Kritik des 1. newtonschen Axioms

[Trigemina]

Hallo Faber

Daher haben von Einsteins Standpunkt gesehen Ptolemäus und Kopernikus gleiches Recht. Welchen Ausgangspunkt man wählt, ist Sache der Bequemlichkeit.

Das allgemeine Relativitätsprinzip geht bekanntlich von der Forminvarianz der physikalischen Naturgesetze für beliebig bewegte Bezugssysteme unter Verwendung beliebiger Koordinaten aus. Dass die Lagrange-Gleichungen auch allgemein-kovariant sind, ist im Rahmen der Newtonschen Physik sicherlich richtig. Insofern enthalten sie bereits ein Erkenntniselement des allgemeinen Relativitätsprinzips. Allerdings handelt es sich dabei um 3-dimensionale Gleichungen mit der Zeit als Parameter, so dass sie noch eine Vorstufe der 4-dimensionalen Welt darstellen.

Die Aufgabe eines Weltäthers in der SRT als universelles Bezugssystem führt bekanntlich zur Relativierung der gleichförmig geradlinigen Bewegung, d.h. es gibt kein ausgezeichnetes Inertialsystem in der SRT.
Die ART wurde von Einstein und seinen philosophischen Anhängern in dieser Frage so interpretiert, dass sie zur Relativierung auch der beschleunigten Bewegung führt, weil man sich für deren Fixierung ja auf andere Körper beziehen müsse, für die es aber ebensowenig einen absoluten Bezugspunkt gäbe.
Würde man darin den Sinn des allgemeinen Relativitätsprinzips statt in dessen Kovarianzaussage sehen, so wäre meines Erachtens tatsächlich eine falsche Interpretation dieses Prinzips gegeben.
Ich gehe davon aus, dass die ART keine Relativierung der allgemeinen Bewegung impliziert. Mit der Theorie der bezugsinvarianten Aufspaltung von Tensoren existiert ein mathematisches Werkzeug, mit dessen Hilfe man tiefer in diesen Fragenkomplex eindringen kann. Mit der Aufspaltung der Bewegungsgleichung kann dieser Problemkreis sogar einer eindeutigen Beantwortung zugeführt werden. So gehen darin die Gravitationsbeschleunigung, die Zentripetalbeschleunigung und die Translationsbeschleunigung usw. ein, während die Coriolis-Beschleunigung eine Folge der Rotation des Bezugssystems ist.

Über einen eingeführten Rotationsgeschwindigkeitstensor lässt sich daraus der Vektor der Winkelgeschwindigkeit bestimmen und über eine bezugsinvariante Transformation tensoriell in ein inertiales und rotationsfreies Bezugssystem überführen. Auf prinzipiell ziemlich ähnliche Art und Weise kann z.B. der Sagnac-Effekt mit der SRT erklärt werden, indem man in ein nicht-rotierendes Bezugssystem transformiert und von dort aus die Bewegungsgleichungen beschreibt.

Um daraus nun so etwas Ähnliches wie eine Quintessenz herauszudestillieren, kann für die ART im Prinzip dasselbe wie für die Newton-Physik hinsichtlich des allgemeinen Relativitätsprinzips geschlossen werden: Das kopernikanische und das ptolemäische Bezugssystem sind äquivalent. Hinsichtlich der Grenzbedingungen im Räumlich-Unendlichen kann davon jedoch keine Rede mehr sein, da das kopernikanische System auch in der ART als ein verallgemeinertes Inertialsystem aufzufassen ist.

Gruss

[Faber]

@Trigemina

Ich hatte ja erwähnt, dass Newton den Raum nicht aus den von Einstein angegebenen Gründen objektiviert hat, sondern mit Galilei aus grundsätzlichen, naturphilosophischen Überlegungen. Hierbei handelt es sich um Überlegungen, die zwingend sind, will man überhaupt irgendeine Länge oder eine Zeit messen. Die Geradlinigkeit und die Gleichförmigkeit sind Angelegenheiten, die experimentell nicht überprüft werden können. Sie sind entweder nur unsere Ideen, die mit der Wirklichkeit nicht korrespondieren, oder aber tatsächliche Gegebenheiten in der Natur. Wären sie aber nur Ideen, dann wären alle Messungen nicht mehr wert als noch so spinnerte Theorien. Es ist wie mit Gott. An Gott glauben bedeutet glauben, dass er nicht unsere Idee ist sondern wir seine. Wenn die Natur nicht Geradlinigkeit und Gleichförmigkeit durch ihre Beschaffenheit elementar bewirkt (d.h. quantisierte Bewegung), dann ist jede Idee von Geradlinigkeit und Gleichförmigkeit ein Hirngespinst unsererseits, und der Nicht-Glaube an Hirngespinste ist wohl vorzuziehen. Dann wäre die Geometrie unsere Erfindung und nicht unsere Entdeckung von Gegebenheiten in der Natur. Geometrie im Wortsinne (Vermessung der Welt) wäre unmöglich (Fliegende Spaghettimonster haben kein eindeutig bestimmbares Volumen). Der Atheist und Darwinist müsste fragen: "Wie kommt Geometrie in die Hirne, wenn sie nicht in der Natur ist?" Physik wäre dann wie Dichtung und nicht wie Wahrheit. Daher sind Newtons "Principia" das 5. Evangelium, wie Samuel Clarke treffend formulierte.

