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Ein Beitrag zur frhen Diskussion um den ther und die Einsteinsche Relativittstheorie.

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Annalen der Physik. 7. Folge, Band 47, Heft 6, 1990, S. 475-489
J. A. Barth, Leipzig
Ein Beitrag zur fruhen Diskussion urn den Ather
und die Einsteinsche Relativitatstheorie
Von W. SCHRODER,
Bremen-Ronnebeck, BRD
Zunt 200. Jahrestag der Annalen der Physik
,,Wozu nun Geschichte der Physik ... Wir hoffcn also, die Physik sclbst besser zu verstehen,
wenn wir ihre Entwicklung kennen. Wir erhoffen auch ein schlrferes AugenmaB fur ihre gegenwartig ungelosten Probleme zu erlangen." (Friedrich Hund 1978)
I n h a l t s u b e r s i c h t . Die Atherfrage bildete rnit dem Aufkommen der Einsteinschen Resultate
ein zentrales Problem fur die Physiker (u.a. Lorentz, Drude, Minkowski, Wiechert u.a.). Am Beispiel einer bislang unveroffentlichten Arbeit von Wiechert wird dieses Problem, das zugleich auch
fur die Rezeption der Einsteinschen Studien wichtig ist, behandelt. Es zeigt sich, daB die ,,Ablesung" der Athervorstellung einen geraumen Zeitraum beanspruchte und wesentlich mehr darstellte,
als nur den Bruch mit den ,,klassischen Vorstellungen".
A Contribution on the Earliest Discussion of the Aether and the Reception
of Einstein's Theory of Relativity
Abstract. This paper deals with the discussion on the etherproblem and Einstein's new theories
between 1905-1925. Extracts from unpublished letters and papers of Wiechert and Lorentz concerning the ether problem, the relativity theory of Einst,ein and related aspects are presented here
so as to give an idea of the discussion to this subject during the years 1905-1925.
1.
I n den bisherigen Darstellungen zur Genese und Rezeption der allgemeinen und speziellen Relativitatstheorie ist die Rolle von Emil Wiechert (1861- 1928) sonderbarerweise weitestgehend unbeachtet geblieben (vgl. dazu: [l,21). Lediglich Treder [3, 41
hat sich ausfuhrlicher rnit den ersten Kritikern der Einsteinschen Studien befaBt. Dabei
zeigte Treder, daB sich Einstein erstaunlicherweise mit einigen seiner bekannteren
Kritiker nicht weiter auseinandersetzte. Dafiir konnen zwei Griinde vermutet werden :
1. wie bekannt (vgl. [5, 6]), wurden gegen Einsteins Theorien eine Vielzahl von Einwanden geltend gemacht, die teilweise nur als toricht zu bezeichnen sind. DaB sich
hierzu Einstein nicht iiuherte, ist also durchaus begreiflich. 2. rnit wirklich ernstzunehmenden Kritiken hat sich indessen Einstein befal3t ; dies betrifft beispielsweise die
Arbeiten von Abraham, Kottler, Kretschmand). 3. Bei allem mag man auch an Einl) Abraham, Kottler, Kretschmann sowie auch Lenard sandten ihre Arbeiten an Wiechert;
indes hat sich Wiechert in diese Diskussionen nur bedingt tangieren lassen. Die von der Sache wegfuhrende Polemik Lenards hat Wiechert beispielsweise zuriickgewiesen.
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steins duBerung gegenuber F. Klein denken, wonach er ihn iiberzeugende kritische Anmerkungen einfach ubernahm und nur mit jenen handelte, die einer Widerlegung angemessen waren. Moglicherweise erklart auch dies, weshalb es zwischen Einstein und
Wiechert niemals zu einer publizierten Diskussion kam. Vielmehr war es so, daB Einstein das Wiechertsche Bestreben nach einer scharfen Beweisfiihrung der theoretischen
Erorterungen grundsatzlich bej ahte.
Nachfolgend sol1 ein weiterer Baustein in der Genese und Rezeption der Einsteinschen Arbeiten zur speziellen und allgemeinen Relativitatstheorie geliefert werden, wie
sie im Wiechertschen Wirken zum Ausdruck kommt.
1.1. Fur Wiecherts Wissenschaftsverstandnis ist ein Riickgriff auf die von Woldemar Voigt (1850- 1919) sowie Franz Neumann (1798- 1895) begriindete theoretische
Physik notwendig. Interessant ist, da13 Neumann regelmaBig auch uber ,,Theorie der
Erde" las und auch die GauBschen Arbeiten in seinem Konigsberger Seminar behandeln
lieB .
I n Konigsberg wurde Wiechert bereits in seiner Schulzeit von seinen Lehrern
H. Fritsch und A. Michaelis beeinfluBt. Beide waren sowohl mit naturphilosophischen
Problemen als auch mit kosmologischen Themen befaBt. An der Konigsberger Universitat wurde er nachhaltig u. a. durch Dehio, Hurwitz, Lindemann, Voigt und Weber
gefordert. Er lernte die theoretische Physik in dem von Neumann inaugurierten umfassenden Sinne kennen. Dabei bot Konigsberg durch das Mathematisch-Physikalische
Seminar sowie die Physikalisch-okonomische Gesellschaft weitere Moglichkeiten der
intensiven wissenschaftlichen Diskussion. I m Jahre 1889 promovierte er rnit der Dissertation ,,Uber elastische Nachwirkung" zum Dr. phil. Bereits 1892 habilitierte er sich.
I n den Folgejahren befaBte er sich mit der atomaren Struktur der Elektrizitat, verbunden rnit experimentellen Studien der Kathodenstrahlen sowie dem Bau der Materie.
Gleichfalls begann er in diesen Jahren einige Arbeiten zum Wesen der Elektrizitat.
Im Jahre 1897 erhielt Wiechert die Stelle eines Assistenten an der Abteilung fur mathematische Physik im Physikalischen Institut der Universitat Gottingen. Voigt, der diese
Abteilung leitete, zog ihn fur seine theoretischen Studien heran und ermoglichte ihm
zugleich die Fortsetzung seiner Untersuchungen zur Geschwindigkeit und magnetischen
Ablenkbarkeit der Kathodenstrahlen [7- 91. Wahrend dieser Jahre trug sich Wiechert
immer noch mit dem Gedanken der Laufbahn eines theoretischen Physikers. Die Neuordnung der mathematisch-physikalischen Forschung in Gottingen durch Klein fiihrte
ihn jedoch auf neue Pfade: er wurde Direktor des Instituts fur Geophysik sowie Professor a n der Georgia Augusta. Berufungen auf Physiklehrstuhle nach Rostock, Konigsberg und Munchen erreichten ihn zu einem Zeitpunkt, als er die Seismologie als geophysikalische Spezialdisziplin bereits derart ausgebaut hatte, daB ihm ein Weggehen
aus Gottingen kaum noch moglich gewesen war. Dessenungeachtet blieb Wiechert
in diesen Gottinger Jahren den Grundfragen der theoretischen Physik zugetan. Es
mu13 auch gesehen werden, daB seine Freunde Hilbert, Minkowski, Debye, Riecke,
Simon, Voigt sowie Klein in Gottingen jenen Rahmen geschaffen haben, um diese
Problematik zu behandeln. Gottingen war in jener Zeit - neben Berlin, Paris und Leiden - das Zentrum der theoretischen Forschung schlechthin.
