Zusammenfassung
Die UmwandluDg der physikalischen Begriffe, welche die Relativitätstheorie bewirkt hat, war seit langer Zeit vorbereitet. Bereits im Jahre 1887 bemerkte Voigt 1 ) in einer Arbeit, die noch auf dem Standpunkt der elastischen Lichttheorie steht, daß es mathematisch bequem ist, in einem bewegten Bezugssystem eine Ortszeit t’ einzuführen, deren Anfangspunkt eine lineare Funktion der räumlichen Koordinaten ist, während jedoch die Zeiteinheit als unveränderlich angenommen wird. Man kann nämlich auf diese Weise erreichen, daß die Wellengleichung
auch im bewegten System gültig bleibt. Diese Bemerkung blieb jedoch vollständig unbeachtet, und erst in den grundlegenden Arbeiten, die H. A. Lorente 2) 1892 und 1895 veröffentlichte, tritt eine derartige Transformation wieder auf. Zu der formalen Erkenntnis, daß die Einführung einer Ortszeit t’ im bewegten System mathematisch bequem ist, kamen hier wesentlich physikalische Ergebnisse hinzu. Es wurde der Nachweis erbracht, daß bei Berücksichtigung der Bewegungen der in den Äther eingelagerten Elektronen alle Effekte 1.
„Paulis Encyklopädieartikel soll fertig sein und 2 1/2 kg Papiergewicht haben — woraus das geistige Gewicht zu ermessen ist. Der kleine Kerl ist doch nicht nur klug, sondern auch fleißig.”
Born an Einstein, 12. Februar 1921
„Pauli ist ein feiner Kerl mit seinen 21 Jahren; er kann auf seinen Encyklopädie-Artikel stolz sein.”
Einstein an Born, 30. Dezember 1921
„Wer dieses reife und groß angelegte Werk studiert, möchte nicht glauben, daß der Verfasser ein Mann von einundzwanzig Jahren ist. Man weiß nicht, was man am meisten bewundern soll, das psychologische Verständnis für die Ideenentwicklung, die Sicherheit der mathematischen Deduktion, den tiefen physikalischen Blick, das Vermögen übersichtlicher systematischer Darstellung, die Literaturkenntnis, die sachliche Vollständigkeit, die Sicherheit der Kritik. [...] Paulis Bearbeitung sollte jeder zu Rate ziehen, der auf dem Gebiete der Relativität schöpferisch arbeitet, ebenso jeder, der sich in prinzipiellen Fragen authentisch orientieren will. “
Einstein (1922)
Pauli [1921], Kap. I, S. 543–566
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Literatur
H. A. Lorentz, La théorio éléctromagnetique de Maxwell et son application aux corps mouvants, Arch. Nécrl. 25 (1892), p. 363; Versuch einer Theorie der elektrischen und magnetischen Erscheinungen in bewegten Körpern, Leiden 1895.
Das von Fizeau gefundene, sowohl dem Relativitätsprinzip als auch der Theorie von Lorentz widersprechende Resultat bezüglich der Beeinflussung der Azimutänderung der Polarisationsebene des Lichtes beim schiefen Durchgang durch eine Glasplatte durch die Erdbewegung wurde hernach von D. B. Brace [Phil. Mag. 10 (1908), p. 591] und B. Straßer [Ann. d. Phys. 24 (1907), p. 137] als irrtümlich nachgewiesen. — Ferner ist zu erwähnen, daß die Theorie von Lorentz die Möglichkeit offen ließ, mit Hilfe der Gravitation auch Effekte erster Ordnung des „Ätherwindes” zu konstatieren. So müßte, wie Maxwell bemerkt hat, die Translation des Sonnensystems gegen den Äther eine Ungleichheit von erster Ordnung in den Verfinsterungszeiten der Jupitermonde zur Folge haben; C. V. Burton [Phil. Mag. 19 (1910), p. 417; vgl. auch H. A. Lorentz, Das Relativitätsprinzip, 3 Haarlemer Vorträge, Leipzig 1914, p. 21] fand jedoch die zu gewärtigenden Fehlerquellen ebenso groß wie den zu erwartenden Effekt, so daß die Beobachtungen der Jupitermonde zur Entscheidung für oder gegen die alte Äthertheorie nicht herangezogen werden können.
Eine Beschreibung desselben gibt H. A. Lorentz im Artikel V 14 dieser Encyklopädie.
H. A. Lorentz, De relative beweging van de aarde en dem aether, Amst. Versl. 1 (1892), p. 74.
F. T. Trouton u. H. B. Noble, London Phil. Trans. A 202 (1903), p. 165;
F. T. Trouton u. H. B. Noble, Lord Raylcigh, Phil. Mag. 4 (1902), p. 678.
J. J. Larmor, aether and matter, Cambridge 1900, p. 167–177.
Artikel V14 dieser Encyklopädie, Schlußabsatz Nr. 64 und 65.
1. c. Anm. 8), p. 278. 9 a) 1. c. p. 154.
