Helmut Hansens Ansichten zur Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

[HelmutH]

Damit das alte Thema nicht gekapert wird, habe ich diese Diskussion in ein neues Thema ausgelagert.

Lieber Jan, wenn ich das richtig beurteile, dann geht es Dir / Euch in dieser Forumsdiskussion im Kern um die Geschichte der SRT - eine Geschichte,
die sich, wie es scheint, in zwei Zeitabschnitte zugetragen hat und immer noch zuträgt, und zwar in die Zeit vor der Veröffentlichung des Einstein'schen Aufsatzes (Zur Elektrodynamik bewegter Körper) und in die Zeit nach seiner Veröffentlichung.
Es ist offenbar dieser Zeitabschnitt, der Dich / Euch in der Forumsdiskussion in besonderer Weise umtreibt – und dies, wie ich behaupten möchte, aus gutem Grund, denn die SRT hat sich nach ihrer Veröffentlichung in eine so spezifische Richtung entwickelt, dass unvermeidlich die Frage auftauchen
sollte: Befindet sich das moderne Verständnis der SRT überhaupt noch in Übereinstimmung mit dem ursprünglich von Einstein veröffentlichten
Aufsatz?

Wenn nicht, gibt es dann, wie von Jan gefragt, gute Gründe, Einsteins ursprüngliche Deutung durch die moderne Deutung zu ersetzen?

Es ist hinlänglich bekannt, dass die SRT - wie der Einstein-Biograph A. Fölsing ausführt - in der Form, wie sie das Licht der Welt erblickte, heute kaum noch bekannt ist und mittlerweile durch Deutungen ersetzt worden ist, in denen die Akzente anders gesetzt sind.

Eine der prägnantesten modernen Deutungen des zweiten Postulates / Prinzips fusst auf der Aussage, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen
Inertialsystemen dieselbe ist.

Es gibt viele Physiker, die diese moderne Deutung des zweiten Postulates / Prinzips für besser halten als die ursprünglich von Einstein formulierte, die sie für konzeptionell irreführend halten.

Die Beseitigung dieser Irreführung im Rahmen der modernen Deutung hat indessen weitreichende Auswirkungen auf die klassische Fassung - also
auf die ihr zugrundeliegende Annahme, dass die Geschwindigkeit des Lichtes nicht von der Geschwindigkeit der Lichtquelle abhängt. Es zeigt sich nämlich, dass es im Rahmen der modernen Deutung nicht mehr notwendig ist, sich
auf diese Annahme beziehen zu müssen.

Der Physiker Moses Fayngold hat diesen Gedanken in seinem Buch „Special Relativity and how it works“ im Detail ausgeführt. Er schreibt, mit der modernen Deutung beginnend: The speed of light in vaccum is the same for all observers.

Diese Deutung benutzend, zeigt er dann, dass im Rahmen dieser Deutung eine ausdrückliche Bezugnahme auf die Lichtquelle nicht mehr notwendig ist: "If one observer is sitting on the source of light, while another one is moving relative to it, then the source of light moving relative to the latter observer and the second formulation [i.e. the speed of light does not depend on speed of its source] automatically includes this case, while avoing any reference to a source.”

Der Umstand, dass der SRT durch die moderne Deutung eine kompaktere gewissermaßen relativistischere Gestalt gegeben werden kann, empfinden viele Physiker als Erkenntnisfortschritt. Es stellt sich daher die Frage: Ist der Verzicht auf die Bezugnahme der Lichtquelle gerechtfertigt - oder zahlen wir am Ende einen zu hohen Preis? Wird uns durch eine solche moderne Deutung womöglich der Zugang zu einer tieferen Wirklichkeitsebene abgeschnitten?

Dass viele Physiker eher der modernen Deutung zuneigen und den Verzicht auf das zweite klassische Postulat für gerechtfertigt halten, dafür gibt es einen erkenntnistheoretisch gewichtigen Grund: Von den beiden Prinzipien, die Einstein seiner Elektrodynamik vorausschickt, erweist sich lediglich das Relativitätsprinzip als universell, während mit dem Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit nur (!) eine spezielle Eigenschaft des Lichts bezeichnet
ist. Das die SRT tragende Prinzipienpaar erweist sich mithin als eine
erkenntnistheoretisch inkohärente Mixtur.

