Anlage C.   Bemerkungen über manche Hypothesen

In dieser Anlage befassen wir uns kurz manche bekannte Hypothesen, die auch direkt mit dem Hauptteil des Buches nicht verbunden sind. Wir beginnen mit der Besprechung der Gravitation. Die gleiche Abhängigkeit von der Entfernung für gravitative und elektromagnetische Kräfte gibt einen Auftrieb dem unrichtigen Gedanken vom einheitlichen Wirkungsmechanismus dieser Kräfte und „der Erklärung“ der Gravitation durch das elektromagnetische Feld; das widerspricht doch den Experimenten (z.B., es wurde die Abschirmung der Gravitation nicht entdeckt). Es ist unmöglich, den Gravitationkräften auch den Van-der-Vaalsowschen Typ zuzuschreiben, weil dann die Fernwirkungskraft existieren sollte, die schwach mit der Entfernung nachlässt (um die quadratische Abhängigkeit im Nenner wie im Newtonschen Gesetz zu bekommen),und die gibt es nicht. Unrichtig ist der Versuch, die Gravitation durch die Einführung von „Massenladungen“ mit verschiedenen Zeichen zu symmetrieren. Die Gravitation zeigt sich nur durch die Anziehungskräfte. Außer der banalen Frage: „Wo ist denn die Antigravitation?“ existiert eine triviale Widerlegung des „Ladungs“herangehens. Betrachten wir einen großen Körper, z.B., die Erde. Mag sie, z.B., „mit positiver Massenladung“ „geladen“ sein, und die Körper, die sie anzieht, sind „mit negativer Massenladung“ geladen. Betrachten wir den Rückprozess (Abb. C.1).

Abbildung C.1: Wiederspruch der „Ladungs“gravitation.

Wir werden große Bruchstücke von der Erde abreißen und sie weit in den Weltraum mitnehmen. Es ist bekannt, dass die von der Erde aufgehobenen Bruchstücke in den Weltraum selber nicht fliegen, sondern bestrebt sind, auf die Erde zurückzufallen. Die positive „Ladung“ also soll nach jedem solchen Prozess auf die übriggebliebene Erde „abfließen“. Dabei wird ihre Menge zunehmen (für die Erhaltung der summarischen Ladung). Das letzte übriggebliebene Bruchstück $A$ wird Körper mit größerer Kraft als die ganze ursprüngliche Erde anziehen. Das widerspricht der Proportionalität der Gravitationskraft der Substanzmenge. Wir haben außerdem einen anderen Widerspruch: wenn wir das letzte Bruchstück $A$ ganz genau in zwei Stücke brechen, welche Hälfte soll positiv und welche negativ werden? Oder stoßen die Teile beim Halbieren voneinander ab und kommt daraus die Antigravitation? (Obwohl das Vorhandensein oder das Fehlen der Antigravitation mit dem Vorhandensein oder Fehlen von negativen Massen nicht verbunden sein kann). Der unrichtige ART-Versuch der Geometrisierung der Gravitation provoziert die Versuche der Geometrisierung anderer Felder, z.B., des elektromagnetischen Feldes. Die Fehlerhaftigkeit dieser Idee ist offensichtlich: außer der geladenen Teilchen existieren noch neutrale Teilchen, die Ladungen bis dahin nicht „fühlen“, bis sie mit dem Teilchen „frontal“ stoßen. An derselben Stelle des Raumes würde also ein Teilchen die elektromagnetische Krümmung des Raumes demonstrieren und das andere das Fehlen der Krümmung beweisen. Dem Anschein nach sind alle oben betrachteten Methoden des formellen Zusammenfügens einer unbekannten Kraft mit der anderen unbekannten Kraft oder Erscheinung eigentlich wenig produktiv.

Vom größeren Nutzen für praktische Anwendung können verschiedene Verallgemeinerungen der statischen Gravitationstheorie von Newton unter Anwendung des Maxwell-Herangehens sein (s., z.B., [11]). Außerdem existiert noch ein bekanntes interessantes Modell. Leider werden wir stetig auf ein dünkelhaftes Verhalten zu mechanistischen Modellen gestimmt. Das ist doch nicht richtig. Gleichartige Modelle sind die einzigen, die man schaffen, „mit Händen anrühren“ und sich derer Funktionstüchtigkeit vergewissern kann. Sie versteht jeder – vom Schüler bis zum berühmten Gelehrten, und alle können sie besprechen (im Unterschied zu Modellen, die „unter den Wissenschaftlern einer gesondert genommenen wissenschaftlichen Schule vollkommen bewiesen ist“). Das erwähnte Modell besteht konkret im Folgenden. Es wird vermutet, dass sehr kleine neutrale Teilchen („Lissajen“) gleichmäßig in allen Richtungen im Universum fliegen und ihren Impuls bei elastischen Stößen mit Körpern übergeben. Zwei Körper werfen einen Schatten aufeinander (oder einen Halbschatten), und im Ergebnis ziehen einander mit der Kraft an, die umgekehrt proportional dem Entfernungsquadrat ist. Es gibt ein „aber“. Da die Protonen und Elektronen für diese hypothetischen Teilchen undurchsichtig sind, kann eine Ablenkung des Ausdrucks für Kraft von der Proportionalität dem Massenprodukt für Körper großer Ausmaße (mit dem Radius von tausend Kilometern und mehr) beobachtet werden. Leider ist es soweit unmöglich, das in direkten Experimenten zu bestätigen oder zu widerlegen. Es gab noch einen Widerspruch: die Temperatur vom Lissajengas soll sehr hoch sein, und das Universum soll „brennen“, weil das thermodynamische Gleichgewicht sehr schnell eintreten sollte.