Neben diesen Beziehungen in Gottingen muB die Wirksamkeit im MathematischPhysikalischen Seminar der Universitat gesehen werden. Es diente zu ubungen und
Einzelvortragen fur Fortgeschrittene ; in ihm wurden auch fruhzeitigst Einsteins,
Poincares sowie Lorentz' Arbeiten diskutiert .
uberdies bot die Wolfskehl-Stiftung der Gesellschaft der Wissenschaften die Moglichkeit, leitende auswartige Gelehrte einzuladen. Dazu gehorten u. a. PoincarB, Lorentz,
Einstein, Sommerfeld, Planck, Kamerlingh-Omes, Keeson und Mie.
In diesem fruchtbaren Umfeld konnte sowohl die Entstehung der Geophysik gedei-
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Frfihe Diskussion urn den Ather
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hen ; auch die Fortschritte der theoretischen Physik - stellvertretend seien Einsteins
Arbeiten genannt - wurden aufmerksam verfolgt. Auf diesem Hintergrund muB Wiecherts Beteiligung am Gesprach der sich neu verstehenden Physik gesehen werden.
Es konnte nicht uberraschen, daB die ,,Abschaffung des Athers" wie es damals
haiifig bezeichnet wurde - auch Widerspriiche hervorrief. Einstein wurde durch diese
Einspriiche immer wieder gezwungen, seine Gedanken praziser zu formulieren und entsprechend auszubauen. Dazu trugen auch die Einwande der Gottinger zweifelsohne
bei .
Fur die Physikgeschichte diirften die nachfolgend notierten Dokumente - Manuskripte von Wiechert sowie ein Lorentz-Brief - nutzlich sein. Sie geben einen Einblick
in die aktuelle theoretische Diskussion sowie nicht zuletzt in das erkenntnistheoretische
Ringen um die Einordnung der Einsteinschen Arbeiten.
2. E. Wiechert :Fur die Aethervorstellung und gegen den Einsteinschen Relativismus
als Grundlage der Relativitiit~theorie~)
2.1. Torwort. Die Aethervorstellung erfuhr am Ende des vorigen Jahrhunderts
und in den ersten Jahren dieses Jahrhunderts eine bedeutende Vertiefung, indem die
enge Verbindung der Mechanik mit der Elektrodynamik erkannt wurde. Die Traghei t
erscheint als eine Folge der elektromagnetischen Verkettung der Materie mit dem Aether .
Selbst die elektromagnetische Felderregung erhielt ,Bewegungsgrosse' und ,Tragheit'
im Sinne der Mechanik (Abraham, Hasenohrl 1902-1905) (vgl. [7, 813)). Die durch die
Lorentz'sche Transformation zusammengefassten Satze iiber Veranderung der Form der
Korper, der Ablaufsgeschwindigkeiten physikalischer Vorgange, sowie der Tragheit bei
Aenderungen des Bewegungszustandes (Lorentz 1897- 1904) (vgl. [91) wiesen auf die
raumliche und zeitliche Unterordnung der sinnlich wahrnehmbaren Korper unter die
Herrschaft des Aethers hin. - Da brachte die Relativitatstheorie Einsteins gegen Ende
1905 einen jahen Riickschlag (vgl. [lo]). Zwar wurde die Lorentz'sche Theorie formal
sehr verbessert, denn auf jener Grundlage, welche durch die Lorentz-Transformation
geboten wurde, haben Einstein und andere ein physikalisch und mathematisch gleich
schones und weit gedehntes Bauwerk errichtet, welches fiir die Physik unzweifelhaft
einen grossen und dauernden Gewinn darstellt. Aber damjt begniigte man sich nicht;
es wurde eine erkenntnistheoretische Begrundung hinzugefiigt , die neue relativistische
Gedanken verwertete und zu Widerspriichen mit der Aethervorstellung fiihrte. Ohne
Riicksicht auf die Bedeutung, welche die Aethervorstellung von jeher und besonders in
neuerer Zeit fur die Physik gehabt hatte, zogerten die Physiker der Einsteinschen Schule
nicht, diese Vorstellung zu verneinen, um Raum fur ihren Relativismus zu gewinnen;
ja, eben diese Verneinung wurde wieder und wieder als ein Verdienst der neuen Lehre
verkiindet. Seltsame Widerspriiche in der physikalischen Auffassung von ,absolut(
und ,relativ' ergaben sich. Newton hatte einst der Materie schon im leeren Raum Tragheit zugeschrieben (vgl. [ 11,121). Um diese Absicht durchfuhren zu konnen, machte
er Raum und Zeit zu selbstandigen Dingen; zum ,absoluten Raum' und zur ,absoluten
Zeit', wie er sich ausdriickte. Seine Ansicht war im vorigen Jahrhundert insbesondere
von E. Mach mit Scharfe zuriickgewiesen worden. Der Newton'schen Theorie stellte
E . Mach eine Relativitatstheorie gegeniiber, nach welcher auch die Triigheit eine Folge
der relativen Bewegung der Korper gegeneinander ist . Die Lorentzsche Aethertheorie
war eine Relativitatstheorie ganz im Sinne von E. Mach. Nun verneinte Einstein den
Aether und es entstand von neuem eine Absoluttheorie. Wie bei Newton die Materie,
2, Unveroff. Manuskript Wiecherts, maschinengeschrieben, 12 Seiten. Der Text ist unverandert
wiedergegeben. (ca. 1919/20 verfaBt; teilweise spater.)
3, Zur besseren Einordnung sind Literaturhinweise angegeben, auf die sich die Wiechertschen
Bemerkungen beziehen.
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so erhielt bei Einstein die Energie, die an Stelle der Materie trat, Tragheit auch im leeren
Raum. Wahrend also die Theoretiker der neuen Schule ihre eigene Theorie fur eine
,Relativit&tstheorie' und die Lorentzsche Aethertheorie fur eine Absoluttheorie erklarten, erschien das Verhaltnis vom Machschen Standpunkt aus betrachtet gerade umgekehrt! (vgl. [12])
I n einer Arbeit, die 1915 im Band Physik der 'Kultur der Gegenwart' (erschien)
wies (ich) auf den absoluten Charakter der Einstein'schen Theorie hin. (vgl. [13]). Im
selben Band erschien noch eine Darstellung seiner Theorie in alter Porm, die sich an
E. Mach anlehnt. Sie liisst vermuten, daB ihm der Widerspruch schon bewusst gewesen
ist (vgl. [14]).
Charakteristisch fur ihn bleibt wie in der ersten Theorie zweierlei: Er lasst sich von
eigenartigen relativistischen Grundgedanken leiten, und er vermeidet die Annahme eines
korperlichen Aethers als Weltuntergrund. Der korperliche Aether wird im Anschluss
an H. Minkowski ganz im Sinne von Newton ersetzt durch einen Weltuntergrund, der
aus Raum und Zeit gebildet wird.
Das Neue ist, dass dieser Zeituntergrund eine kompliziertere Struktur als bei Newton
erhalt Es ergibt sich eine ,vierdimensionale Geometrie', bei der die Krummungsverhiiltnisse von Stelle zu Stelle variieren und von der Materie abhiingen (vgl. [lb]).
