles wirkt gravitativ und alles unterliegt der Gravitation. Das ist es, was die Einheit der Natur ausmacht.
- 6.5 Infolge der Quantelung der Energie kann sich die Zentripetalkraft einer Sache im Raum nicht beliebig verdünnen. Ihre jeweilige Reichweite ist also durch das kleinstmögliche Wirkungsquantum begrenzt.
- 6.6 Wie die Energie ihre Formen wechseln kann, können Teile durch erneute Verschränkung in eine neue Ganzheit wechseln bzw. ein neues Untersystem bilden.
Erläuterung:
Die Trägheit ist die örtlich-passive, die Zentripetalkraft die universal-aktive Eigenschaft ein und der selben Sache. Zu jeder Sache gehören mithin zweierlei Wirkweisen, die quantitativ durch das gleiche Maß bestimmt werden: die "Masse". Die "träge Masse" ist dabei nicht die Sache selbst, sondern das Maß des Trägheitswiderstands einer Sache, wenn eine andere Sache direkt auf sie einwirkt. Die "schwere Masse" dagegen ist das Maß der Schwere der gleichen Sache unter der Einwirkung des Schwerefelds einer anderen Sache, wobei es auf deren Menge und Distanz ankommt. Träger des Merkmals "Masse" ist die Materie, sei sie kondensiert oder strahlend. Die berühmte Gleichung E = mc² stellt dabei eine Relation zwischen der Trägheit kondensierter und strahlender Materie her, wie die Umkehrung mE = E/c² zeigt, Einsteins ursprüngliche Formulierung, was er ihre "Äquivalenz" nannte. Eine Äquivalenz liegt aber nur dann vor, wenn auch strahlende Materie träge ist und, genauso wie kondensierte, sowohl Schwere ausübt, als auch ihr unterliegt. Bei dieser Gleichheit, die sich auch aus den Erhaltungssätzen ergibt, haben wir es dann mit der "Gerechtigkeit" zu tun, die Einstein bei Newtons absolutem Raum vermisste, der jedoch letztlich nur eine mathematische Idealvorstellung eines von seinen Inhalten unabhängigen und daher "absolut" zu nennenden Maßsystems, als unabdingbare Voraussetzung nachvollziehbarer Messaussagen, aber eben wie die Masse keine Sache ist!Die Gravitation ist also keine weitere Kraft neben den anderen Grundkräften, sondern immer nur deren komplementäre ganzheitliche Seite. Schon Parmenides sagte vom Sein: "Im Zusammenhalten ist es ein Ganzes". Es ist daher weder notwendig noch möglich, sie mit den 3 übrigen Kräften zu vereinen, weil sie sowieso zu ihnen gehört, weshalb sie sich auch jeder äußerlichen Vereinigung bis heute widersetzt hat. Es ist auch nicht nötig, sie zu quantisieren, weil sie schon eine Eigenschaft der Quanten ist, eben ihre andere unverlierbare Seite, weshalb sie auch nicht abgestrahlt und separiert durch den Kosmos eilen kann. Und die Andersartigkeit ihres Wirkmechanismus lässt es gerade nicht zu, sie mit den Wirkmechanismen der übrigen Kräfte zu erklären. Auch hier gilt es, das Gravitationsphänomen einfach zu akzeptieren und an Newtons weisen Ausspruch zu denken: "hypotheses non fingo", worin sich m.E. einerseits ein tiefes Verständnis Newtons für die Besonderheit der Schwere zeigt, andererseits auch sein Credo als Wissenschaftler, nichtnachprüfbare Aussagen zu unterlassen, worin ihm die Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik folgte. Es gilt eben, so wie er, die geistige Souveränität zu besitzen, dass Erforschliche erforschen zu wollen, aber das Unerforschliche ruhig zu verehren, wie Goethe sagte, weil die Realität sowieso alle Denkbarkeit übersteigt. In der Sprache der Philosophie heißt das: die Realität ist transzendent; in der Sprache der Quantenphysik: sie befindet sich in einer Superposition und ihre erkennbaren Eigenschaften werden erst durch die Art unserer Messung und deren Interpretation bestimmt. Jeder bestimmte Zustand ist eben durch einen Beobachter bestimmt. Da gibt es niemand, der ihm das abnimmt, weshalb er für seine Aussagen voll selbst verantwortlich ist, eine Verantwortung, vor der sich viele gern drücken, weshalb sie sich lieber unbesehen auf so genannte "Beweise" berufen, die oft genug einseitige Interpretationen sind, wenn da nicht gar jemand auf ein Wunschergebnis hin gemogelt hat wie Eddington 1919.