Es hat bis heute keine Ideen gegeben, durch die der erkenntnistheoretische Status des zweiten klassischen Prinzips nachhaltig gestärkt worden wäre.
Stattdessen galten und gelten die meisten Untersuchungen der Stärkung des Relativitätsprinzips, aus der schließlich die hier als moderne Deutung bezeichnete These hervorgehen sollte, demzufolge die Lichtgeschwindigkeit in allen Inertialsystemen dieselbe ist.

Würde sich diese moderne Deutung dauerhaft durchsetzen, dann verlöre Einstein's zweites Postulat zwangsläufig erheblich an Bedeutung, zumindest was seinen, der Zukunft geltenden explanativen Gehalt anbelangt. Es bliebe natürlich - mit Blick auf die Historie der SRT / i.e. der Einstein'schen Theorie - weiterhin eine zentrale Voraussetzung, die sich als solches der empirischen Verifikation zu stellen hätte, aber sie würde nachhaltig historisiert.

Es gibt in der Gemeinschaft der Physiker Stimmen, die Einstein's zweites Postulat ohnehin für unlogisch halten und der Meinung sind, dass man dieses Postulat eigentlich nur deswegen habe schlucken müssen, weil es sich empirisch so außerordentlich gut bewährt habe.

Die Frage, mit der ich meinen Kommentar zu diesem Thema beschließen möchte, ist diese: Ist es möglich, dem zweiten Einstein'schen Postulat eine
erkenntnistheoretisch bedeutsamere, weil fundamentalere Gestalt zu geben - oder ist es am Ende nur ein irregeleiteter, aber physikalisch folgenreicher Geniestreich? Ein Mitarbeiter Einsteins (i.e. Banesh Hoffmann) sah darin ein Zeugnis für Einsteins außerordentliche Intuition.

[Ich]

Zitat von HelmutH

Befindet sich das moderne Verständnis der SRT überhaupt noch in Übereinstimmung mit dem ursprünglich von Einstein veröffentlichten Aufsatz?

Wie in diesem Thread mehrfach angeführt, führt die ursprüngliche Formulierung in Verbindung mit dem Relativitätsprinzip unmittelbar auf die heutige:

Zitat von Ich

In der SRT gibt es zwei Postulate, die miteinander verheiratet werden. Das erste ist das von der Konstanz der LG, gerne auch in der von dir zitierten Formulierung:
„Wir wollen... die mit ihm [dem Prinzip der Relativität] nur scheinbar unverträgliche Voraussetzung einführen, daß sich das Licht im leeren Raume stets mit einer bestimmten, vom Bewegungszustande des emittierenden Körpers unabhängigen Geschwindigkeit V fortpflanze“
Das zweite Postulat ist das besagte Relativitätsprinzip:
„...daß dern Begriffe der absoluten Ruhe nicht nur in der Mechanik, sondern auch in der Elektrodynamik keine Eigenachaften der Erscheinungen entsprechen, sondern daß vielmehr für alle Koordinatensysteme, für welche die mechanischen Gleichungen gelten, auch die gleichen elektrodynamischen und optischen Qesetze gelten...“
In der Kombination heißt das: Wenn sich das Licht in einem Bezugssystem mit einer bestimmten, vom Bewegungszustande des emittierenden Körpers unabhängigen Geschwindigkeit V fortpflanzt, dann tut es das auch in allen anderen Bezugssystemen, weil die alle gleichwertig sind und keines vor dem anderen ausgezeichnet ist.

Mir war und ist nicht klar, was an dieser Logik nicht unmittelbar einsichtig ist, aber wenn du dem nicht folgen kannst oder magst, dann führe bitte explizit aus, warum nicht.
Der Rest deines Beitrags wird dadurch für mich irrelevant, bis auf diese Stelle:

Zitat von HelmutH

Es gibt in der Gemeinschaft der Physiker Stimmen, die Einstein's zweites Postulat ohnehin für unlogisch halten und der Meinung sind, dass man dieses Postulat eigentlich nur deswegen habe schlucken müssen, weil es sich empirisch so außerordentlich gut bewährt habe.

Entweder es ist unlogisch oder nicht. Worin soll diese Unlogik bestehen, und welche Physiker sind dieser Ansicht?