Gruß
Faber

[mmgarbsen]

Hallo Sebastian,

die Urheberschaft des Ruhezustandes scheint doch ziemlich verschwommen zu sein. Auf jeden Fall ist der Ruhestand noch viel unvorstellbarer, als sich die Himmelsobjekte in endloser Bewegung vorzustellen. Denn auch der Ruhezustand müßte durch äußere Einflüsse hergestellt werden, weil er eben nicht selbstverständlich ist. Er könnte auch nur in Bezug zu einem anderen ruhenden Körper festgestellt werden. Und den gibt es nicht.

Mir scheint, daß die Newtonschen Gesetze nicht erweitert werden müßten, sondern total revidiert bzw. elimentiert werden müssen. Aber dann ständen die Physiker mit völlig nackten Füßen da. Oh Gott, wie peinlich.

Es mag schon sein, daß der angenommene Ruhezustand dem Zeitgeist von vor 400 Jahren entspricht. Ich fühle mich aber inzwischen ein bißchen weiterentwickelt.

Wie kommst Du übrigens darauf, daß das Universum z. Zt. des angeblichen Urknalls in einem Zustand der höchsten Ordnung war? Unsere Welt war schon immer geordnet. Die eigentlichen Ordnungsprinzipien sind von den Betrachtern lediglich bis heute noch nicht erkannt worden.

MfG

mmgarbsen

[Trigemina]

Hallo Faber

Ich fühle mich gezwungen, in die "Niederungen der Philosophie" hinabzusteigen, in der ich mich weder zu Hause noch besonders wohl fühle. Andererseits kann die geisteswissenschaftliche Betrachtungsweise die naturwissenschaftliche ungemein bereichern.

Raum und Zeit sind nur Aspekte einer bestimmten Identität der Raumzeit und können als Projektion derselben aufgefasst werden. Die Idee einer Wirklichkeit beschreibenden Theorie kann nicht aufrecht erhalten werden, wenn damit der Sinn verbunden wird, mit ihr ein Verfahren zu finden, das einen wohlbestimmten Wert der Wirklichkeit mit einer bestimmten Genauigkeit angeben kann und sie auf eine für alle Betrachter und Situationen gewissermassen universelle Gültigkeit ausdehnt. Dieses Defizit entspringt nicht der mangelnden Schärfe des physikalischen Denkens, das hinter den Theorien steht, sondern an der Unschärfe des Wirklichkeitsbegriffs.

Wenn ein Hund in die Ecke gedrängt wird und dabei nach seinem Peiniger schnappt, kann vom Hund schlecht behauptet werden, er sei seinem ganzen Wesen nach bissig und aggressiv. Der Hund müsste etwas kritischer beschrieben, d.h. deutlich in seinem Umgebungszusammenhang dargestellt werden, um von seinem Charakter auf die Möglichkeit schliessen zu können, in bestimmten Situationen auch einmal so oder so zu reagieren. Dass eine solche vereinfachende Übertragung der Vorstellungssprache auf die Seinssprache wissenschaftlich überaus bedenklich sowie pädagogisch und didaktisch verantwortungslos genannt werden muss, sei hier nur am Rande erwähnt.