Indem Newton in Respekt vor dem Gravitationsphänomen, Hypothesen vermeidend, die Gravitation rein geometrisch beschrieb, ist die Verbindung von Gravitation und Raum daher nichts Neues. Dabei müssen wir uns immer bewusst sein, dass "Kraft", als Analogie zur Muskelkraft, wie auch "Feld" und "Raum" nur metaphorische Beschreibungen sind, die lediglich dem menschlichen Verständnis dienen. Einstein dagegen, der keinen Nerv für die Rolle des Beobachters hatte (und wohl auch der materialistischen Überzeugung anhing, dass das Sein das Bewusstsein bestimmt), versuchte durch Sprachspiele ständig mentale Größen mit materiellen Eigenschaften in Verbindung zu bringen, sie also zu physikalisieren. Daher seine ihm wichtige bildhafte Rede von der "Raumkrümmung", dabei wäre ein "gekrümmter Raum" von einer gekrümmten Bahn nicht zu unterscheiden. Würden dagegen auch Felder sich wechselweise beeinflussen, könnten sich, bei ausreichender Nähe relevanter Mengen von Materie, durch ihre gegenseitige Verwerfung zusätzliche Effekte ergeben, die mit einer "Krümmung des Raumes" zwar anschaulich beschrieben werden können und die es wohl auch gibt, die m.E. aber tatsächlich Eigenschaften realer Gravitationsfelder sind, so dass sich Einsteins Physikalisierung und Hypostasierung des Raumes hier ebenfalls erübrigt, was andererseits wiederum sicher auch ganz im Sinne der von ihm gesuchten Einheit der Physik wäre, die eben auch gebietet, überflüssige Entitäten zu vermeiden ("Ockhams Rasiermesser"). Vielleicht ist es die Mitdrehung von Feldern in der Nähe großer Massen, die sich als geringfügige Perihelbewegung sonnennaher Planeten zeigt. Beides nur als Denkanstoß, so wie Sie überhaupt meine Ausführungen hier in erster Linie als Anregungen nehmen sollten. Wird Newton richtig verstanden, vor allem nicht ständig deterministisch im Sinne von Fremdbestimmung fehlinterpretiert, und sieht man von Einsteins mythischer Argumentationsweise mit starken Bildern ab, dann erkennt man, dass beide Physiker im Kern ihrer Auffassung von Gravitation, als eines universalen räumlichen Phänomens, sich näher waren, als viele denken.
Für die Zukunft der Physik ist es zwingend erforderlich, die Rolle des Beobachters in seinem Wahrnehmen, Denken, Reden und Tun so umfassend wie konkret aufzuklären, anzuerkennen und zu berücksichtigen, wollen wir geistig Herr im eigenen Hause sein und nicht von "doxa" getrieben werden, ist der Beobachter doch die Ursache der Differenz von Schein und Sein. Während Ernst Mach lehrte, sich auf den Augenschein zu verlassen, so Vernunft und Sachverstand verachtend, was 100 Jahre lang nicht ohne Folgen blieb, müssen wir im Bunde mit Vernunft und Sachverstand von einer Physik des Scheins wieder zu einer konsequenten Physik des Seins zurückfinden, zu der uns Newton wichtige Vorgaben leistete, gemäß der Lehre des Parmenides:
"Denn nicht ohne das Sein wirst du das Erkennen finden, wenn es Bestand haben soll."Auf der Ebene des Seins lassen wir die Probleme des Scheins klaglos hinter uns, mit denen wir uns auch auf dieser Tagung wieder reichlich beschäftigt haben.
Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit!
ehemals vorgesehener Schluss: (s. dazu das nachfolgende Referat von 2008)
Dabei sollten wir physikalische Größen, die als Handwerkszeug des Physikers immer geistiger Natur sind, nicht als die physikalischen Gegenstände selbst ansehen, denn dann begehen wir nicht nur einen Kategorienfehler, sondern beschäftigen uns nur noch mit dem Werkzeug, statt mit den Gegenständen, die es mit seiner Hilfe erst zu erforschen gilt. Zudem zerfällt die Welt dabei in soviel verschiedene Wirklichkeiten und Kräfte, wie es physikalische Größen einschließlich Raum und Zeit gibt, wobei bei Einstein - infolge ihrer Relativität zur Geschwindigkeit - auch noch deren Einheit verloren geht, weshalb er lebenslang auf der (für ihn vergeblichen) Suche nach der Einheit der Physik war, die er zuvor selbst - bis heute anhaltend - gründlich zerstört hatte. Die Masse, als Maßeinheit der Trägheit, sah er zusätzlich auch noch in schwere und träge, ruhende und bewegte sowie in nahe und ferne Masse gespalten, woraus die von ihm initierte, bis heute ebenso vergebliche wie unnötige Suche nach der Gleichheit von träger und schwerer Masse hervorging. Aber ohne gleiche und gleichbleibende Einheiten gibt es kein Messen, das diesen Namen verdient. Eine Abhängigkeit von Grundeinheiten von deren Geschwindigkeit zu noch dazu zufälligen Beobachtern ist ein Unding, denn Einheiten werden nicht gefunden, sondern definiert! Sie sind keine Frage der Wahrheit, sondern der Geltung! Die Verschiedenartigkeit von Größen aller Art ist Ausdruck der in der langen Geschichte der Evolution des menschlichen Gehirns entwickelten geistigen Fähigkeit zu differenzieren und dabei unterschiedliche, uns Verständnis gebenden Aspekte zu entwickeln, unter denen wir mit den Dingen umgehen, während die Realität selbst EINE ist, jede Denkbarkeit übersteigend, weshalb wir den Respekt vor ihr nie verlieren sollten. Auch in diesem Punkt menschliche Selbsteinschätzung zu verbessern ist dringend geboten,
denn wer sein Verstehen nicht versteht, versteht letztlich gar nichts.Autor:
Helmut Hille, Heilbronn
FV DD, Mitglied des AK Phil
30.04.2011 Ergänzung von Anmerkung 1 und einiger Erläuterungen; 23.10.2011 neu Anmerkung 3