Skip to main content

Gravitation in the Twilight of Classical Physics: An Introduction

  • Chapter
The Genesis of General Relativity

Part of the book series: Boston Studies in the Philosophy of Science ((BSPS,volume 250))

More than is the case for any other theory of modern physics, general relativity is usually seen as the work of one man, Albert Einstein. In taking this point of view, however, one tends to overlook the fact that gravitation has been the subject of controversial discussion since the time of Newton. That Newton’s theory of gravitation assumes action at a distance, i.e., action without an intervening mechanism or medium, was perceived from its earliest days as being problematical. Around the turn of the last century, in the twilight of classical physics, the problems of Newtonian gravitation theory had become more acute. Consequently, there was a proliferation of alternative theories of gravitation which were quickly forgotten after the triumph of general relativity. In order to understand this triumph, it is necessary to compare general relativity to its contemporary competitors. As we shall see, general relativity owes much to this competition. A historical analysis of the struggle between alternative theories of gravitation and the different approaches to the problem of gravitation thus complements the analysis of Einstein’s efforts. An account of the genesis of general relativity that does not discuss these competitors remains incomplete and biased. At the same time, this wider perspective on the emergence of general relativity provides an exemplary case of alternatives in the history of science, presenting a whole array of alternative theories of gravitation and the eventual emergence of a clear winner. It is thus an ideal topic for addressing long-standing questions in the philosophy of science on the basis of detailed historical evidence.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 749.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Hardcover Book
USD 949.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Sources

  • Abraham, Max. 1912. “Zur Theorie der Gravitation.” Physikalische Zeitschrift 13: 1–4.

    Google Scholar 

  • ——. 1912. “Das Elementargesetz der Gravitation.” Physikalische Zeitschrift 13: 4–5.

    Google Scholar 

  • ——. 1912. “Der freie Fall.” Physikalische Zeitschrift 13: 310–311.

    Google Scholar 

  • ——. 1912. “Das Gravitationsfeld.” Physikalische Zeitschrift 13: 793–797.

    Google Scholar 

  • ——. 1912. “Die Erhaltung der Energie und der Materie im Schwerkraftfelde.” Physikalische Zeitschrift 13: 311–314.

    Google Scholar 

  • ——. 1912. “Relativität und Gravitation. Erwiderung auf eine Bemerkung des Herrn A. Einstein.” Annalen der Physik 38: 1056–1058.

    Article  Google Scholar 

  • ——. 1912. “Nochmals Relativität und Gravitation. Bemerkungen zu A. Einsteins Erwiderung.” Anna-len der Physik 39: 444–448.

    Article  Google Scholar 

  • ——. 1913. “Eine neue Gravitationstheorie.” Archiv der Mathematik und Physik 20: 193–209.

    Google Scholar 

  • ——. 1915. “Neuere Gravitationstheorien.” Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik (11) 4: 470–520.

    Google Scholar 

  • Barbour, Julian and Bruno Bertotti. 1977. “Gravity and Inertia in a Machian Framework.” Nuovo Cimento 38B: 1–27.

    Google Scholar 

  • ——. 1982. “Mach's Principle and the Structure of Dynamical Theories.” Proceedings of the Royal Society London 382: 295–306.

    Article  Google Scholar 

  • Behacker, Max. 1913. “Der freie Fall und die Planetenbewegung in Nordströms Gravitationstheorie.” Physikalische Zeitschrift (14) 20: 989–992.

    Google Scholar 

  • Born, Max. 1914. “Der Impuls-Energie-Satz in der Elektrodynamik von Gustav Mie.” Nachrichten der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen 1914, 23–36.

    Google Scholar 

  • Cartan, Elie. 1986. On Manifolds With An Affine Connection And The Theory Of General Relativity. Naples: Bibliopolis, chap. 1, 31–55.

    Google Scholar 

  • Cunningham, E. 1914. The Principles of Relativity. Cambridge: Cambridge University Press.

    Google Scholar 

  • Einstein, Albert. 1907. “Über das Relativitätsprinzip und die aus demselben gezogenen Folgerungen.” Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik 4, 411–462.