Diese Unstimmigkeit des Wirklichkeitsbegriffs hängt auch mit dem Begriff der Metrik von Raum und Zeit zusammen. Die Metrik ist das Verbindungsstück zwischen den abstrakten Bestimmungen des Raumes und der Zeit und dem Objekt selbst. Würde die Existenz von Raum und Zeit als völlig unabhängig von der Existenz der Objekte gedacht, spielte der Begriff der Metrik für Naturgesetze keine wesentliche Rolle. Doch ist es in der Tat so, dass die Raum-Zeit-Grössen nicht nur massgeblich für unsere subjektive Beschreibung sind, sondern die Gesetzmässigkeit des Objekts selbst konstitutiv zum Ausdruck bringen. Eine physikalische Formel beschränkt sich nie allein auf die Äusserung eines Objekts einem Subjekt gegenüber, sondern sie will vielmehr das Wesen der Sache selbst, das Ding an sich selbst betrachten und beschreiben. Fände die Physik nur allein Gesetze einer Welt für uns und nicht Gesetze, die das Objekt an sich beschreiben, käme sie über ein reines Erzählen von ihren Weltvorstellungen nie hinaus. Raum und Zeit sollen als Messgrössen (mindestens subjektiv) verallgemeinerbare Kategorien darstellen, die sowohl das Objekt, als auch unsere bestimmte Erfahrung (im Experiment) von ihm zu erklären vermögen. Der Experimentator selbst ist jedoch in der Anwendung seiner Raum- und Zeitmasse durchweg von subjektiven Voraussetzungen bestimmt und nur ein grosser erkenntnistheoretischer Optimist könnte glauben, dass die von ihm so aufgefundenen (naiv-realistisch reflektierten) Grössen unvermittelt mit denen des Objekts an sich selbst koinzidieren.

Kant – dies nur als historische Bemerkung – war der erste in der Neuzeit, der unter dieser Sicht den Raum und die Zeit radikal in diesem Sinne als ideelle und subjektive Formen des Vorstellungslebens behandelt hat und einen Schluss auf die internen Gesetze der Objektivität (das Ding an sich) gar nicht zuliess.

Der Michelson-Morley Versuch hatte schon 1881 den später von Einstein verallgemeinerten Ansatz nahegelegt, den Äther und mit ihm den Galileischen absoluten Raum als eine überflüssige Hilfsvorstellung zu betrachten und die Verzerrung der Messergebnisse elektromagnetischer Strahlung den Prinzipien der Relativität der Raumzeit des Beobachters zuzuschreiben. Die Messung eines Naturvorgangs hängt wesentlich davon ab, ob zwischen dem metrischen Bezugssystem des Beobachters und dem des gemessenen Objekts eine Relativbewegung stattfindet oder nicht. Somit erhebt sich die Raumzeit aufgrund ihrer intrinsischen dynamischen Struktur über den objektiv wahrgenommenen statischen Raum sowie über die unveränderliche Zeit und implementiert subjektive Sichtweisen als verschiedene Ausprägungen ein und desselben Objekts.

Gruss

[Sebastian Hauk]

Hallo mmgarbsen,

die Urheberschaft des Ruhezustandes scheint doch ziemlich verschwommen zu sein. Auf jeden Fall ist der Ruhestand noch viel unvorstellbarer, als sich die Himmelsobjekte in endloser Bewegung vorzustellen. Denn auch der Ruhezustand müßte durch äußere Einflüsse hergestellt werden, weil er eben nicht selbstverständlich ist. Er könnte auch nur in Bezug zu einem anderen ruhenden Körper festgestellt werden. Und den gibt es nicht.

das 1. Axiom wird glaube ich verständlicher, wenn noch hinzugefügt wird auf was sich die Ruhe bezieht. Sie bezieht sich immer auf ein anderes Objekt.

Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation in Bezug auf einen anderen Körper, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird oder er verharrt im Zustand der Rotation, wenn er durch eine Krafteinwirkung in den Zustand der Rotation versetzt wird.

Wenn ich mich neben einen parkenden Auto befinde, dann verharre ich in Ruhe nebem dem parkenden Auto. Wenn ich auf dem Stuhl sitze, dann verharre ich in Ruhe zu dem Stuhl. Oder ich verharre in Ruhe zu einer Person, wenn ich mich neben dieser Person stehe. Mehr sagt dieses verharrt in Ruhe nicht aus.

Weitere Beispiele wären:

Sie stellen eine Tasche auf den Boden. Dann verharrt die Tasche in Ruhe zum Boden. Oder die Bücher in einem Bücherregal verharren in Ruhe zueinander.

Wie kommst Du übrigens darauf, daß das Universum z. Zt. des angeblichen Urknalls in einem Zustand der höchsten Ordnung war? Unsere Welt war schon immer geordnet. Die eigentlichen Ordnungsprinzipien sind von den Betrachtern lediglich bis heute noch nicht erkannt worden.

Das folgt ganz einfach aus dem 2 Hauptsatz der Thermodynamik.

Gruß

Sebastian

[Sebastian Hauk]

Hallo mmgarbsen,

eine Körper kann auch in Bezug auf ein Koordinatensystem ruhen:

Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation in Bezug auf einen anderen Körper oder ein Koordinatensystem, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird oder er verharrt im Zustand der Rotation, wenn er durch eine Krafteinwirkung in den Zustand der Rotation versetzt wird.


