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Relativitätstheorie und Erkenntnis Apriori

Relativitätstheorie und Erkenntnis Apriori
Title: Relativitätstheorie und Erkenntnis Apriori
Release Date: 2018-05-31
Type book: Text
Copyright Status: Public domain in the USA.
Date added: 27 March 2019
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RELATIVITÄTSTHEORIE
UND ERKENNTNIS APRIORI

VON

HANS REICHENBACH

BERLIN

VERLAG VON JULIUS SPRINGER

1920

Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzungin fremde Sprachen, vorbehalten.

Copyright 1920 by Julius Springer in Berlin.

ALBERT EINSTEIN

GEWIDMET

Inhaltsübersicht.

 
 
Seite
I. 
Einleitung
1
II. 
Die von der speziellen Relativitätstheorie behaupteten Widersprüche
6
III. 
Die von der allgemeinen Relativitätstheorie behaupteten Widersprüche
21
IV. 
Erkenntnis als Zuordnung
32
V. 
Zwei Bedeutungen des Apriori und die implizite Voraussetzung Kants
46
VI. 
Widerlegung der Kantischen Voraussetzung durch die Relativitätstheorie
59
VII. 
Beantwortung der kritischen Frage durch die wissenschaftsanalytische Methode
71
VIII. 
Der Erkenntnisbegriff der Relativitätstheorie als Beispiel der Entwicklung des Gegenstandsbegriffes
89
 
Literarische Anmerkungen
104

– 1 –

I. Einleitung.

Die Einsteinsche Relativitätstheorie hat die philosophischenGrundlagen der Erkenntnis in schwere Erschütterung versetzt. Eshat gar keinen Zweck, das zu leugnen, so zu tun, als ob diesephysikalische Theorie nur physikalische Auffassungen ändern konnte,und als ob die philosophischen Wahrheiten von ihr unberührt inalter Höhe thronten. Zwar stellt die Relativitätstheorie nurBehauptungen über physikalische Meßbarkeitsverhältnisseund physikalische Größenbeziehungen auf, aber es mußdurchaus zugegeben werden, daß diese speziellen Behauptungen denallgemeinen philosophischen Grundbegriffen widerstreiten. Diephilosophischen Axiome waren von jeher, und auch in ihrer kritischenForm, so gefaßt, daß sie zwar speziellen Ausdeutungen gegenüberinvariant blieben, aber immer eine bestimmte Gruppe von physikalischenAussagen definitiv ausschlossen; und gerade solche ausgeschlossenenMöglichkeiten hat die Relativitätstheorie hervorgesucht und zumLeitfaden ihrer physikalischen Annahmen gemacht.

Schon die spezielle Relativitätstheorie stellte schwere Anforderungenan die Toleranz eines kritischen Philosophen. Sie nahm der Zeit denCharakter eines nicht umkehrbaren Ablaufs und behauptete, daß esGeschehnisse gäbe, deren zeitliche Aufeinanderfolge mit gleichemRecht umgekehrt angenommen werden dürfte. Das ist zweifellosein Widerspruch zu der vorher geltenden Anschauung, auch zu demZeitbegriff Kants. Man hat– 2 – diese Schwierigkeit gelegentlichbeseitigen wollen, indem man die „physikalische Zeit“ von der„phänomenologischen Zeit“ unterschied und sich darauf bezog, daß dieZeit als subjektives Erlebnis immer die irreversible Folgeblieb. Aber in Kants Sinne ist diese Trennung sicherlich nicht.Denn für Kant ist es gerade das Wesentliche einer apriorenErkenntnisform, daß sie eine Bedingung der Naturerkenntnisbildet, und nicht bloß eine subjektive Qualität unserer Empfindungen.Wenn er auch gelegentlich von der Art, wie die Dinge unsere Wahrnehmung„affizieren“, spricht, so meint er doch immer, daß diese subjektiveForm gleichzeitig eine objektive Form für die Erkenntnis ist, weil diesubjektive Komponente notwendig im Objektsbegriff enthalten ist; und erwürde nicht zugegeben haben, daß man für das physikalische Geschehenmit einer anderen Zeitordnung arbeiten dürfte, als eben dieser inder Natur des erkennenden Subjekts angelegten Form. Darum war es nurfolgerichtig, wenn bereits gegen die spezielle RelativitätstheorieEinwände aus philosophischen Kreisen erhoben wurden, sofern sie aus demBegriffskreis der Kantischen Philosophie herrührten.