Es sind doch verschiedene Modifikationen dieser Theorie schon erschienen: 1) die Lissajen können stets von Körpern absorbiert werden (die dabei stets „wachsen“); 2) die Lissajen können sich in solche Teilchen umwandeln, die den Körper verlassen. Sogar in experimenteller Hinsicht ist mit der Gravitation nicht alles klar. Es gibt, z.B., keine Präzisionsmessungen zum Einfluss der gegenseitigen Bewegung von Körpern und ihrer Drehung auf die zwischen ihnen wirkende Anziehungskraft.

Es gibt Hypothesen vom Einfluss der Gravitation auf die Inertialmasse (folglich auf die Inertialkräfte, z.B., die beim Drehen des Brummkreisels entstehen). Bei der Bestimmung der Schwungkraft, z.B., entsteht die Frage (als Äußerung der uns eingeimpften relativistischen Schablonen): in Bezug auf was wird die Drehung bestimmt? Es existiert das praktische Verfahren der grundsätzlichen Bestimmung des Inertialsystems. Da nur die VERÄNDERUNG des Zustandes (z.B., das Auseinanderziehen der Feder zwischen zwei rotierenden Kügelchen) bezüglich eines anderen vorangegangenen Zustandes bestimmt werden kann, kann man nur behaupten, dass das Auseinanderziehen (durch die Schwungkraft hervorgerufen) minimal bei einer Drehungsfrequenz sein wird (selbstverständlich unter Berücksichtigung der möglichen Veränderung der Drehungsrichtung). Wenn dieser „Zustand des minimalen Auseinanderziehens“ unabhängig von der Orientierung der Drehungsachse erhalten bleibt, haben wir das Inertialsystem. Die Frage davon, ob es das heliozentrische oder ein anderes System sein wird, kann rein theoretisch für unser einziges Universum nicht gelöst werden (abstraktes Theoretisieren von der Entfernung fast aller Körper aus dem Universum sind praktisch nicht zu verwirklichen). Es ist unverkennbar, dass sich die Trägheitskräfte der Form nach (der mathematischen) nicht ändern und nur die Abhängigkeit selbst der Inertialmasse von der Gravitation besprochen werden kann. Es scheint zu sein, dass irgendwelche meßbare Abhängigkeit der Inertialmasse von der Vektorrichtung der resultierenden Gravitationskraft kaum möglich ist (sonst könnten die Drehungsellipsoide bei der Flüssigkeitsdrehung in der Schwerelosigkeit nicht beobachtet werden). Einigermassen wesentliche Abhängigkeit vom Vektormodul der resultierenden Gravitationskraft ist kaum wahrscheinlich, sonst würden sich die Berechnungen der Bewegung von Kometen, Asteroiden und Meteoriten von den allgemeingültigen Angaben auf Reihenfolgen unterscheiden (z.B., der Körper, der sich von den Massivkörpern wie die Erde, die Sonne usw. laut dem Impulserhaltungssatz entfernt, würde seine Geschwindigkeit vergrößern, es ist doch nicht so). Für die Besprechung der Abhängigkeit der Inertialmasse von der summarischen Größe des Gravitationspotentials (damit seine Variationen bei der Bewegung in großen Entfernungen nicht besonders bemerkbar sind)ist es zunächst notwendig, vom allgemeinphilosophischen und allgemeinphysischen Standpunkt aus zu bestimmen, welchen Sinn dieses Potential mit dem Nullniveau hat und wie ist er in unserem einzigen Universum einzuführen (um irgendwelche quantitative Einschätzungen zu machen ). Dem Anschein nach kann diese mögliche Abhängigkeit der Inertialmasse auch nicht stark sein (s. die Besprechung des Machschen Prinzips im gegebenen Buch). Im allgemeinen Fall aber kann diese Frage grundsätzlich nur auf dem experimentellen Weg gelöst werden. Eine Reihe von kosmologischen Problemen könnte theoretisch mit der Voraussetzung der Beschränktheit vom Radius der Gravitationswechselwirkung [133] gelöst werden, aber es bietet sich als unmöglich, die gegebene Hypothese zu prüfen, weil der Effekt nur bei astronomisch großen Entfernungen bemerkbar wird. Die Gravitationstheorie also befindet sich fast in demselben Zustand, in dem Newton uns sie gelassen hat. Dieses Gebiet wartet auf seinen gedankenvollen Forscher.