Es kann natürlich auch möglich sein, dass die Ruhe in Bezug zum absoluten Raum (Äther) gemeint war.

Weiß hier einer auf was sich der Zustand der Ruhe beim 1. Axíom bezog?

Gruß

Sebastian

[mmgarbsen]

Hallo Sebastian,

was ist denn überhaupt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik ? Ist das ein Dogma oder ein Gesetz dem sich die Natur zu unterwerfen hat ? Oder was ist denn ein Koordinatensystem ?

Beides sind von Wissenschaftlern geschaffene künstliche Gebilde, die von Dir und der Allgemeinheit als unerschütterliche Tatsache akzeptiert werden.

Den Zustand der Ruhe finden zwei Körper zueinander, wenn sie sich mit gleicher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen. Das ist aber auch die einzige Ausnahme. Wenn Du Dich neben einem geparktem Auto befindest oder auf einem Stuhl sitzt bewegtst Du Dich mit Auto oder Stuhl in 24 Stunden einmal um die Erdachse.

Wie kommst Du außerdem darauf, daß für die Richtungs- oder Geschwindigkeitssänderung eine Kraft erforderlich ist ? Wahrscheinlich berufst Du Dich auch hier wieder auf einen von Wissenschaftlern aufgestellten Bestimmungssatz, dem bedenkenlos Folge zu leisten ist ?

Kannst Du nur das wiedergeben, was man Dir in der Schule gesagt hat ? Oder wie kommst Du darauf, daß eine Rotationsbewegung nur durch die Einwirkung von Kräften zustande kommt ?

Wenn Du erstmal anfängst darüber nachzudenken wirst Du diese Selbstverständlichkeiten gar nicht mehr für so selbstverständlich halten.

MfG

mmgarbsen

[contravariant]

Den Zustand der Ruhe finden zwei Körper zueinander, wenn sie sich mit gleicher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen. Das ist aber auch die einzige Ausnahme. Wenn Du Dich neben einem geparktem Auto befindest oder auf einem Stuhl sitzt bewegtst Du Dich mit Auto oder Stuhl in 24 Stunden einmal um die Erdachse.

Erdachse - Ist das nicht ein von Wissenschaftlern geschaffenes künstliches Gebilde, das von Dir und der Allgemeinheit als unerschütterliche Tatsache akzeptiert wird? Kannst du uns zeigen, dass es das gibt, eine "Erdachse"? Wo liegt die, aus welchem Material besteht sie?

[mmgarbsen]

@ contravariant

Nein, ich kann Dir die Erdachse nicht zeigen, weil es sich dabei ebenso um eine gedachte Hilfslinie wie Koordinaten, Vektoren,Weltlinien oder Ereignishorizont handelt.

Es sind die gleichen Fiktionen wie Urknall, Schwarze Löcher, Inertialsysteme und EM-Wellen. Es mag ja sein, daß es Dir Spaß macht in einer künstlichen Welt aus lauter Phantasieprodukten zu leben, ich ziehe eine reale und überschaubare Umgebung vor.

Ich brauche mir von Hinz und Kunz nicht dies und das sagen zu lassen, damit ich überhaupt weiß, wo ich mich befinde. In dieser Welt habe ich mich bisher auch ohne Integral oder Hauptsatz ganz gut zurechtgefunden.

[Sebastian Hauk]

Hallo mmgarbsen,

was ist denn überhaupt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik ? Ist das ein Dogma oder ein Gesetz dem sich die Natur zu unterwerfen hat ?

der 2. Hauptsatz wird sehr häufig mit einem Ei erklärt, welches auf dem Boden fällt und dabei kaputt geht. Die Erklärung dabei lautet, dass zwar immer beobachtet wird, dass ein Ei kaputt geht, aber noch nie beobachtet wurde, dass ein Ei wieder ganz wird. Beim 2. Hauptsatz geht es um Wahrscheinlichkeiten. Jemand schüttet rote Farbe in ein Glas Wasser. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sich das Wasser gleichmäßig rot färbt.

In dieser Hinsicht ist es schon ein Gesetz dem sich die Natur zu unterwerfen hat.

Oder was ist denn ein Koordinatensystem ?

Wikipedia schreibt dazu:

Ein Koordinatensystem (mathematisches Kürzel: KOS) dient der Positionsangabe von Punkten im Raum.

http://de.wikipedia.org/wiki/Koordinatensystem

Beim Koordinatensystem bestimme ich den Nullpunkt des Systems und kann auf diese Weise jedem Punkt im Raum eine eindeutige Position zuordnen.

Gruß

Sebastian