[HelmutH]

Liebes Ich,

mit dieser Frage glaubte ich, den inhaltlichen Kern Eurer Diskussion eingefangen zu haben. Zumindest deuten einige Beiträge von Jan in diese Richtung. So heißt es an einer Stelle: Ich möchte die Grundlagen der SRT nochmal durchgehen und auf Widersprüche zwischen dem Original und der heute gängigen Darstellung abklopfen. Wie dieses Zitat zeigt, hat Jan hier offenbar zwischen dem Original und der heute gängigen Darstellung unterschieden.

Mit dem von Dir als irrelevant erklärten Rest meines Beitrages habe ich versucht, diesen Unterschied herauszuarbeiten. Ich habe versucht, deutlich zu machen, dass sich die ursprüngliche Formulierung der SRT von der heute gängigen Formulierung (die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystem dieselbe) dadurch unterscheidet, dass in ihr das zweite Postulat noch eine irreduzible Rolle spielt, während das zweite Postulat in der modernen Version so formulierbar ist, dass die Notwendigkeit, ein Bezug zum zweiten Einstein'schen Postulat herstellen zu müssen, entfällt.

Meineserachtens ist dies keineswegs eine irrelevante Wendung. Sie führt dazu, dass das zweite Postulat so zunehmend Gegenstand historisierender Betrachtungen wird, da es außerhalb der Entwicklungsgeschichte der SRT nicht mehr explizit ausgesprochen werden muss.

Die von Dir nachgefragte bibliographische Quelle ist: Revisions of the Lorentz Transformations by Herbert E. Ives in den Proceedings of the American Philosophical Society Vol. 95, No. 2 (Apr. 30, 1951), p. 127.

Gruss
Helmut

[Ich]

Zitat von HelmutH

Liebes Ich,

Ich identifiziere mich als männlich.

Mit dem von Dir als irrelevant erklärten Rest meines Beitrages habe ich versucht, diesen Unterschied herauszuarbeiten.

Das ist dir nicht gelungen. Würdest du bitte konkret beantworten, inwiefern die neue Formulierung nicht unmittelbar aus der alten folgen soll? Wenn die LG in einem System konstant ist, und alle Systeme gleichberechtigt sind, dann ist sie das in allen. Fertig. Was daran passt dir nicht?

Die von Dir nachgefragte bibliographische Quelle ist: Revisions of the Lorentz Transformations by Herbert E. Ives in den Proceedings of the American Philosophical Society Vol. 95, No. 2 (Apr. 30, 1951), p. 127.

Wow, Ives 1951. Du hast im Präsens von den "kritischen Stimmen" gesprochen.
Was ich aber viel lustiger finde als Ives' bekannte Abneigung gegen die RT ist folgendes Zitat von S. 126:

In 1905 Einstein, some months after the appearance of Poincaré's paper in the Comptes Rendus, published his famous paper on "The Electro-dynamics of Moving Bodies." In this paper he proposed two principles: the first, "The Principle of Relativity," is the same in name and content as Poincar's principle of relativity of the year before; the second, "The Principle of the Constancy of the Velocity of Light," elevates to a principle the observation which Poincare made and dismissed as ignoring the physical facts. This "principle" is that the velocity of light is the same on all relatively moving bodies. Adhering at the same time to the independence of the velocity of light from that of the source, Einstein thus asked the ac- ceptance of a paradox.

[Hervorhebung von mir]
Ives zitiert das Einsteinsche Postulat aus der Originalveröffentlichung sogar in der "neuen" und angeblich so fundamental unterschiedlichen Formulierung. Ist dir das gar nicht aufgefallen? Sind die Formulierungen vielleicht doch nicht so unterschiedlich?

Meine zweite Frage ist auch noch offen: Worin besteht diese Unlogik? Kannst du sie mir erklären?

[pauli]

Zitat von Ich

... und welche Physiker sind dieser Ansicht?