H. A. Lorentz, Amst. Proc. 6 (1904), p. 809 [Versl. 12 (1904), p. 986]: Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity smaller than that of light.
H. Poincaré, Paris C. R. 140 (1905), p. 1504,
H. Poincaré, Rend. Pal. 21 (1906), p. 129 sur la dynamique de l’éléctron.
A. Einstein, Ann. d. Phys. 17 (1905), p. 891: Zur Elektrodynamik bewegter Körper.
Um aus den Formeln boi Larmor und Lorentz (1) zu erhalten, muß man in jenen noch x durch x — vt ersetzen, weil dort zuerst der gewöhnliche Übergang zum bewegten System gemacht wird.
Die Bezeichnungen „Lorentztransformation” und „Lorentzgruppe” finden sich in dieser Arbeit Poincarés zum erstenmal.
Neben der unter 6) genannten Literatur ist anzuführen : Die Wiederholung des Michelsonschen Versuches von E. W. Morlcy und D. C. Miller, Phil. Mag. 8 (1904), p. 753 und 9 (1905), p. 680. [Man vgl auch die Diskussion bei J. Lüroth, München Ber. 7 (1909);
E. Kohl, Ann. d. Phys. 28 (1909), p. 259 u. 662;
M. v. Laue, Ann. d. Phys. 33 (1910), p. 156.] Weitere Versuche, eine durch die Erdbewegung verursachte Doppelbrechung zu finden D. B. Brace, Phil. Mag. 7 (1904), p. 317; 10 (1905), p. 71; Boltzmann-Fcstschrift 1907, p. 576 und einen Versuch von F. T. Trouton und A. O. Bankine, Proc. Roy. Soc. 8 (1908), p. 420, eine Änderung des elektrischen Widerstandes eines Drahtes je nach seiner Orientierung zur Richtung der Erdbewegung festzustellen. Man vgl. dazu auch den zusammenfassenden Bericht von J. Laub, Jahrb. f. Rad. u. El. 7 (1910), p. 405 über die experimentellen Grundlagen des Relativitätsprinzips.
Von den trivialen Verschiebungen des Koordinatenursprungs und den Verlagerungen der Achsen ist hier abgesehen.
Diesen naheliegenden Gedanken bat gelegentlich M. Born vorgebracht [Naturw. 7 (1919), p. 136].
A. Einstein, Äther und Relativitätstheorie, Berlin 1920, Rede gehalten in Leiden.
Vgl. dazu A. Einstein, Ann. d. Phys. 38 (1912), p. 1059.
Auf die Notwendigkeit, auch in der speziellen Relativitätstheorie die fernen Massen mit in Betracht zu ziehen, hat in anderem Zusammenhang H. Holst hingewiesen (vgl. unten Anm. 43).
W. Ritz, Recherches critiques sur l’éléctrodynamique générale. Ann. de chin. et phys. 13 (1908), p. 145 [Ges. Werke p. 317]; Sur les théories électromagnétiques des Maxwell-Lorentz, Arch, de Génève 16 (1908), p. 209 [Ges. Werko, p. 427]; Du rôle de l’éther en physique, Scientia 3 (1908), p. 260 [Ges. Werke, p. 447];
vgl. auch P. Ehrenfest, Zur Frage nach der Entbehrlichkeit des Lichtäthers, Phys. Ztschr. 13 (1912), p. 317;
P. Ehrenfest, Zur Krise der Lichtätherhypothese, Redo gehalton in Leiden 1912, Berlin 1913.
C. Tolman, Phys. Rev. 30 (1910), p. 291 und 31 (1910), p. 26.
J. Kunz, Am. J. of Science 30 (1910), p. 1313.
D. F. Comstock, Phys. Rev. 30 (1910), p. 267.
Dies wurde zuerst von Tólman (Phys. Rev., 1. c. Anm. 22) hervorgehoben.
O. M. Stewart, Phys. Rev. 32 (1911), p. 418.
J. J. Thomson, Phil. Mag. 19 (1910), p. 301.
W. Ritz u. P. Ehrenfest, 1. c., Anm. 21); s. auch C. Tolman, Phys. Rev. 35 (1912), p. 136. Wenn im folgenden von „Ritzscher Theorie” gesprochen wird, so ist dabei die hier erwähnto, von Willkür nicht freie Vorschrift mitinbegriffen zu denken.
A. A. Michelson, Astroph. J. 37 (1913), p. 190;
Ch, Fabry u. H. Buisson, Paris C. R. 158 (1914), p. 1498;
Q. Majorana, Paris C. R. 165(1917), p. 424,
Q. Majorana, Phil. Mag. 35 (1918), p. 163
Q. Majorana, und Phys. Rev. 11 (1918), p. 411.
Q. Majorana, Phil. Mag. 37 (1919), p. 190.
P. Michaud, Paris C. 11. 1G8 (1919), p. 507.
Dies wird gelegentlich von Ehrenfest bemerkt (Phys. Ztschr., 1. c. Anm. 21).
