DOC. 7 5 NOBEL LECTURE 129 5 Aber sie konnte doch nicht voll befriedigen - ganz abgesehen von den Quanten-Schwierigkeiten, inbezug auf deren wirkliche Lösung alle Theorie bis jetzt sich als ohnmächtig erwies. Die spezielle Relativitätstheorie be- vorzugt ebenso wie die klassische Mechanik gewisse Bewegungszustände - nämlich die der Inertialsysteme - gegenüber allen übrigen Bewegungs- zuständen. Dies war eigentlich schwerer zu ertrügen als die Bevorzugung eines einzigen Bewegungszustandes, wie es die Theorie des ruhenden Licht- äthers tat denn diese dachte einen Realgrund für diese Bevorzugung, nämlich den Lichtäther. Eine Theorie, welche von Vorneherein keinen Be- wegungszustand bevorzugt, muss befriedigender erscheinen. Ferner erregt die schon oben erwähnte Unklarheit in der Definition des Inertialsystems bezw. in der Formulierung des Trägheitssatzes Bedenken, die ihre ent- scheidende Bedeutung durch den Erfahrungssatz von der Gleichheit der trägen und schweren Masse erhalten, auf Grund folgender Überlegung. Sei K ein Inertialsystem ohne Schwerefeld, K' ein relativ zu K gleich- förmig beschleunigtes Koordinatensystem. Dann ist das Verhalten mate- rieller Punkte inbezug auf K' dasselbe, wie wenn K' ein Inertialsystem wäre, inbezug auf welches ein homogenes Gravitationsfeld vorhanden ist. Auf Grund der empirisch bekannten Eigenschaften des Schwerefeldes erweist sich demnach die Definition des Inertialsystems als hinfällig. Die Über- zeugung liegt nahe, dass jedes beliebig bewegte Bezugssystem mit jedem andern für die Formulierung der Naturgesetze gleichwertig sei, dass es also hinsichtlich endlich ausgedehnter Gebiete physikalisch bevorzugte Beweg- ungszustände überhaupt nicht gebe (Allgemeines Relativitätsprinzip). Die Durchführung dieses Gedankens erfordet eine noch tiefere Modi- fikation der geometrisch-kinematischen Grundlagen als die spezielle Rela- tivitätstheorie. Die aus letzterer gefolgerte Lorentz-Kontraktion führt näm- lich zu dem Ergebnis, dass inbezug auf ein gegen ein (gravitationsfeld- freies) Inertialsystem K beliebig bewegtes System K' die Lagerungsgesetze der euklidischen Geometrie für starre (relativ zu K' ruhende) Körper nicht gelten. Damit verliert auch das kartesische Koordinatensystem seinen Sinn hinsichtlich der Inhaltsforderung. Analoges gilt inbezug auf die Zeit dieselbe lässt sich inbezug auf K' nicht mehr sinnvoll durch die Anzeige gleich beschaffener, inbezug auf K' ruhender Uhren oder durch das Gesetz der Lichtausbreitung definieren. Verallgemeinernd kommt man zu dem Resultat, dass Gravitationsfeld und Metrik nur verschiedene Erscheinungs- arten desselben physikalischen Feldes sind. Die formale Beschreibung dieses Feldes erlangen wir durch folgende
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