Wiederum ist, wie ich zeigen werde, der mathematisch-physikalische Kern der Theorie von ihrer erkenntnistheoretischen Begrundung durch relativistische Hypothesen
ganz unabhangig. Von der Wichtigkeit der Aethervorstellung uberzeugt, halte ich es fur
meine Aufgabe, den begrundeten Relativismus zu bekampfen, da er ein schweres Hindernis fiir die Ausarbeitung der Aethervorstellung und damit der physikalischen Weltauffassung bedeutet. Die mathematisch-physikalischen Seiten der Theorie (derep mathematische physikalische Schonheit ich lebhaft empfinde) bewundere ich sehr. Vielfach
gilt die Theorie als hochst kompliziert. I n solcher Ansicht scheint mir nur die Ungewohntheit der vierdimensionalen Geometrie sich zu aussern. Die mathematischen Grundgedanken der Theorie sind in Wahrheit von ausserster Einfachheit, und eben darin liegt
die Schonheit der Theorie. Ich gehe soweit, zu glauben, dass die mathematische Einfachheit auf Kosten der Physik zu weit getrieben ist; ich bin aber der Meinung, dass die
Theorie fur die Weiterentwicklung der Physik dennoch einen wertvollen Fingerzeig
bietet .4) Er besteht in der Eroffnung eines neuen, eigenartigen Weges, Mechanik und
Elektrodynamik zu einem Ganzen zu verschmelzen. Es ist das ein Problem, welches die
Physiker seit den Zeiten von W. Weber beschaftigt (vgl. zu Weber [IS]). Ich selbst habe
der Einstein'schen Theorie Anregung zu eigenen Arbeiten uber die Gravitation zu entnehmen und fuhle mich ihr deshalb noch besonders zu Dank verpflichtet.6)
Mehrfach habe ich bei Studenten umgefragt, was wohl Fernerstehenden die Einstein'sche Theorie reizvoll mache.'j) Da erfuhr ich, dass es die ideellen Beziehungen der
.
4, Diese positive Einschatzung Wiecherts geht auch aus seinem Briefwechsel mit Lorentz hervor.
So schreibt er diesem unter dem 10. 10. 1920 u.a. ,,Was die Relativitiitstheorie betrifft, so glaube ich,
dal3 manches ganz gut ist; A. Einstein ist sicherlich ein sehr geschickter Mathematiker. Das Erkenntnis-theoretische in der Relativititstheorie erkenne ich aber durchaus nicht an und die Ubertreibungen,
welche verbreitet werden, sind tief zu beklagen." Dies erinnert a n mancherlei Anmerkungen Kleins
gegeniiber Pauli; auch Klein fand gewisse Umstande in der ,,C)ffentlichkeitsdebatte"um Einsteins
Wirken ungliicklich. Beide - Wiechert wie Klein - lasteten dies aber nicht Einstein selbst an.
5 , Seine wohlwollelde Einschatzung der Einstein'schen Studien driickte Wiechert mehrfach aus,
so z.B. anlLl3lich eines Gespraches mit Debye und Einstein bei dessen Gottinger Besuch im Juli 1915.
6, Wie mir die Wiechert-Schiiler Mothes, Goussenheimer und Haubold mitteilten, hatte Wiechert
auch in den Vorlesungen fur ,,H8rer aller Fakultaten" diese Frage aufgeworfen. Auch im Geophysikalischen Seminar wurden Einsteins Beitrage behandelt.
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Theorie zum philosophischen Relativismus seien. Der Ausspruch des Protagoras : ,Der
Mensch ist das Mass aller Dinge' und die Folgerung, es gabe keine ,absoluten' Wahrheiten, bei einem wechselnden Standpunkt konne jede Wahrheit in ihr Gegenteil verkehrt
werden, scheint in den Augen vieler durch die Einstein'sche Theorie neue Nahrung zu
erhalten : das wirkt dann oftmals ausschlaggebend. Man ubersieht gar zu gern, wie herzlich schlecht der Ausspruch des Protagoras und die ankniipfenden Folgerungen rnit den
Erfahrungen des taglichen Lebens, mit dem Wesen der Naturwissenschaften und insbesondere mit den scharfen Gesetzmassigkeiten der Einstein'schen Theorie zusammenstimmen. Bei der Bedeutung, welche die Verwandtschaft der Einstein'schen Grundlegung der
Theorie mit dem philosophischen Relativismus beigelegt wird, werde ich die fur Einstein
charakteristischen relativistischen Gedanken zusammenfassend als den Einstein'schen
,physikalischen Relativismus' bezeichnen.
Nach dem Vorstehenden wird es kaum notig sein, zu betonen, aber es mag doch noch
ausdriicklich geschehen, dms ich mich keineswegs im allgemeinen gegen die Benutzung
relativistischer Vorstellungen in der Physik wende. Davon kann gar keine Rede sein,
denn ich bin ein iiberzeugter ,Relativist'. Aber das bin ich nicht im Sinne von A. Einstein, sondern in dem Sinne, in welchem E. Mach den Ausdruck gebraucht. Der Einstein'sche Relativismus als erkenntnistheoretisches Prinzip muss nach meiner Meinung verworfen werden, er ist zu ersetzen durch formale Satze von beschrankter physikalischer
Bedeutung 7)
ifberblickt man die gebrauchlichen Darstellungen der Relativitatstheorie, so bemerkt man, dass unter dem Einfluss des Einstein'schen Relativismus die Gedankengange in hoehst charakteristischer Weise gewissermassen erstarrt sind. Statt freier Ueberlegungen, welche auch die weitere Umgebung beachten, findet man stereotype Gedankenverbindungen mit engstem Gesichtskreis. So kommt es, dass man oftmals die Ausspruche der Autoren Satz fur Satz umkehren muss, um etwas Richtiges zu erhalten.
Ich will versuchen, die Ueberlegungen wieder zu grosserer Freiheit zu fiihren, und ich
hoffe, damit auch denen einen Dienst zu leisten, welche in heftigem Widerwillen gegen
den physikalischen Relativismus geneigt sind, die Theorie im Ganzen zu verwerfen, auch
in jenen Teilen, wo die Theorie als mathematisch-physikalische Weiterfuhrung der
Lorentz'schen Arbeiten der Wissenschaft wertvolle Ergebnisse bringt .
Die Aetherverneinung der letzten Jahre war nur moglich, weil einige Autoren die
wichtigen Fragen nicht erkannten, oder nicht geniigend beobachteten, welche zur Aethervorstellung notigen. So werde ich mich bemiihen, die Aufmerksamkeit gerade auf diese
Fragen zu lenken.
Dass der entgegenstehende physikalische Relativismus die Zeichnung des physjkalischen Weltgebaudes nicht notwendig ist, werde ich zeigen konnen, indem ich eine
Darstellung der in Betracht kommenden Theorien entwerfe, in welcher dieser Relativismus zunachst ganz fehlt. Wenn wir uns dann hinten nach zu ihm wenden werden,
wird zutagetreten, dass seine gewaltsame Einfuhrnng nur geeignet ware, die Harmonie
des Gesamtbildes zu storen. (Wie weit er in rein formalem Sinne bleiben kann, muss die
Zukunft lehren.)