M. La Bosa, Nuovo Cimento (6) 3 (1912), p. 345
M. La Bosa, und Phys. Ztschr. 13 (1912), p. 1129.
C. Tolman, Phys. Rev. 35 (1912), p. 136.
D. F. Comstock, Phys. Rev., 1, c, Anm. 24).
W. de Sitter, Artist. Proc. 15 (1913), p. 1297 u. 16 (1913), p. 395;
W. de Sitter, Phys. Ztschr. 14 (1913), p. 429 u. 1267; vgl. auch dio Diskussion boi P. Guthnik, Astr, Nachr. 195 (1913), Nr. 4670, sowie den durch De Sitters zweite Note widerlegten Einwand von E. Freundlich, Phys. Ztschr. 14 (1913), p. 835. Vgl. auch W. Zurhellen, Astr. Nachr. 198 (1914), p. 1.
W. v. IgnalowsKy, Arch. Math. Phys. 17 (1910), p. 1 und 18 (1911), p. 17;
W. v. IgnalowsKy, Phys. Ztschr. 11 (1910), p. 972 und 12 (1911), p. 779;
Ph. Frank u. H. Rothe, Ann. d. Phys. 34 (1911), p. 825 und Phys. Ztschr. 13 (1912), p. 750.
V. Varičak, Phys. Ztschr. 12 (1011), p. 169.
A. Einstein, Phys. Ztschr. 12 (1911), p. 509.
P. Langevin, L’évolution de l’espace et du temps, Scientia 10(1911), p. 31.
M. v. Laue, Phys. Ztschr. 13 (1912), p. 118.
H. A. Lorentz, Das Relativitätsprinzip, 3 Haarlemer Vorlesungen, Leipzig 1914, p. 31 u. 47.
M. Abraham, Theorie d. Elektrizität 2, 2. Aufl, Leipzig 1908, p. 367.
Es mögen an dieser Stelle auch die Gedankenexperimente von W. Wien [Würzb. phys. med. Ges. 1908. p. 29 und Taschenb. f. Math. u. Phys. 2 (1911).
S. insbesondere J. Petzold, Ztschr. f. pos. Phil. 2 (1914), p 40;
J. Petzold, Verb. d. deutsch, phys. Ges. 20 (1918), p. 189 und 21 (1918), p. 495;
J. Petzold, Ztschr. f. Phys. 1 (1920), p. 467;
M. Jakob, Verh. d. d. phys Ges. 21 (1919), p. 159 und 501;
H. Holst, Kgl. danske Vid. Selsk. Math.-fys. Meddelelser II (1919), p. 11;
H. Holst, Ztschr. f. Phys. 1 (1920), p. 32 und 3 (1920), p. 108.
A. Einstein, Ann. d. Phys. 23 (1907), p. 371.
J. Laub, Ann. d. Phys. 23 (1907), p. 738.
M. v. Lauc, Ann. d. Phys. 23 (1907), p. 939.
Vgl die Darstellung im Artikel V 14, Nr. 60 dieser Encyklopädie. Eine vereinfachte Ableitung des Mitführungskoeffizienten vom elektronentheoretischen. Standpunkt gibt H. A. Lorentz in der Naturw. Eundsch. 21 (1906), p. 487.
Siehe z. B. den Artikel V 13, Nr. 21, p. 103 dieser Encyklopädie von H. A. Lorentz.
H. A. Lorentz, Versuch einer Theorie d. elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern, Leiden 1895, p. 101.
P. Zeeman, Amst. Versl. 23 (1914), p. 245; 24 (1915), p. 18.
Solche Experimente wurden ausgeführt von G. Sagnac, Paris C. R. 157 (1913), p. 708 u. 1410;
G. Sagnac, J. de Phys. (5) 4 (1914), p. 177 [Theorie bei M. v. Laue, München Ber. 1911, p. 404 und Das Relativitätsprinzip, 3. Aufl. 1919]; F. Harreß, Diss. Jena 1911 und Bericht von O. Knopf, Ann. d. Phys. 62 (1920), p. 389 [Zur theoretischen Deutung vgl.:
P. Harzer, Astron. Nachr. 198 (1914), p. 378 und 199 (1914), p. 10;
A. Einstein, Astron. Nachr. 190 (1914), p. 9 und 47]; endlich P. Zee-man, Amst. Versl. 28 (1919), p. 1451 und P. Zeeman u. A. Snethlage, Amst.Versl. 28 (1919), p. 1462; Amst. Proc. 22 (1920), p. 462 u. 512; Die Theorie aller dieser Versuche wird ausführlich entwickelt durch M. v. Laue, Ann. d. Phys. 62 (1920), p. 448.
A. A. Michelson, Phil. Mag. 8 (1904), p. 716; M. v. Laue, München Ber., math.-phys. Kl. 1911, p. 405.
A. Einstein, Ann. d. Phys. 33 (1907), p. 197.
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Pauli, W. (1988). Relativitätstheorie. In: Enz, C.P., v. Meyenn, K. (eds) Wolfgang Pauli. Vieweg+Teubner Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-322-90270-2_16
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