Durch die allgemeine Relativitätstheorie hat sich diese Lage aber nochvielfach verschärft. Denn in ihr wurde nichts Geringeres behauptet, alsdaß die euklidische Geometrie für die Physik nicht verwandt werdendürfte. Man mache sich den weitgehenden Inhalt dieser Behauptungeinmal ganz klar. Zwar waren schon seit fast einem Jahrhundert Zweifelan der aprioren Stellung der euklidischen Geometrie aufgetaucht.Die Aufstellung nichteuklidischer Geometrieen hatte die Möglichkeitbegrifflicher Konstruktionen gezeigt, die den bekannten anschaulichevidenten Axiomen Euklids widersprechen.– 3 – Riemann hatteeine allgemeine Mannigfaltigkeitslehre in analytischer Form begründet,in der der „ebene“ Raum als Spezialfall erscheint. Man konnte,nachdem die begriffliche Notwendigkeit der euklidischen Geometriegefallen war, ihre Sonderstellung nur dadurch begründen, daß man sieals anschaulich evident von den anderen Mannigfaltigkeitenunterschied, und basierte auf diesen Vorzug allein — übrigens ganz imSinne Kants — die Forderung, daß gerade diese Geometrie zurBeschreibung der Wirklichkeit, also für die Physik, verwandt werdenmüßte. So war der Widerspruch gegen die euklidische Geometrie auf einenEinwand gegen ihre rein begriffliche Begründung zurückgeführt.Gleichzeitig tauchte von der Seite der Empiristen erneuter Zweifelauf; man wollte aus der Möglichkeit anderer Geometrieen folgern, daßdie Sätze der euklidischen Geometrie nur durch Erfahrung und Gewöhnungihren für unsere Anschauung zwingenden Charakter erhalten hätten. Unddrittens wurde von mathematischer Seite geltend gemacht, daß es sich inder Geometrie nur um konventionelle Festsetzungen, um ein leeres Schemahandelte, das selbst keine Aussagen über die Wirklichkeit enthielte,sondern nur als ihre Form gewählt sei, und das mit gleichem Recht durchein nichteuklidisches Schema ersetzt werden könnte[1]. Gegenüber diesenEinwänden stellt aber der Einspruch der allgemeinen Relativitätstheorieeinen ganz neuen Gedanken dar. Diese Theorie stellt nämlich die ebensoeinfache wie klare Behauptung auf, daß die Sätze der euklidischenGeometrie für die Wirklichkeit überhaupt falsch wären. Das istin der Tat etwas wesentlich anderes als die genannten drei Standpunkte,denen allen gemeinsam ist, daß sie an der Geltung der euklidischenAxiome nicht zweifeln, und die nur in der Begründung dieser Geltung– 4 –und ihrer erkenntnistheoretischen Deutung differieren. Man erkennt, daßdamit auch die kritische Philosophie vor eine ganz neue Frage gestelltist. Es ist gar kein Zweifel, daß Kants transzendentale Ästhetikvon der unbedingten Geltung der euklidischen Axiome ausgeht; und wennman auch darüber streiten kann, ob er in ihrer anschaulichen Evidenzden Beweisgrund seiner Theorie des aprioren Raums, oder umgekehrt inder Apriorität des Raumes den Beweisgrund ihrer Evidenz sieht, sobleibt es doch ganz sicher, daß mit der Ungültigkeit dieserAxiome seine Theorie unvereinbar ist.