2.2. Absolut und relativ
Worte sind vieldeutig, das darf nicht vergessen werden, wenn Irrtumer vermieden
werden sollen. Zu den besonders gefahrlichen Worten gehoren ,absolut' und ,relativ'.
Man spricht von absolutem Retrag, absolutem Raum und absoluter Zeit, absolutem
') A. Einstein bemerkte : ,,Unter ,Relativist' ist hier ein AnhLnger der physikalischen Relativitatstheorie, nicht des philosophischen Relativismus zii verstehen." (Naturwiss. 6 (1918) 102).
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Alkohol. Diese Aufzahlung zeigt, dass der Gegensatz von ,absolut' keineswegs immer
,relativ' ist. Dem absolutem Alkohol steht kein relativer, sondern ein wasserhaltiger
Alkohol gegenuber . Praktisch bedeutet absoluter Alkohol einen solchen, bei dem der
Wassergehalt unmerklich ist ; wollte man dem Ausdruck ,absolut' hier ,absolute' Bedeutung geben, so musste man vom ,absoluten' Alkohol verlangen, dass er iiberhaupt
kein Wasser enthielte.
Die Anhanger der Ejnstein'schen Relativitatstheorie sprechen zuweilen vom ,absoluten Aether', den H. A. Lorentz seiner Theorie zu Grunde gelegt habe. Sol1 damit nur
einfach gesagt werden, dass H. A. Lorentz annahm, der Aether zeige keine merklichen
Bewegungen seiner Teile gegeneinander, er mache insbesondere die Bewegungen der
sinnlichen wahrnehmbaren Materie nicht merklich mit, so ware der Ausdruck unbedenklich. Wollte man aber damit die Meinung verbinden, H. A. Lorentz habe jede relative
Bewegung im Aether, jede Abhangigkeit von der Bewegung der Materie ,absolut'
im strengsten Sinne des Wortes, ausschliessen wollen : er hatte den Aether gewissermassen im Raum festhangen wollen, so ware der Ausdruck unerlaubt, ja physikalisch sinnlos, denn fur H. A. Lorentz war der Aether genau wie fur die fruheren Physiker ein
Korper in der physikalischen Bedeutung des Wortes (vgl. (171). Wir wollen hier noch
anmerken, dass auch die Ausdrucke ,starre Korper', ,inkompressible Flussigkeit' mathematische Abstraktionen sind, denen unseres Wissens keine physikalischen Wirklichkeiten ent sprechen .
Nach Newton war unter ,absolutem Raum' und ,absoluter Zeit' etwas zu verstehen,
dem unabhangig von den Korpern der Welt physikalische Bestimmtheit zugeschrieben
wurde. Benutzen wir in Anlehnung an Ludwig Lange (vgl. hierzu: [18, 191)den Ausdruck
Jnertialfeld', so konnen wir sagen, Newton habe an der Vereinigung von absolutem
Raum und absoluter Zeit einen immateriellen Weltuntergrund angenommen, dessen
Aufgabe es war, das Inertialfeld zii bestimmen.
I n der Mitte des vorigen Jahrhunderts wurde die Frage vielfach behandelt, wie man
das Inertial erkennen und feststellen kann. Die Feststellung erfolgt durch das Aufnehmen eines ,Inertial-Koordinatensystems'. Um fur das folgende ein bequemes Bild vor
Augen zu haben, denke man sich im Weltraum zwischen den Sternen und fern von diesen
einen Weltkorper, in Form eines Ellipsoides mit drei starr von einander abweichenden
Achsen, dessen jeweilige Drehachse mit keiner der drei Korperachsen zusammenfallt .
Dann wird der Korper nach den Lehren der Mechanik verwickelte Schleuderbewegungen
ausfuhren. Diese konnen durch die auf dem Weltkorper wohnenden Beobachter mittels
Seismometer, Foucault'scher Pendel und anderen mechanischer Vorrichtungen festgestellt werden. Die Beobachter sind so imstande, ein Koordinatensystem zu konstruieren, das die Schleuderbewegungen mitmacht. Es stellt ein Jnertialsystem' dar und kennzeichnet das Inertialsystem an der betreffenden Stelle des Weltenraumes. Ein Korper,
der gegenuber dem Inertialsystem Beschleunigung oder Drehung zeigt, besitzt diese
Bewegung nach Newton ,absolut', d. h. relativ zu dem durch den ,absoluten' Raum und
die ,absolute Zeit' gegebenen Weltuntergrund (vgl. [201).
Die Newtonsche Vorstellung des immateriell bestimmten Inertialfeldes erfuhr im
vorigen Jahrhundert Angriffe. I m physikalisch leeren Raum scheint keine Bewegung
vor der anderen ausgezeichnet ,daher entstand der Gedanke, das Inertialfeld musse irgendwie durch etwas Korperliches bestimmt sein. Carl Neumann nannte 1873 dieses Korperliche den Korper ,Alpha' oder das System ,Alpha' [21].
Seit 1873 wandte sich auch Ernst Mach mit Scharfe gegen die Newton'sche Ansicht.
I n seinem Buch uber die Mechanik, das 1883 in erster, 1912 in der letzten (der 7.) noch
von Mach selbst besorgten Ausgabe erschien, nannte er den absoluten Raum Newton's
ein ,Gespenst'. Nur relative Bewegung eines Korpers gegen einen anderen Korper konnte
physikalisch wirksam sein. Das Inertialfeld an irgend einer Stelle im Weltraum sei
bestimmt zu denken durch die Einwirkung der Gesamtheit der Korper in der Welt.
W. SCHRODER,Fruhe Diskussion um den Ather
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Mach versuchte zur Verdeutlichung seiner Ansicht eine mathematische Formulierung,
die zwar primitiv ausgefallen ist, aber doch die Gedankenrichtung klarlegt. Wahrend
nach der Newtonschen Vorstellung das Inertialfeld mit einheitlichen (Euklidischen)
Massenverhaltnissen die ganze Welt umspannt, ist nach E. Mach eine Variation von
Ort zu Ort zu erwarten; durch das bekannte Beispiel der rotierenden Massenschale,
welche die Zentrifugalkrafte eines umschlossenen Korpers beeinflussen soll, hebt er
das ausdrucklich hervor. Resonders charakteristisch fur Mach scheint mir die folgende
Stelle in seiner Mechanik . . .*) An die Mach'schen Spekulationen hat spater A. Einstein
seine ,allgemeine Relativitatstheorie' geknupft. Mach nimmt fur sich in Anspruch, dazu
beigetragen zu haben, gegen Newton dem Relativitatsgedanken in der Physik Geltung
zu verschaffen . Ich mochte dem Mach'schen Relativitatsprinzip die folgende Passung
geben : ,Die Bewegungen der Korper haben nur insofern physikalische Bedeutung,
als sie relative Bewegung gegen andere Korper sind; sie werden vollstandig und zwar
bei scheinbar sich selbst iiberlassenen Korpern, bestimmt durch die Wechselwirkung
der Korper unter einander.' Dieses Relativprinzip erkenne ich durchaus an, ich bin also,
wie im Vorwort schon erwahnt, ein uberzeugter ,Relativist' im Sinne von E. Mach
(vgl. [22]).