Jocelyne Lopez und Gerhard Kemme

[HelmutH]

Lieber Moderator,

ich habe mit Blick auf das zweite Postulat eine betont historische Perspektive eingenommen - und angesichts dieser Perspektive gibt es einen Unterschied - und der wird auch von Herrn Baierlein nicht geleugnet. Wenn Du behauptest, die beiden Formulierungen seien Korrolare voneinander, dann hast Du einen betont ahistorischen Standpunkt eingenommen, wie
er auch in typischen zeitgenössischen (!) Textbüchern eingenommen wird. Und von diesem Standpunkt aus ist es in der Tat so, wie Du feststellst. Von einem historischen Standpunkt gilt dies nicht! Baierlein schreibt: In the years immediately preceding 1905 and in Einstein's seminal paper, the phrase, "the constancy of the speed of light meant only that the speed of light is independent of the source's velocity.
Es ist dieses only, welches beide Formulierungen voneinander unterscheidet - und welches indiziert, dass die modernere Formulierung als allgemeiner empfunden wird.

Dass ich in der Auseinandersetzung mit dem zweiten Postulat zunächst eine historische Perspektive eingenommen habe, ist dem Umstand geschuldet, dass dieses, von Einstein aufgestellte Postulat ein zentraler Baustein des von mir aufgestellten Prinzips der Dualen Konstanz der Lichtgeschwindigkeit ist, denn dieses umfassendere Prinzip beruht auf der Annahme, dass nicht nur das Licht selbst, sondern auch die Lichtgeschwindigkeit dualer Natur ist. Es beinhaltet als solches die Hypothese, dass die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit sowohl in einer teilchenspezifischen als auch wellenspezifischen Form vorkommt.
Während die Annahme eines teilchenspezifischen Aspektes der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in der Fachliteratur nur sehr sporadisch erwähnt wird, ist uns ihr wellenspezifischer Aspekt in Gestalt von Einsteins zweitem Postulat hinlänglich vertraut.
Mit den hier dargelegten Überlegungen habe ich zunächst ein historisches Stimmungsbild geben wollen, wie das zweite Postulat der SRT (i.e. der wellenspezifische Aspekt der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit) heute aufgefasst wird. Mit diesem Stimmungsbild habe ich die verschiedenen wissenschaftstheoretischen Aspekte dieses Postulats einfangen wollen. Ein Katz und Maus - Spiel war nicht intendiert.

Gruss Helmut

[Ich]

Zitat von HelmutH

Wenn Du behauptest, die beiden Formulierungen seien Korrolare voneinander, dann hast Du einen betont ahistorischen Standpunkt eingenommen, wie er auch in typischen zeitgenössischen (!) Textbüchern eingenommen wird. Und von diesem Standpunkt aus ist es in der Tat so, wie Du feststellst.

1. Könntest du bitte diesen postmodernen geisteswissenschaftlichen Käse unterlassen? Dies ist ein naturwissenschaftliches Forum. Wenn ich feststelle, dass die beiden Formulierungen des zweiten Postulats (das erste Postulat vorausgesetzt) Korrolare voneinander sind, dann ist das so oder es ist nicht so. Auf gar keinen Fall aber ist das nur "von einem ahistorischen Standpunkt aus" so. Hier gibt es richtig und falsch, und nicht nur soziale Konstrukte.
2. Wenn meine Aussage richtig ist, dann ist das relevant. Weil dann absolut nicht zu erkennen ist, inwiefern die genaue Formulierung den Lauf der Physik ändern sollte. Du solltest deshalb darauf eingehen und selbst nachvollziehen, ob die Aussage richtig ist oder nicht. Keine Ahnung, warum du das nicht tust - fehlen dir die physikalischen Voraussetzungen für eine solche Einschätzung? Dann sollte man erst mal da ansetzen, denke ich.
3. "Ahistorisch" wäre es nur, wenn es Einstein damals nicht bewusst gewesen wäre und er seine Veröffentlichung sonst signifikant anders gestaltet hätte. Tatsächlich aber hat Einstein dieses Korrolar selbst für seine Herleitung verwendet, es ist also höchst historisch. Auch das steht nicht nur in der Originalveröffentlichung, sondern auch bei Baierlein:

Zitat von Baierlein

Third, at an intermediate stage in his derivation of the
Lorentz transformation, Einstein notes “that (as required by
the principle of the constancy of the speed of light in conjunction
with [my italics] the principle of relativity) light
propagates also with speed V when measured in the moving
system.”6 In short, constancy with respect to change in the
source’s velocity (asserted for the stationary system) plus the
principle of relativity imply constancy with respect to change
in the reference frame.