    Google Scholar 

  • ——. 1913. “Zum Gegenwärtigen Stande des Gravitationsproblems.” Physikalische Zeitschrift 14: 1249–1269.

    Google Scholar 

  • ——. 1914. “Zum Relativitätsproblem.” Scientia 15: 337–348.

    Google Scholar 

  • ——. 1920. Äther und Relativitätstheorie. Berlin: Springer.

    Google Scholar 

  • Einstein, Albert, and Adriaan D. Fokker. 1914. “Die Nordströmsche Gravitationstheorie vom Standpunkt des absoluten Differentialkalküls.” Annalen der Physik 44: 321–328.

    Article  Google Scholar 

  • Fokker, Adriaan D. 1914. “A Summary of Einstein and Grossmann's Theory of Gravitation.” The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 29: 77–96.

    Google Scholar 

  • Föppl, August. 1904. “Über absolute und relative Bewegung.” Sitzungsberichte der Bayerischen Aka-demie der Wissenschaften, mathematisch-physikalische Klasse 34: 383–395.

    Google Scholar 

  • ——. 1905. “Über einen Kreiselversuch zur Messung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde.” Königlich Bayerische Akademie der Wissenschaften, München, mathematisch-physikalische Klasse, Sitzungsberichte 34: 5–28.

    Google Scholar 

  • Friedlaender, Benedict and Immanuel. 1896. Absolute oder relative Bewegung? Berlin: Leonard Simion.

    Google Scholar 

  • Gans, Richard. 1905. “Gravitation und Elektromagnetismus.” Physikalische Zeitschrift 6: 803–805.

    Google Scholar 

  • ——. 1912. “Ist die Gravitation elektromagnetischen Ursprungs?” In Festschrift Heinrich Weber zu sei-nem siebzigsten Geburtstag am 5. März gewidmet von Freunden und Schülern. Leipzig, Berlin: Teub-ner, 75–94.

    Google Scholar 

  • Gerber, Paul. 1917. “Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation.” Annalen der Physik 52: 415–441.

    Article  Google Scholar 

  • Gramatzki, H. J. 1905. Elektrizität und Gravitation im Lichte einer mathematischen Verwandtschaft. Ver-such zur Grundlage einer einheitlichen Mechanik der elektrischen gravitierenden und trägen Massen mit Hilfe der phänomenologischen Interpretation gewisser mathematischer Begriffsvorgänge. Mün-chen: Lindauer.

    Google Scholar 

  • Grassmann, Hermann. 1844. Die lineale Ausdehnungslehre, ein neuer Zweig der Mathematik. Leipzig: Otto Wigand.

    Google Scholar 

  • ——. 1995. A New Branch of Mathematics: The Ausdehnungslehre of 1844 and Other Works. Translated by Lloyd C. Kannenberg. Chicago and LaSalle: Open Court.

    Google Scholar 

  • Hertz, Heinrich. 1894. Die Prinzipien der Mechanik in neuem Zusammenhange dargestellt. Leipzig: Barth.

    Google Scholar 

  • Hilbert, David. 1916. “Die Grundlagen der Physik. (Erste Mitteilung.)” Nachrichten von der Königli-chen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-physikalische Klasse 1915, 395–407.

    Google Scholar 

  • ——. 1917. “Die Grundlagen der Physik. (Zweite Mitteilung.)” Nachrichten von der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-physikalische Klasse 1916, 53–76.

    Google Scholar 

  • Hofmann, Wenzel. 1904. Kritische Beleuchtung der beiden Grundbegriffe der Mechanik: Bewegung und Trägheit und daraus gezogene Folgerungen betreffs der Achsendrehung der Erde und des Fou-cault'schen Pendelversuchs. Wien, Leipzig: M. Kuppitsch Witwe.

    Google Scholar 

  • Isenkrahe, Caspar. 1879. Das Räthsel von der Schwerkraft: Kritik der bisherigen Lösungen des Gravitati-onsproblems und Versuch einer neuen auf rein mechanischer Grundlage. Braunschweig: Vieweg.

    Google Scholar 

  • Ishiwara, Jun. 1912. “Zur Theorie der Gravitation.” Physikalische Zeitschrift13: 1189–1193.