2.3. Aether oder Raumzeitstruktur. Fur das, was weiterhin folgen soll, sind wir nun
zu einem Ausblick von entscheidender Redeutung gekommen. Wir stehen an einer Weggabelung, welche in einer Richtung zur Aethertheorie, in der anderen zu dem Gedankenkreis der Einstein'schen Relativitatstheorie fuhrt. Die Aufschriften der beiden Arme des
Wegweisers konnten ,Aether' und ,Raum-Zeit-Struktur' sein. Das Wort Struktur scheint
hier besonders passend, da es von A. Einstein selbst verwendet wird. Die Bezeichnung
,Raum-Zeit-Geometrie' darf nicht benutzt werden, denn zu beiden vor uns liegenden
Wegen gehort eine Raum-Zeit-Geometrie: In einem Palle muss diese der Aetherbeschaffenheit, in anderem Falle der Raum-Zeit-Struktur angepasst werden (vgl. [23]).
Die Blicke sollen zunachst auf den Weg gerichtet werden, der zur Aethervorstellung
fuhrt. Da erkennen wir das Mach'sche Relativitatsprinzip, welches soeben formuliert
wurde, als giiltig an ixnd schliessen, dass das Inertialfeld durch korperliche Wechselwirkung bestimmt wird .
An dieser Stelle endet der Wiechertsche Entwurf. Es ist ganz interessant, daB Wiechert in einem Handexamplar seiner Arbeit von 1911 (vgl. [24]) noch einige Zusatze
angebracht hat. Danach unterschied er das bedingte und das unbedingte Relativitatsprinzip (Abb. 1).
Auch in seiner Vorlesung ,,Magnetismus und Elektrizitat" (WS 1911/1912) zeigte
Wiechert folgende Unterschiede auf :
a) das bedingte Relativit&tsprinzip. Es entspricht den Lorentz'schen Gedanken und abstrahiert
nicht vom Ather;
b) das unbedingte Relativitatsprinzip. Alle Systeme werden als gleichwertig angenommen.
Die elektrodynamische Fortbewegung des Lichtes bezeichnete Wiechert als Lichtschreitung (Schreitung im Gegensatz zur relativen Bewegung). I n der erwahnten Vorlesung fuhrte er weiter aus:
Die Lichtschreitung ist unabhangig von der Materie u(nd) ist immer r = e . Man hat
niemals Geschwindigkeitswerte, die grosser sind als die Lichtschreitung gefunden.
Doch soll das nicht heissen, dass unsere Erkenntnis und der Natur eine Grenze
gesetzt ist : nur wiirde eine grossere Geschwindigkeit schon zu einer Gruppe neuer anderer
Schreitungen gehoren, von deren Existenz wir nichts wissen, die wir aber auch nicht
verneinen konnen (vgl. [as]).
8,
Der gemeinte Machsche Text fehlt im Manuskript.
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Beobachtungsergebnis :
Relativitats
- Gesetz
f iir
Lorentz
I
- System
2 Auffassungsweisen
bedingtes R e l a t i v i t a t s Prinzip
Unbedingtes R e l a t i v i t a t s P r i nz i p
e i n e s a u s g e z e i c h n e t e Lorentz-Systeme-alle
( ) und s c h e i n b a r
+ G l e i c h z e i t i g k e i t +nur
gleichwertig
relativ
Abb. 1. Wiecherts Unterscheidung zum Relativitatsprinzip
Die Diskussion um den Ather hatte seit etwa 1911 vielfaltige Formen angenommen;
dazu sind zahlreiche Veroffentlichungen erschienen (vgl. [261). Eine Bemerkung zur
Diskussion um die Einsteinsche Theorie von Weyl (beleuchtet das Problem sehr anschaulich) :
,,Der den Spekulationen mi5trauende Physiker wird wahrscheinlich finden, daB die
ganze Frage einer erweiterten Relativitatstheorie welche in organischer Weise die
elektromagnetischen Erscheinungen mit umfa5t, im Augenblick noch nicht spruchreif
ist, da keine Erfahrungen zu ihrer Entscheidung herbeigezogen werden konnen. Man
darf aber nicht vergessen, da5 in aller Wirklichkeitserkenntnis neben dem Sammeln
typischer Erfahrungstatsachen das apriorische Element, die Bildung von angemessenen
Anschauungen und, Begriffen, mit Hilfe deren die Tatsachen zu deuten sind, eine nicht
zu vernachlassigende Rolle spielt." ([27], S. 480)
Um diese Diskussion besser einzuordnen, seien noch einige Ausziige aus einem wejteren Manuskript Wiecherts gegeben. Darin befa5t er sich mit der Atherfrage und behandelt in 3 1 den Weltuntergrund (ca. 1922ff). Es heiBt:
(1) Zu den wichtigsten Zugen des physikalischen Weltbildes gehort die Erkenntnis eines Weltuntergrundes, welcher den ganzen Bereich der uns zugiinglichen Sinnenwelt umspannt und von der
sinnlich wahrnehmbarcn Materic sowic von dcm elektromagnctischcn Feld scinem Wescn nach durchaus verschieden ist. Dass dieser Weltuntergrund nicht geniigend beachtet wird, ist einer der hauptsachlichsten Griinde fur die vielfach zutage tretenden Unklarheiten uber das Weltbild der Physiker.
( 2 ) Ueber die Wesensart des Weltuntergrundes liegen zwei Vorstellungen im Streit: Die Raumzeitvorstellung und dieilethervorstellung. Dabei ist es uberraschcnd, zu beobachten, wie (der) Streit
sich ofters iinbewusst abzuspielen scheint. Es ist aber durchaus erforderlich, sich des Gegensatzes
bewusst zu werden. (E. Wiechert, 1915). (vgl. hierzu [ZS]).
(3) Die Raumzeitvorstellung wurde von Newton zur Erklarung der Bestimmtheit des Inertialfeldes geschaffen; sie erhielt durch A. Einstein bei Verwertung Minkowskischer Gedanken eine
allgemeinere Ausgestaltung in dem Q-Feld.
(4) Bei der weitestgehenden Ausgestaltung der Raumzeitvorstellung durch Einstein 1917 wird
angenommen, der Raumzeituntergrund (das Q-Feldj sei restlos durch die Materie = Energie bestimmt .''
Etwas weiter findet sich Wiecherts handschriftlicher Zusatz : ,,Die Aethertheoretiker
sehen in dem Weltuntergrund mehr als nur Raum und Zeit. Fur sie ist der Raum
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zwischen den Sternen nur leer in dem Sinne, wie einem Fisch im Wasser die Umgebung
leer erscheinen mag, wenn er gerade in seiner Nachbarschaft nicht sieht. Aether und
Materie sind innig verbunden, dieser Verbindung verdankt die Materie i hre Tragheit .
