Umsturz im Weltbild der Physik

Citation preview

Physiker, Dies Buch-gibt nicht nur jedem angehenden einzig­ in n e i a L n e t e sondern auch dem g e b i I d nten­ „Qua e neu die it, e ichk artiger Weise die Mögl e rflächlich, ob nicht aber , n e n r e l u z n e n n physik" k e en sondern von Grund auf, mit allen physikalisch in e s s i n t n n e k r o V e Beweisgründen und o h n e a l l k! i t a m e h t Ma e jed e n h o t s der Physik und fa Geheimrat Max P l a n c k , der weltbekannte deutsche Forscher, Nobelpreisträger und Begründer der neuen Quantenphysik, schri eb dem Buch das Geleitwort. Ernst Zimmer verfolgt in sein em Buch die Kernfragen d er Physik der letzten Jahrzehnte an den beiden wich­ tigen Problemen des Lichts und der Materie. Viele werden in der Schul e von d en beiden Lichttheorien, der Korpuskular- und der Undulationstheorie gehört haben und von dem Versagen d er Theorien g egen­ über gesicherten Erscheinungen. Jahrzehntelang findet ein spannender Wettstreit zwischen b eiden Theorien statt, bis schließlich erkannt wird, daß kein e von bei­ den die Erscheinungen r estlos einzuordnen vermag, daß vielmehr eine g eheimnisvolle Ver einigung von beid en Theorien den vorläufig bekannten Tatsachen am besten entspricht. Uberall ist versucht worden, die prinzipiellen Ergebnisse d er Physik in das gesamt e geistige Leben einzubauen. - B esonders zu begrüß en sind die Verbildlichungen unvorstellbarer Zahl en­ größ en. - Eine ganz besondere Rolle kann das Buch für angehende Studierende spielen, denen beim Rech­ nen mit angeschriebenen Differ entialgleichung en oft der zweifelnde Gedanke kommt, ob und wie dies e mathematischen Ausdrücke etwas mit der Natur zu tun hab en. Sie erhalten an Hand dies es Buchs einen Einblick in das Wesen physikalischer Methoden, der ihn en bei ihrer eigenen Arb eit ein Führer s ein kann." Aus dem Gutachten vom 19. Juni 1934 der

Reichsstelle zur Förderung des deutschen Schrifttums Nobelpreisträger Univ.. Prof. Dr. Heisenberg schr eibt

in R e c l a m s U n i v e r s u m : ,,Vor manchen and eren oft unzulänglichen Versuchen, das lebendige G e � schehen in der heutigen Naturwissenschaft e i n e m g r ö ß e r e n K r e i s g e b i I d e t e r L a i e n näher zu bringen, n! mmt dieses Buch eine h e r v O r r a g ende Stellung _ ein. Es führt den Leser weit in das Gebiet, in d: m sich dQS eigentliche Leben der exakte n Natur­ w1ssenschaft abspielt, und an die Quellen, aus den en _ es entsp ringt. Daß dieses Buch in einer Z eit, in · der d"'. e o "ff_ ent1·rche Meinung die Naturwiss ensch aft als D'. enerrn des praktischen Wiss ens vielfa ch mißde utet, dr� Kund e ":' es entlicher Gesch ehnisse in uns er em Wissen um di e Natur v erbreitet, bl eibt ein wichtiges Verdienst seines Verfassers."