    Google Scholar 

  • ——. 1914. “Grundlagen einer relativistischen elektromagnetischen Gravitationstheorie.” Parts I and II. Physikalische Zeitschrift 15: 294–298, 506–510.

    Google Scholar 

  • Jaumann, G. 1911. “Geschlossenes System physikalischer und chemischer Differentialgesetze.” Sitzungs-berichte der math.-nw. Klasse der Kaiserl. Akademie der Wissenschaften, Wien 120: 385–530.

    Google Scholar 

  • ——. 1912. “Theorie der Gravitation.” Sitzungsberichte der math.-nw. Klasse der Kaiserl. Akademie der Wissenschaften, Wien 121: 95–182.

    Google Scholar 

  • Lange, Ludwig. 1886. Die geschichtliche Entwicklung des Bewegungsbegriffes und ihr voraussichtliches Endergebnis: ein Beitrag zur historischen Kritik der mechanischen Principien. Leipzig: Engelmann.

    Google Scholar 

  • Laue, Max von. 1917. “Die Nordströmsche Gravitationstheorie.” Jahrbuch der Radioaktivität und Elektro-nik 14: 263–313.

    Google Scholar 

  • LeSage, Georges-Louis. 1784. “Lucrèce Newtonien.” Mémoires de l'Académie royale des Sciences et Belles Lettres de Berlin, pour 1782.

    Google Scholar 

  • Levi-Civita, Tullio. 1916. “Nozione di parallelismo in una varietà qualunque e conseguente specifica-zione geometrica della curvatura riemanniana.” Circolo Matematico di Palermo. Rendiconti, 42: 173–204.

    Article  Google Scholar 

  • Lorentz, Hendrik A. 1900. “Considerations on Gravitation.” Proceedings Royal Academy Amsterdam 2: 559–574.

    Google Scholar 

  • ——. 1910. “Alte und neue Fragen der Physik.” Physikalische Zeitschrift 11: 1234–1257.

    Google Scholar 

  • ——. 1914. “La Gravitation.” Scientia (16) 36: 28–59.

    Google Scholar 

  • Mach, Ernst. 1883. Die Mechanik in ihrer Entwickelung: historisch-kritisch dargestellt. Leipzig: Brock-haus.

    Google Scholar 

  • Mie, Gustav. 1912. “Grundlagen einer Theorie der Materie I, II und III.” Annalen der Physik 37: 511–534; 39 (1912), pp. 1–40; 40 (1913): 1–66.

    Article  Google Scholar 

  • ——. 1914. “Bemerkungen zu der Einsteinschen Gravitationstheorie.” Physikalische Zeitschrift 15: 115–122.

    Google Scholar 

  • ——. 1915. “Das Prinzip von der Relativität des Gravitationspotentials.” In Arbeiten aus den Gebieten der Physik, Mathematik, Chemie: Festschrift Julius Elster und Hans Geitel zum sechzig-sten Geburtstag. Braunschweig: Vieweg, 251–268.

    Google Scholar 

  • Minkowski, Hermann. 1908. “Die Grundgleichungen für elektromagnetische Vorgänge in bewegten Körpern.” Nachrichten der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathema-tisch-Physikalische Klasse, 53–111.

    Google Scholar 

  • Neumann, Carl. 1870. Ueber die Principien der Galilei-Newton'schen Theorie. Leipzig: Teubner.

    Google Scholar 

  • Nordström, Gunnar. 1912. “Relativitätsprinzip und Gravitation.” Physikalische Zeitschrift 13: 1126–1129.

    Google Scholar 

  • ——. 1913. “Träge und schwere Masse in der Relativitätsmechanik.” Annalen der Physik 40: 856–878.

    Article  Google Scholar 

  • ——. 1913. “Zur Theorie der Gravitation vom Standpunkt des Relativitätsprinzips.” Annalen der Physik 42: 533–554.

    Article  Google Scholar 

  • ——. 1914. “Über den Energiesatz in der Gravitationstheorie.” Physikalische Zeitschrift 14: 375–380.