Der Aether iibertragt die Gravitation . . . Die moderne Theorie der Materie lehrt, dass
diese in ihrem ganzen Bau insbesondere auch in ihrer Tragheit durch die Eigenschaften
des Aethers und durch ihre Verbindung mit dem Aether bestimmt ist. Vielleicht wird
man der Wirklichkeit am besten gerecht, dass die Materie Besonderheiten im Aether darstellt, etwa Stellen besonderer Erregung. Es ware unrecht, wenn ich nicht bemerken
wollte, dass es unter den Relativitatstheoretikern einige gibt (H.Weyl, wohl auch G.Mie),
die solchen Anschauungen sehr nahe stehen. Wer sich diese Erscheiniingen zu eigen
macht, wird bei dem herrlichen Foucaultscheii Versuch die Erde sich gegen den Aether
drehen sehen und wird in jeder Aeusserung der Schwerkraft, die er fuhlt, sich selbst
unter der Herrschaft des Aethers erkennen."
Die in diesen Manuskripten behandelten Fragen haben Wiechert fortlaufend in
seiner Gottinger Zeit beschaftigt . Dies kann nicht verwundern. Neben Berlin war es
besonders [29] Gottingen, wo durch die Studien von Hilbert, Minkowski, Klein, Voigt,
Wiechert u. a. die Entwicklung dcr theoretischen Physik nachhaltig gefordert wurde
(vgl. hierzu: [29]). Born hatte darauf aufmerksam gemacht, daB die Beitriige von Poincar6 rind Lorentz fruhzeitigst im Gottinger Seminar diskutiert worden waren. Es war
das Mathematisch-Physikalische Seminar, das den Rahmen bot, um dies erorterti zii
konnen a b 1905 fortlaufend [30].
3.
Treder [I] hat ausfuhrlich die Genese der Einsteinschen Arbeiten im damaligen
historischen Kontext sowie die Probleme ihrer Rezeption aufgezeigt. Dabei ergab sich
auch, daB Einstein immer wieder - zwangslaufig - gezwungen war, seine Gedanken
neii zu konzipieren und scharfer zu formulieren. Treder bemerkte, wie die ,,verschiedrnen Gedankenrichtungen . . . in den letzten Jahren der Entstehung iirid des Aufbaus dcr
allgemeinen Relativitatstheorie durch Einstein zuniichst nicht systematisch unterschieden (wurden)" (Treder [l],S. 267). Er hob bereits hervor, daB die Kritiker der Einsteinschen Studien verschiedenen philosophischen mid physik-theoretischen Horizonten
verhaftet waren. Ileshalb konntc es nicht ausblei ben, daB mancherlei AuBerungen Einsteins auf Widerspriiche stieBen . Ferner hat Treder klar hervorgehoben, daB ,,diese
immanenten Kritiken . . ., die noch heute eine wissenschaftliche Bedeutung haben,
([l],S. 268) fur Einsteins Weiterentwicklung wichtig waren. I n diesem Kontext mussen
auch insoweit Wiecherts Studien angesiedelt werden. Es ist interessant, dal3 z. B. Klein
sowohl gegenuber Pauli als auch in seiner Monographie deshalb ausdrucklich die Arbeiten Wiecherts betont (vgl. hierzu [31]).
Nach 1905 hatte Wiechert die Einsteinschen Arbeiten zumindest in seinen Vorlesungen behandelt; Bhnliches galt fiir Voigt. Die im Gefolge der Einsteinschen Arbeit von
1905 aufkommende Diskussion wollten die Gottinger nicht so ohne weiteres an sich
voriiberziehen lassen : iiber die Wolfskehl-Stiftung bei der Gesellschaft der Wissenschaften wurden namhafte Gelehrte - darunter PoincarB, Lorentz sowie Einstein - eingeladen, um von ihren Arbeiten zu horen. Die Atmosphare vermittelt ein Brief von Hilbert
an Lorentz vom 27. 4. 1910:
,,Hochverehrter Herr Kollege.
Names der Kommission der Wolfskehlstiftung gestatte ich mir die Aufforderung an Sie zu richten,
uns im Herbst dieses Jahres hier in Gottingen einen Zyklus von Vortriigen iiber Elektrodynamik
zu halten. Die gunstigste Zeit scheint die Woche vom 24. Okt. his 29. Okt. zu sein - gerade mit
beginnendem Wintersemester. Wir wiirden dann unsere Vorlesungen erst am 31. Okt. beginnen,
so dass Studenten und Dozenten freie Zeit zum Besuch Ihrer Vortriige hbtten. Wir wiirden zu densel-
484
Ann. Physik Leipzig 47 (1990) 6
ben auch die uns nahestehenden mathematischen und physikalischen Fachkollegen ausserhalb
Gottingen einladen
..."
Wie sehr die Gottinger an fortlaufenden Informationen interessiert waren, zeigt
dann auch noch Hilberts Schreiben vom 22. Januar 1913:
...
,,Es kommt also Alles darauf an, dass Sie ja sagen und wir hoffen darauf bestimmt: denn Ihre
Verpflichtungen hier wurden nur darin bestehen, gelegentlich uns aus der Fiille Ihrer Auffassungen
profitieren zu lassen - in der mathematischen Gesellschaft, in mathematisch-physikalischen Seminarg), auf mathematischen Spaziergangen etc.lO)Besonders liegt uns an verstandlichen Referaten
uber die vielen - besonders auch englischen theoretisch-physikalischenAbhandlungen - damit
wir gut auf den kleinen Kongress vorbereitet sind, den wir fur den Friihling 1915 hier uber die Konstitution der Materie planen - nach Analogie des Kongresses im Fruhjahr 1913. Ich selbst lese iiber
statistische Mechanik und mochte gern auch Ihre Meinungen uber die verschiedenartigen statistischen Ansatze kennen lernen, die man in der Physik macht.l')
I n diese Zeit fallen ubrigens auch Einsteins ifberlegungen uber Relativitat und Gravitation (1911/12) sowie der Entwurf einer Verallgemeinerten Relativitatstheorie und eine
Theorie der Gravitation (1913/1914, mit M. Grossmann).
I n den Folgejahren befaBten sich weiterhin Hilbert, Klein, Schwarzschild sowie
Wiechert mit den angesprochenen Problemen. Inzwischen war auch Lorentz in Gottingen
gewesen; in seinen Vortragen sowie seinem Briefwechsel mit Wiechert blieb er dem
Ather verbunden. Im Prinzip hat Lorentz auch niemals den Gedanken a n den Ather
aufgegeben (vgl. z. B. [32, 331). I n diesem Zusammenhang kam dem Michelson-MorleyExperiment eine besondere Bedeutung zu, dessen negatives Ergebnis von Lorentz
und Wiechert in weitere Zusammenhange gestellt wurde. I n seinen Studien zur Perihelbewegung des Merkur beklagte Wiechert, daB ,,der A e t h e r (. . .) schon seit langem fur
A. Einstein nicht mehr (existiert) (Vgl. [34], S. 1). Andererseits betonte er, daB ,,zu den
Vorstellungsformen vom Raum und Zeit sicher auch Anzeichen von entsprechenden
gegenstandlichen Wirklichkeiten zu erkennen (sind)" (ebd. S. 1). Die Frage nach dem
Weltgeschehen, dem Weltuntergrund, dem ,,Inhalt" des Raumes blieb weiterhin fur
Lorentz und Wiechert wichtig.