4. "the constancy of the speed of light meant only that the speed of light is independent of the source's velocity."

Zitat von HelmutH

Es ist dieses only, welches beide Formulierungen voneinander unterscheidet

Diese "only" existiert nicht, hier gehe ich mit Baierlein nicht konform. Das Postulat lautet ja:
„...daß sich das Licht im leeren Raume stets mit einer bestimmten, vom Bewegungszustande des emittierenden Körpers unabhängigen Geschwindigkeit V fortpflanze“
Wenn das "only" wahr wäre, dann würde da nichts mehr stehen, wenn wir das "vom Bewegungszustande des emittierenden Körpers unabhängigen" wegnähmen. In Wirklichkeit aber bleibt der keineswegs sinnleere Satz „...daß sich das Licht im leeren Raume stets mit einer bestimmten Geschwindigkeit V fortpflanze“. Das alleine reicht, um zusammen mit dem Relativitätsprinzip die "neue Formulierung" abzuleiten. Von daher ist der Bezug auf den Bewegungszustand der Quelle keineswegs der einzige Inhalt, sondern nur eine zusätzliche Betonung.

Und mal ganz abgesehen davon: Das alles hat nichts mit Licht und seinen Quanteneigenschaften zu tun. Der theoretisch entscheidende Punkt ist einfach, dass es eine konstante, in allen Bezugssystemen gleiche Geschwindigkeit überhaupt gibt. Es muss nicht die von Licht sein, und die Quantennatur des Lichts ist erst recht irrelevant. Es müsste noch nicht einmal irgendetwas geben, was sich mit genau dieser Geschwindigkeit bewegt. Wie Minkowski gezeigt hat, kann unter den Annahmen 1)Isotropie 2)Homogenität 3)Relativitätsprinzip nur noch die Lorentztrafo gelten. Es ist nur noch zu entscheiden, ob c (das ist die konstante Geschwindigkeit, nicht notwendigerweise die Lichtgeschwindigkeit) unendlich groß ist oder nicht. Falls ja, degeneriert die Lorentztransformation zur Galileotransformation. Falls nein, gilt die SRT. Fertig.

[HelmutH]

Ich muss zugeben, dass ich es als befremdend erlebe, dass ein Moderator so beleidigend auftritt wie ICH das tut. Das bin ich nicht gewohnt und entspricht auch nicht dem, was ich als sachliche Argumentation bezeichnen würde. Jemand, der so auftritt, disqualifiziert sich, bevor er auch nur einen Satz von sich gibt. Ich sehe daher auch keinen Sinn darin, mich an einem solchen Gesprächpartner abzuarbeiten.

Gruss Helmut

[Ich]

Zitat von HelmutH

Ich muss zugeben, dass ich es als befremdend erlebe, dass ein Moderator so beleidigend auftritt wie ICH das tut. Das bin ich nicht gewohnt und entspricht auch nicht dem, was ich als sachliche Argumentation bezeichnen würde. Jemand, der so auftritt, disqualifiziert sich, bevor er auch nur einen Satz von sich gibt. Ich sehe daher auch keinen Sinn darin, mich an einem solchen Gesprächpartner abzuarbeiten.

Gruss Helmut

Kein Problem, es zwingt dich keiner.

[Hawkwind]

Zitat von HelmutH

Ich muss zugeben, dass ich es als befremdend erlebe, dass ein Moderator so beleidigend auftritt wie ICH das tut. Das bin ich nicht gewohnt und entspricht auch nicht dem, was ich als sachliche Argumentation bezeichnen würde. Jemand, der so auftritt, disqualifiziert sich, bevor er auch nur einen Satz von sich gibt. Ich sehe daher auch keinen Sinn darin, mich an einem solchen Gesprächpartner abzuarbeiten.

Gruss Helmut

Verstehe ich nicht. "Ich" hat doch nachvollziehbar argumentiert.
Man könnte auch darauf eingehen, wenn man denn sein Missverständnis in Sachen Spezielle Relativität verstehen möchte.

Allerdings wollen die meisten "Einstein-Kritiker" gar nicht dazulernen sondern die Physiker belehren. Das kann einen schonmal ungeduldig werden lassen.