Wir erwähnen jetzt kurz zusätzliche Hypothesen, die die Frage zu beantworten versuchen: „Was stellt doch das Licht dar?“ Das Postulieren des Korpuskularwellendualismus darf den Menschengedanken nicht lähmen. Es ist unmöglich, ohne Korpuskulareigenschaften des Lichts auszukommen. Da die Welleneigenschaften mit Hilfe von Teilchen ziemlich einfach nachzuahmen sind (denken wir an reale Erscheinungen zurück: ein Schall in der Luft, Wellen im Meer usw.), ist die Meinung von Newton davon, dass „das Licht eher Korpuskeln als Wellen sind“, auch jetzt aktuell. Das Licht kann aber auch die reine Welle darstellen oder kann als etwas dazwischen sein und eine komplizierte Innenstruktur haben. Dies alles erlaubt, verschiedene Lichtmodelle aufzubauen (Abb. C.2).

Abbildung C.2: Lichtmodelle.

Das Licht, z.B., kann sogar von der Longitudinalwelle beschrieben werden (trotz der Polarisationsexperimente), falls die Teilchen, von denen es zusammengesetzt ist, orientierte Eigenschaften besitzen. Oder es kann als etwas Ähnliches wie „das rotierende Zahnrad“ dargestellt werden. Dabei kann die elektromagnetische Welleneinwirkung auf das Medium oder das Gerät mit der Winkelrotationsfrequenz „des Zahnrads“ verbunden sein und sogar zum Verhältnis $\lambda\nu=c=constant$ bringen. Aber solche lokale (innerhalb des Gerätes) Lichtgeschwindigkeit $c$ kann mit der Bewegungsgeschwindigkeit „des Zahnrades“ als eines Ganzen (Lichtgeschwindigkeit beim Durchgang der vorgegebenen Strecke im Raum) ganz und gar nicht verbunden sein. Bei der Voraussetzung vom Vorhandensein eigener Photonendrehung und des klassischen Gesetzes der Geschwindigkeitsaddition in [60] bekam man den Doppler-Effekt, der mit dem relativistischen in den Grenzen der heutigen Genauigkeit der Messungen (bis zur zweiten Reihenfolge nach $v/c$) zusammenfällt. Sogar betreffs der allgemein anerkannten Lebedew-Experimente (zur Existenz des Lichtdrucks) bestehen Zweifel bei einer Reihe von Forschern: Erstens fliegen manche Kometen mit dem Schweif zur Sonne gerichtet. Zweitens zeigen die Einschätzungen die äußerste Kleinigkeit dieses Effektes und viel größeren Wert des radiometrischen Effektes. Leider kann man die Fragen, die die Herkunft des Lichtes betreffen, weder in praktischer noch in theoretischer Hinsicht für gelöst halten. Sie warten auch auf ihren Forscher.

Ein größeres Thema, das wir im vorliegenden Buch praktisch nicht angeschnitten haben, gehört zu Grundlagen der Elektrodynamik. Obwohl die Leistungen auf diesem Gebiet in praktischer Hinsicht wirklich riesig sind, spürt man keine Harmonie in der allgemeingültigen Theorie [20]. Viele Theoriestücke sehen so aus, als ob sie künstlich aneinander „angekoppelt“ sind. Wenigstens gibt es hier etwas, woran man in methodischer Hinsicht arbeiten soll. Geht man von der Richtigkeit der Differentialform der Maxwell-Gleichungen aus, zeigt sich eine andere „geschlossene Gleichung“ [135] mit eigenen interessanten Lösungen statt der Lorentz-Kraft. Wir erwähnen nur kurz die interessante Idee des neuen axiomatischen Herangehens an die Elektrodynamik [12], die Versuche zur Wiederbelebung der Hertz-Elektrodynamik und zur Verallgemeinerung der Weber-Kraft [89]. Es sei erwähnt, dass man ursprünglich auf die Weber-Kraft aus dem Grund verzichtete, dass sie bei manchen Anfangsbedingungen zur Selbstbeschleunigung der Ladungen brachte. In der SRT wurde auch die Selbstbeschleunigung der Ladungen unter der Wirkung der Bremsungskraft durch die Strahlung entdeckt, aber man verzichtete auf die SRT aus irgendeinem Grunde nicht (es wird wieder der Doppelstandard nachgespürt). Gegenwärtig wird das Problem der Selbstbeschleunigung (und das andere viel spätere Problem der Winkelabhängigkeit der Beschleunigung)im Rahmen der Weber-Kraft ziemlich erfolgreich gelöst.

Die Hypothesen der vorliegenden Anlage sind nur deswegen erwähnt, um das Interesse des Lesers zum selbständigen Überlegen zu erwecken.