Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge X. Band; 

 der ganzen Reihe XXVI. Band. 



Sonntag, den 3. September 1911. 



Nummer 36. 



[Nachclruck veiboten.J 



Ober das Relativitatsprinzip. 



Von Dr. O. Losehand, Rostock. 



Auf dem Gebiet der Physik scheint sich augen- 

 blicklich ein gewaltiger Umschwung vorzubereiten, 

 ein Umschwung, den Planck nichts Geringerem 

 an die Seite stellt als dem durch das Auftreten 

 der Kopernikanischen Weltanschauung hervor- 

 gerufenen. Die Grundlehren der Newton'schen 

 Mechanik scheinen ins Wanken zu kommen und 

 mit ihnen all die Begriffe, mit denen der Physiker 

 vertraut und mit denen er zu rechnen gewohnt 

 ist. Die Natur der Bewegung, Raum und Zeit 

 erfahren eine andere Deutung, die Konstanz der 

 Masse, seit Lavoisier die sicherste Grundlage 

 der Physik und Chemie, trifft nach der neuen 

 Auffassung nicht mehr zu, und die Vorstellung 

 des Weltathers als des Tragers elektromagnetischer 

 Vorgange wird verlassen. Dieser Umschwung in 

 der Auffassung kniipft an an die Untersuchung 

 uber die Natur des Weltathers und prazisiert sich 

 in dem Lorentz-Einstein'schen Relativitats- 

 prinzip. 



Ein ganz kurzer historischer Uberblick mag 

 am Platze sein. Die Naturanschauung, der die 

 heutige Physik am meisten verdankt, ist ohne 

 Zweifel die mechanische, d. h. diejenige, welche 

 alle Vorgange auf Bewegungen von gleichartigen 

 Massenteilchen zuriickfiihrt. Aber etwas anderes 

 ist es, die mechanische Naturerklarung als Arbeits- 

 hypothese zu benutzen, etwas anderes, ob diese 

 Arbeitshypothese auch iiberall Erfolg haben kann. 

 Denn die Natur lafit sich nicht in eine Auffassung 

 hineinzwingen, und es ist nicht gesagt, dafi sie 

 mit dem begreifbar ist, was uns das Einfachste 

 zu sein scheint. Immerhin wurde die mechanische 

 Erklarbarkeit zuerst kaum in Zweifel gezogen, und 

 die mechanische Atomistik ist in verschiedenen 

 Gebieten ungemein fruchtbar gewesen , in den 

 Gebieten der Chemie, der Warmetheorie, der 

 Elektronentheorie. Die Gebiete der Elektrizitat, 

 des Magnetismus und der Optik boten groBere 

 Schwierigkeit. Zu ihrer Erklarung war man ge- 

 zwungen neben der eigentlichen Materie Stoffe 

 von viel grbSerer Feinheit anzunehmen, Impon- 

 derabilien, die sich schlieBlich auf einen, den 

 At her, zuriickfuhren lieBen. Aber dieser Ather 

 war, um einen Ausdruck Planck's zu gebrauchen, 

 das Schmerzenskind der mechanischen Atomistik, 

 denn man hatte es hier mit einem Etwas zu tun, 

 dessen Eigenschaften sich weit von denen aller 

 anderen Stoffe entfernten. Seine geringe Dichtig- 

 keit bei grofier Elastizitat, der Umstand, dafi man 

 ihn wegen der Transversalitat der Wellen als 

 festen Korper anzusehen hatte, obgleich die Him- 

 melskorper ihn ohne Reibung durchsetzen. Durch 



die elektromagnetische Lichttheorie wurde die 

 Schwierigkeit nicht behoben, sondern nur hinaus- 

 geschoben und schlieSlich zeigt es sich, ,,dafl die 

 Voraussetzung der genauen Giiltigkeit der ein- 

 fachen Max well -Hertz' schen Differential- 

 gleichungen fur die elektrodynamischen Vorgange 

 im reinen Ather die Moglichkeit ihrer mechani- 

 schen Erklarung ausschliefit" (Planck). Hatte so 

 die mechanische Erklarung auf fast uniiberwind- 

 liche Schwierigkeiten gestoBen, so ging man jetzt 

 umgekehrt daran , die alte Mechanik der elektro- 

 dynamischen Auffassungsweise unterzuordnen. Man 

 stellte eine ,,Atherphysik" auf, die, zunachst die 

 Gebiete der Elektrizitat, des Magnetismus und 

 der Optik zusammenfassend, wie man hoffte, auch 

 die anderen Teile der Physik umspannen sollte. 

 Danach ist die Hauptsubstanz der Welt der Ather, 

 ihn zu erforschen und seine Gesetze darzustellen, 

 ist das nachste Ziel der physikalischen Forschung. 

 Diese Auffassung gipfelt in der Lorentz'schen 

 Theorie, die einen absolut im Raum unbeweg- 

 lichen Ather erfordert. 



Die Lorentz'sche Athertheorie erwies sich als 

 ungemein fruchtbar, doch auch in ihr bot sich 

 eine uniiberwindliche Schwierigkeit. Wie ein 

 Schallsignal von der Abgabestelle bis zum Ankunfts- 

 ort verschiedene Zeiten gebraucht, je nachdem 

 ob der Wind die Wellen dem Orte zutragen hilft, 

 ob er sie, in entgegengesetzter Richtung wehend, 

 wegzubringen sucht, kurz, ob er sie ,,versetzt", 

 oder auch, ob er gar nicht weht, so mufiten sich 

 auch beim Ather verschiedene Geschwindigkeiten 

 ergeben, je nach der Richtung, in welcher die im 

 Ather sich ausbreitenden Lichtwellen von ihm 

 versetzt werden. Aus dieser Wellenversetzung 

 mufite man die Geschwindigkeit der Erde gegen 

 den Ather berechnen konnen. 



Der Versuch, diese Bestimmung auszufiihren, 

 wurde unternommen von Mich els on undMor- 

 1 e y. Da er fur das Folgende grundlegend ist, 

 muS genauer auf ihn eingegangen werden. Wir 

 setzen zuerst das Prinzip des Versuchs ausein- 

 ander. 



Ein Lichtstrahl (Fig. i) gehe von A nach B, 

 werde hier durch einen Spiegel reflektiert und 

 gehe zuruck nach A. Wir nehmen an, dafi der 

 Apparat relativ zum Ather in Ruhe sei, dann ist 

 der zuriickgelegte Lichtweg gleich 

 AB + BA = 2a. 



Anders dagegen, wenn der Apparat relativ 

 zum Ather eine Geschwindigkeit v besitzt, die 

 die Richtung von A nach B haben moge. Dann 

 wird bei der Ankunft des Lichtes am Spiegel B 