    Google Scholar 

  • ——. 1914. “Über die Möglichkeit, das elektromagnetische Feld und das Gravitationsfeld zu vereini-gen.” Physikalische Zeitschrift 15: 504–506.

    Google Scholar 

  • ——. 1914. “Zur Elektrizitäts- und Gravitationstheorie.” Finska Vetenskaps-Societetens Förhandlingar (LVII. A) 4: 1–15.

    Google Scholar 

  • Poincaré, Henri. 1906. “Sur la dynamique de l'électron.” Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo 21: 129–175.

    Article  Google Scholar 

  • Reißner, Hans. 1914. “Über die Relativität der Beschleunigungen in der Mechanik.” Physikalische Zeit-schrift 15: 371–375.

    Google Scholar 

  • ——. 1915. “Über eine Möglichkeit die Gravitation als unmittelbare Folge der Relativität der Trägheit abzuleiten.” Physikalische Zeitschrift (16) 9/10: 179–185.

    Google Scholar 

  • Ritz, Walter. 1909. “Die Gravitation.” Scientia 5: 241–255.

    Google Scholar 

  • Schrödinger, Erwin. 1925. “Die Erfüllbarkeit der Relativitätsforderung in der klassischen Mechanik.” Annalen der Physik 77, pp. 325–336.

    Article  Google Scholar 

  • Schwarzschild, Karl. 1897. “Was in der Welt ruht.” Die Zeit, Vienna Vol. 11, No. 142, 19 June 1897, 181–183.

    Google Scholar 

  • ——. 1900. “Über das zulässige Krümmungsmaass des Raumes.” Vierteljahresschrift der Astronomi-schen Gesellschaft 35: 337–347.

    Google Scholar 

  • Seeliger, Hugo von. 1895. “Über das Newton'sche Gravitationsgesetz.” Astronomische Nachrichten 137: 129–136.

    Article  Google Scholar 

  • ——. 1909. “Über die Anwendung der Naturgesetze auf das Universum.” Sitzungsberichte der Königli-chen Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Mathematische-physikalische Klasse, 3–25.

    Google Scholar 

  • Sommerfeld, Arnold. 1910. “Zur Relativitätstheorie, II: Vierdimensionale Vektoranalysis.” Annalen der Physik 33: 649–689.

    Article  Google Scholar 

  • Thomson, William (Lord Kelvin). 1873. “On the ultramundane corpuscles of Le Sage.” Phil. Mag. 4th ser. 45: 321–332.

    Google Scholar 

  • Wacker, Fritz. 1909. Über Gravitation und Elektromagnetismus. (Ph. D. thesis, Eberhard Karls Universität Tübingen). Leipzig: Noske.

    Google Scholar 

  • Webster, D. L. 1912. “On an Electromagnetic Theory of Gravitation.” Proceedings of the American Academy of Sciences 47: 559–581.

    Google Scholar 

  • Weyl, Hermann. 1918. “Reine Infinitesimalgeometrie.” Mathematische Zeitschrift 2: 384–411.

    Article  Google Scholar 

  • Zenneck, Jonathan. 1903. “Gravitation.” In Arnold Sommerfeld (ed.) Encyklopädie der mathemati-schen Wissenschaften, Vol. 5 (Physics). Leipzig: Teubner, 25–67.

    Google Scholar 

  • Zöllner, Friedich, Wilhelm Weber, and Ottaviano F. Mossotti. 1882. Erklärung der universellen Gravitation aus den statischen Wirkungen der Elektricität und die allgemeine Bedeutung des Weber'schen Gesetzes. Leipzig: Staackmann.

    Google Scholar 

  • ——. 1898. “Die räumliche und zeitliche Ausbreitung der Gravitation.” Zeitschrift für Mathematik und Physik 43: 93–104.

    Google Scholar 

Download references

Authors

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2007 Springer

About this chapter

Cite this chapter

Renn, J., Schemmel, M. (2007). Gravitation in the Twilight of Classical Physics: An Introduction. In: Janssen, M., Norton, J.D., Renn, J., Sauer, T., Stachel, J. (eds) The Genesis of General Relativity. Boston Studies in the Philosophy of Science, vol 250. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4000-9_10

Download citation

Publish with us

Policies and ethics