fif 3immer / Um�ur; im Weltbilb ber .Pf>y

bern bie Wert, "'ie fie cmd) oqne un6 ifi, tietjleqen wollen, ab tion allem 6ubjeftitien, ba6 ben 9tei3 be6 fünfi{etifd)en ®ertbilbe6 au6mad)t. Unb fd)liet}fid), aUe �egtiffe, bie "'ir un6 3ut @rfaffung bet Welt gebilbet qaben, unb bie @efe�mät}igfeiten, bie "'ir an iqnen tiotqanben gfou„ ben, untmuerfen "'ir, genau "'ie ber S))q;,ftfer, a{6 oberjler tid)tedid)er Snfian3 "'ieber unferen 6inne6"'aqtnel)mungen. ®it f d)Het}en et"'a einen 1)i6\mt über eine jlrittige %rage aufttumpfenb mit ben ®orten: �ber id) �abe e6 bod) felbfi gefeqen I Unb "'enn wir feine �ügnet ftnb, fügt ftd) ber anbete unb erfennt biefe �etufung auf bie 6inne6"'a�t"' neqmungen cm. @enau fo geqt ber ,Pl);,ftfer tior. mur in o"'eierfei �inftd)t tietfeinert er ba6 merfaqren. @tflcn6 mad)t et @�perimente, b. {). er fouf d)t nid)t nur auf bie matur, fonbern fiellt %tagen an fie, auf bie fte ant"'ortet. 1:la3u ge�ört fd)öpferifd)e ,Pqantafte, er mut} ftd) au6ma(en f.imnen, "'ie bie matur im betrad)teten ijall "'oq( tletfäqrt. 1)ie im �auf ber Sa�r"' �unberte aut}erorbentlid) bereid)erten 6inne6erfaqrungen, ba6 ifi ba6 o"'eite, \leratbeitet er matqematifd). 1:laburd) etqarten bie �u6fagen eine @enauigfeit unb eine 6id)er�eit, bie auf feinem anbeten Wege eneid)bat ftnb. 1)ie matqematifd)en Stonfequen3en finb ein ,Ptüffiein für ben Wert einer pq\)ftfalifd)en �qeorie. �n iqm t,erfagt mand)e übet bie streife ber ,Pq;,ftfer qinau6 t,erbreitete natur"'iffenfd)aftlid)e �;,potqefe, "'ie 3. �. bie ®eltei6leQre �örbiger6. Sn einem grot}en 3ug gibt fte ein neuartige6 unb umfaffenbe6 �ilb be6 gan3en fo6mif d)en @efd)eqen6. 6ie ifi aber nid)t qartbar, "'eil fte einer 3aQ(enmät}igen mad)prüfung nid)t flanbQalt. 1)(16 fo entfieqenbe 5illeltbilb "'anbelt unb tierfeinett ftd) unter bem 1)rucf ber e!petimentellen @tfaqrungen bauernb. ,,®ie qat ftd) nun ba6 pq\lfifaHfcfJe ®dtbilb in ben re�ten 3"'an3ig Saqren geiinbett?" fragt ber �ediner ,P�;,fifer rola6 S))foncf. ,,Sebet tion un6 "'eit}, bat} bie in"' 3"'ifd)en eingetretene ®anbfung mit 3u ben tiefgteifenbfien ge�ött, bie jemal6 in ber (fomicflung6gefd)id)te einer ®iffenfd)aft jlattgefunben q�ben." @l)e "'ir biefe aufregenbe ®anbfung betrad)ten, "'ollen "'ir in btefem unb bem näd)fien stapitd in grot}en 3ügen un6 tior �ugen fül)"' 24

ren, "'ie ba6 pl);,ftfalifd)e ®eltbilb et"'a um bie Sal)r�unbett"'enbe unb fut3 banad) au6fa�, ba6 ®eltbilb jener SJ>�\lftf, bie man l)eute all"' gemein af6 bie „ffofftfd)e S))q;,ftf" be3eid)net. �egonnen l)at bie ,Pl);,ftf, "'enn man t,on ben f d)on er"'ii�nten e6"' petimentellen @ntbecfungen ber p\)t�agoteif d)en sp�ifofopqen an 6aiten:< injhumenten abfte�t, im i6. Sal)r�unbert mit @amei6 e6petimentellen Untetfud)ungen über ben freien %all. 1)arübet l)inau6 gefongte bann ber grot}e Sfaac mewton. @r Ieqtte un6 ba6 fd)einbar einfad)fie @e;:; biet, bie �e"'egung ber störper, t,erflel)en, t,etjlel)en gfeid) in einer moll"' fiiinbigfeit, bat} 3wei Sal)rqunberte feiner roletqobe nid)t6 ®efentfid)e6 3ufügen fonnten. @r fagte: Seber störper ijl „träge", b. q., "'enn er be"'egt "'erben foll, fe�t er biefer �e"'egung einen ®iberflanb entgegen, feine „rolaffe"; "'ir wollen bie 3aqI, bie iqre @röt}e angibt, mit m be3eid)tten unb in @ramm meffen. 1)ie 3aq(, bie bie @efd)"'inbigfeit be6 be"'egten Stör"' per6, ber SJ>q\lftfer f agt be6 materiellen ,Punfte6, mit}t, nennen wir v unb meffen fte in cm/sek, b. �. baburd), bat} "'ir bie 3aq( ber aurücfgdegten 3entimeter teilen burd) bie 3aq( ber ba3u benötigten 6cfunben. 1)urd) rolultiplifation beiber bifben wir mit me"'ton einen neuen �egriff, ben Smpuf6 p = m • v. 6tatt tion ber @efd)"'inbigfeit eine6 störper6 3u reben, ijl e6 oft ptaftifd), t>on ber mit ber ro?affe multipfi3ierten @e"' fd)"'inbigfeit b. q. t>om Smpuf6, 3u fpred)en. 1)(16 @runbgefee ber roled)anif foutet: mon felbjl iinbert ftd) bie @efd)"'inbigfeit eine& be"'egten störper6 nid)t. @ine einmal angeflot}ene stugeI rollt auf ber gfotten @iebaqn OQne aufaul)ören weiter; id) mut} fte, f oll fie anl)arten, fcfJon burd) eine „straft" bremfen. 1)ie strnft feet me"'ton g{eid) bet 3eit:< Hd)en inberung bee Smpuffe6, b. {). gleid) bem ,Ptobuft aue ber ro?affe unb ber 3eitlid)en inberung ber @efd)winbigfeit. Wenn feine straft "'irft, bleibt ber Smpufe unb bamit alfo aud) bie @efd)"'inbigfeit un"' t>eränbert. roian nennt barum biee @runbgefee ba6 �riigqeitegefee ober bae @efe� ber @rqaltung bee Smpuffee. 6töt}t eine efojlifd)e stugd auf eine 3weite, ruqenbe t>on gleid)er rolaffe, f o tiediert fte iqre gefamte

25