Indessen hatte Einstein bereits am 9. 1. 1916 in einem Brief an Schwarzschild bemerkt ,,Die Tragheit ist eben nach meiner Theorie im letzten Grunde eine Wechselwirkung der Massen, nicht eine Wirkung, bei welcher ausser der ins Auge gefassten Masse
der ,Raum' als solcher beteiligt ist. Das Wesentliche meiner Theorie ist gerade, dass dem
Raum als solchem keine selbstandigen Eigenschaften gegeben werden. Man kann es
scherzhaft so ausdrucken: Wenn ich alle Dinge aus der Welt verschwinden lasse, so
9, Hilbert las i
m WS 1912/13 uber ,,Mathematische Grundlagen der Physik"; im Mathematischphysikalischen Seminar betreute er ,,Vortrage uber Axiome der Physik" sowie ,,Einfiihrung in die
Theorie der partiellen Differentialgleichungen" ;Voigt handelte von der Elektrodynamik; im SS 1913
behandelten Hilbert ,,Theorie der Elektronenbewegung", Born die ,,Grundeiige der mathematischen
Physik, wlhrend Voigt die ,,Theoretische Optik" vorstellte.
lo) Born [30] berichtet sehr anschaulich von den Spazierglngen im Hainberg (mit Besuchen
in Wiecherts Institut) von Hilbert, Klein, Riecke, Voigt Wiechert u. a.
11) Dem Mathematisch-Physikalischen Seminar gehorten die Ordinarien an; ab SS 1914 war
Debye Mitdirektor; im WS 1913/14 las Born zu den Grundzugen der mathematischen Physik, wahrend Wiechert im Rahmen der hoheren Elektrodynamik ausdrhklich die Elektronentheorie und
Relativitatstheorie behandelte. Im SS 1914 las Born zur Elektronentheorie und Relativitatsprinzip
sowie Konstutution der Materie; Hilbert leitete im Math.-Physik. Seminar die ,,Fragen der statistischen Mechanik".
W. SCHRODER,Friihe Diskussion urn den Ather
485
bleibt nach Newton der Galileische Tragheitsraum, nach meiner Auffassung aber n i c h t s
ubrig."
Im Zusammenhang mit der Existenz des Athers bzw. seiner experimentellen Nachpriifbarkeit sind noch zwei Aspekte wichtig : Wiechert hatte es nicht mehr geschafft, die
von ihm vorgesehene Wiederholung des Michelson-Versuchs durchzufiihren. Indessen
hat sich Lorentz in einem Schreiben aus dem Jahre 1925 nochmals mit der Wiederholung
dieses Versuchs befaBt. Dieses Schreiben hatte von Laue von Lorentz erhalten, den
er um eine Einschatzung gebeten hatte; als physikhistorisches Dokument mag es hier
wiedergegeben werden (15. Oktober 1925) (vgl. [35]).
Sehr geehrter Herr Kollege,
Selbstverstandlich habe ich nichts dagegen, dass Sie die Bemerkung erwahnen, die
ich uber die Millerschen Versuche gemacht habe. Sie ist iibrigens sehr naheliegend und
es ist dann auch fast iiberfliissig, wenn ich die einfache Betrachtung hier wiederhole.
Was man nach Millers Meinung aus den Versuchen ableiten kann, ware die Projektion w der Erdgeschwindigkeit v auf die Horizontalebene, in der sich der Apparat befindet. Dabei ist unter v die Geschwindigkeit der Erde ,relativ zum Ather' zu verstehen
zusammengesetzt aus der Geschwindigkeit der Erde in der jahrlichen Bewegung und
der Geschwindigkeit des Sonnensystems relativ zum &her. Wir brauchen iiber diese
letztere Geschwindigkeit und also iiber nichts vorauszusetzen. Nun wollen wir annehmen, dass wahrend eines Tages (oder wahrend einiger Tage) v in Richtung und Grosse
konstant bleibt. Wahrend also der Vektor v konstant bleibt, dreht sich die genannte
horizontale Ebene E um die Erdachse herum. Da es sich aber bei der Betrachtung der
Projektion w nur urn die relative Lage von v in bezug auf die Ebene E und die in ihr
liegenden Linien behandelt, konnen wir uns ebensogut vorstellen, dass E feststeht, und
dass E sich um die feste Erdachse herumdreht.
Wir zerlegen v in zwei Komponenten, vl in der Richtung der Achse und v, senkrecht
zu derselben. Die erste ist konstant und der Endpunkt von v2 beschreibt einen Kreis in
einer zur Achse senkrechten Ebene.
Um die Projektion w zu erhalten konnen wir v1 und v2 jede fiir sich projizieren;
w setzt sich aus den beiden Projektionen w 1 und w 2zusammen.
Die erste ist unveranderlich und fallt in den Meridian SN. Der Endpunkt von w 2
aber beschreibt eine Ellipse der Projektion des genannten Kreises, nach einander w,,
wk,wr usw. Und zwar hat der Endpunkt eine einfache harmonische Bewegung. Die kleine
Achse der Ellipse fallt in den Meridian.
Hieraus geht die von mir gezogene Schlussfolgerung sofort hervor. Man kann auch
N
I
I
I
I
S
Abb. 2. Lorentzs Erlauterungen in seinem Brief (Nachzeichnung seiner handschriftlichen Skizze)
Ann. Physik Leipzig 47 (1990) 6
486
sagen, wenn man mit 5, W,U.S.W. die zeitlichen Mittel der verschiedenen Vektoren fur
1
einen Sterntag versteht (also V = - v dt, als Vektorgleichung aufgefasst) :
T
Das Mittel ;iij setzt sich zusammen aus Zl
und W,.Der erste Vektor ist konstant, und
der zweite ist die Projektion von Z2 er verschwindet daher weil ;;Z = 0 ist.
Aus den Figuren in der Abhandlung von Miller kann man ersehen, dass die Richtung
von W nicht in den Meridian fiel, sondern einen Winkel von etwa 30" mit diesem bildete ..."
Nernst folgend, bemerkte Wiechert in seiner Arbeit zur Perihelbewegung des
Merkurs, daB ,,gerade in dem ,Aether' eine der Grundlagen des von uns gesehenen Weltgeschehens . . . ([36], S. 1)besteht. Auch in dieser Uberlegung zielt Wiechert darauf ab,
daB zu sehen ist ,,daB fur die theoretische Erkliirung der Perihelbewegung des Merkur
der Forschung vielerlei verschiedene Wege offenstehen." ([34], S. 15). Eben das scheint
ubrigens auch das Anliegen von Lorentz und Wiechert gewesen zu sein: der Forschung
verschiedene Wege offenzulassen. Insofern muB wohl auch gesehen werden, daB die
Begrifflichkeit Ather beibehalten werden sollte.
Unabhangig hiervon erkennte Wiechert stets die Leistung der Einsteinschen Theorie
an. So sprach er von den ,,schonen Relativitatsgesetze(n)", jedoch meinte er, da8
,,diese Gesetze nicht nur nicht gegen die Atherhypothese sprechen, sondern gerade,
umgekehrt sehr wichtige neue Anzeichen fiir des Bestehen des Athers bringen" ([36],
S. 2). E r fiihrte weiter aus:
,,Sehr gerne erkenne ich die hohe erkenntnistheoretische Bedeutung der durch das
Relativitatsprinzip angeregten Untersuchungen uber den Zeitbegriff an ; der SchluB,
enm dem ich mich genotigt sehe, ist aber doch der, daB die Gleichwertigkeit der verschiedenen Zeitsysteme nur praktisch und nur innerhalb gewisser Grenzen besteht, keineswegs daher fur das Weltgeschehen im allgemeinen behauptet werden darf." ([36],
s. 2).
Treder bemerkte bereits, daB die Weiterentwicklung der Einsteinschen Uberlegungen den unterschiedlichen Reife- und Vertiefungsgrad erkennen lafit. Auf diesem Hintergrund kann auch Wiecherts Streben gesehen werden, dem es ja um die Prazisierung
und weitestgehende Begrundung ging. Er erinnerte: ,,Ja, ich meine, dalj das Vermachtnis, welches wir H. Minkowski verdanken, nur noch mehr zur Geltung kommen wird,
wTenn man zu weitgehende Folgerungen vermeidet." ([36], S. 2). Und weiter: ,,Die
Sorge um den Ausdruck hat mich veranlaBt, ein Wort neu zu bilden . .." (ebd., S. 43).
Sowohl die hier wiedergegebenen Auszuge aus Wiecherts Manuskripten, sowie der
Briefwechsel von und mit Loreiitz lassen erkennen, da13 beide auf den Ather nicht verzichten mochten. Andererseits war beiden die Klarheit der speziellen und allgemeinen
Relativitatstheorie bewuBt. Insofern die spezielle Relativitatstheorie den Ather entbehrlich machte, so waren dennoch Lorentz und Wiechert darum bemiiht, den Ather als
eine weitere und mogliche Denkweise beizubehalten. Dieses Festhalten am Ather kann
moglicherweise damit zusammenhangen, daB sowohl Lorentz als such Wiechert eben
dem Ather verbunden waren. Einstein hatte es, wie Hund bemerkte [37], einfacher :
frei vom Ather und gleichzeitig unabhangig von PoincarB, wies er auf, was an Raum und
Zeit relativ und was absolut ist. Damit ergibt sich fur als Kern die Relativitatstheorie
die Absolutheit der Aussagen.
Damit war der Ather entbehrlich und die Maxwellsche Theorie konnte als Feldtheorie
gesehen werden [37]. Hund bemerkte auch, da13 man Einsteins Leistung ,,ah Abschaffung des Athers" ([37], S. 240) verstehen kann. Indess hat Hund auch bemerkt: man
,,mu13 sich aber huten, in einen Streit um Worte zu geraten. Heute, 75 Jahre spater,
kennen wir auch die ,allgemeine Relativitiitstheorie', die ein lokales Jnertialfeld'
beschreibt, das was H. Weyl in seiner bildhaften Sprache den ,TragheitskompaB'
W. SCHRODER,
Friihe Diskussion um den Ather
48 7
nannte, die lorentzinvariante Einbettung des lokalen Geschehens in die weltweite Umgebung. Wir kennen weiter kosmologische Fakten, die isotrope Expansion des Systems
der Galaxien und die isotrope 3K-Strahlung, die ein lokales, spezielles Bezugssystem,
Weyls ,SternenkompaB', festlegen. Diese Struktur des Universums, vielleicht nur des
groBen Ausschnittes aus ihm, der unserer Beobachtung zuganglich ist, sehen wir als
geschichtlich geworden an. Diese Struktur hatte H. Weyl vielleicht Ather genannt und
ihm ,Kranze und Gesang geweiht." ([37], S. 240).
I n seinem Leidener Vortrag fuhrte Einstein aus :
,,Nach der allgemeinen Relativitatstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitaten ausgestattet" ; es existiert also in diesem Sinne ein Ather. GemaB der allgemeinen
Relativitatstheorie ist ein Raum ohne Ather undenkbar . . . Dieser Ather darf aber nicht
mit der fur ponderable Medien charakteristischen Eigenschaften ausgestattet gedacht
werden" ( [ 3 8 ] ,S. 45).
Die jeweilige Begrenztheit der Aussagen hatte auch Einstein gesehen, denn gegenuber Klein bemerkte er am 9. April 1918 u.a.: Mogen wir aus der Natur nach dem Gesichtspunkt der Einfachheit einen Komplex herausheben, wie wir wollen, nie wird seine
theoretische Behandlung sich endgultig als zutreffend (genugend) erweisen. Newtons
Theorie z. B. stellt das Gravitationsfeld scheinbar vollstiindig dar durch das Potential y .
Diese Beschreibung erweist sich als ungenugend ;es treten die Funktionen g,, an die Stelle.
Aber ich zweifle nicht, dass einmal der Tag kommen wird, an dem auch diese Auffassungsweise einer prinzipiell anderen wird weichen miissen, aus Grunden, die wir heute
noch nicht ahnen. Ich glaube, dass dieser Prozess der Vertiefung der Theorie keine Grenze
hat. Wenn auch in einem anderen Zusammenhang, so hat auch Wiechert stets dies
betont : die Offenheit der weiteren Fragemoglichkeiten und somit die Moglichkeit, auch
zu anderen Interpretationen zu gelangen. Seine Betrachtungen zum Atherproblem, dem
Merkurperihel, der Gravitation dienten letztlich - ahnlich wie es Einstein t a t - dem
Ziele, diese Welt im GroIjen zu begreifen und einer mat hematisch-physikalischen
Hinterfragung zuganglich zu machen. Insofern gehort Wiechert, um ein Wort Treders
zu benutzen, zu den positiven Kritikern des Einsteinschen Werkes, insofern namlich,
als er aktiv beteiligt war, dessen Ergebnisse zu erortern, zu prazisieren und in einen produktiven ErkenntnisprozeS einzuordnen. Dies hatte auch Einstein so gefuhlt und gesehenlz).
Herrn Prof. Dr. F. Hund, meinem verehrten spiritus rector, danke ich fur zahlreiche Diskussionen
und Hinweise. Den Besitzern der zitierten Schriftstucke, insbesondere auch dem Algemeen Rijksarchief, der Staatsbibliothek PreuO. Kulturbesitz, der Akademie der Wissenschaften zu Gottingen
H. A. Leemhorst sowie den Privatbesitzern, bin ich fur die Uiberlassung von Kopien verbunden.
Wichtige Hinweise verdanke ich u.a. Frau H. Dukas, Dr. Nathan, Prof. Dr. M. Jammer, Prof. Dr.
M. Schwarzschild sowie Herrn Prof. Dr. H.-J. Treder. Fur die Ermutigung zu meinen Arbeiten fuhle
ich mich Herrn Prof. Dr. H. Goenner verbunden; violfiiltige Anregungen entnahm ich den Untersuchungen von Herrn Prof. Dr. H.-J. Treder.
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W. SCHRODER,
Fruhe Diskussion um den Ather
489
[37] HUND,F.: Phys. B1. 36 (1980) 237. HUND,F.: Geschichte der physikalischen Begriffe. Teil 1:
Die Entstehung des mechanischen Naturbildes. Mannheim: BI 1978.
[38] EINSTEIN,
A.: Ather und Relativitatstheorie. Berlin: Springer 7 921.
Bei der Redaktion eingegangen am 20. November 1989.
Anschr. d. Verf.: Dr. W. SCHRODER
Hechelstr. 8
D-2820 Bremen-Ronnebeck
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