Darum gibt es nur zwei Möglichkeiten: entweder ist dieRelativitätstheorie falsch, oder die Kantische Philosophiebedarf in ihren Einstein widersprechenden Teilen einerÄnderung[2]. Der Untersuchung dieser Frage ist die vorliegendeArbeit gewidmet. Die erste Möglichkeit erscheint nach den glänzendenErfolgen der Relativitätstheorie, ihrer wiederholten Bestätigungdurch die Erfahrung und ihrer Fruchtbarkeit für die theoretischeBegriffsbildung von vornherein unwahrscheinlich. Aber es soll hiernicht eine physikalische Theorie bedingungslos übernommen werden,zumal, da die erkenntnistheoretische Deutung ihrer Aussagen noch soumstritten ist. Wir wählen deshalb folgendes Arbeitsverfahren. Esmuß zunächst festgestellt werden, welches die Widersprüche sind,die zwischen der Relativitätstheorie und der kritischen Philosophiebestehen, und welches die Voraussetzungen und Erfahrungsresultatesind, die die Relativitätstheorie für ihre Behauptungen anführt[3].Danach untersuchen wir, von einer Analyse des Erkenntnisbegriffsausgehend, welche Voraussetzungen die Erkenntnistheorie Kantseinschließt, und indem wir diese den Resultaten unserer Analyse derRelativitätstheorie gegenüberstellen, ent– 5 –scheiden wir, in welchemSinne die Theorie Kants durch die Erfahrung widerlegt wordenist. Wir werden sodann eine solche Änderung des Begriffs „apriori“durchführen, daß dieser Begriff mit der Relativitätstheorie nichtmehr in Widerspruch tritt, daß vielmehr die Relativitätstheorie durchdie Gestaltung ihres Erkenntnisbegriffs als eine Bestätigung seinerBedeutung angesehen werden muß. Die Methode dieser Untersuchung nennenwir die wissenschaftsanalytische Methode.

– 6 –

II. Dievon der speziellen Relativitätstheorie behaupteten Widersprüche.

Wir werden in diesem und dem folgenden Abschnitt das Wort apriori imSinne Kants gebrauchen, also dasjenige apriori nennen, was dieFormen der Anschauung oder der Begriff der Erkenntnis als evidentfordern. Wir tun dies nur in der Absicht, gerade auf diejenigenWidersprüche geführt zu werden, die zu aprioren Prinzipien eintreten,denn es treten natürlich auch Widersprüche der Relativitätstheorie zuvielen anderen Prinzipien der Physik auf. Irgendein Beweisgrund fürdie Geltung der Prinzipien soll aber mit der Kennzeichnung alsapriori nicht vorweggenommen sein[4].

In der speziellen Relativitätstheorie — wir dürfen diese Theorieauch heute noch als für homogene Gravitationsfelder gültigansehen — behauptet Einstein, daß das Newton-GalileischeRelativitätsprinzip der Mechanik mit dem Prinzip der Konstanzder Lichtgeschwindigkeit unvereinbar sei, wenn nicht neben derTransformation der räumlichen Koordinaten auch eine Zeittransformationvorgenommen wird, die dann zur Relativierung der Gleichzeitigkeit undzur teilweisen Umkehrbarkeit der Zeit führt. Dieser Widerspruch istsicherlich richtig. Wir fragen: Auf welche Voraussetzungen stützen sichEinsteins Prinzipien?

Das Galileische Trägheitsprinzip ist gewiß ein Er– 7 –fahrungssatz.Es ist gar nicht einzusehen, warum ein Körper, auf den keine Kraftwirkt, sich ständig bewegen soll; würden wir uns nicht so an diesenGedanken gewöhnt haben, so würden wir wahrscheinlich zunächst dasGegenteil behaupten. Allerdings läßt Galilei auch den Ruhezustand alskräftefrei zu. Aber darin liegt seine weitgehende Behauptung, daß diegleichförmige Bewegung der Ruhe mechanisch völlig äquivalent sei.Durch physikalische Relationen ist definiert, was eine Kraft ist. Aberdaß die Kraft nur bei Geschwindigkeitsänderungen auftritt, daßalso die Phänomene, die wir als Kraftwirkung kennen, an das Auftreteneiner Beschleunigung geknüpft sind, ist gewiß nicht evidentim Sinne einer aprioren Einsicht. In dieser Auffassung ist also dasGalileische Trägheitsprinzip zweifellos ein Erfahrungssatz.

Jedoch läßt sich diesem Prinzip eine andere Form geben. Es besagtdann, daß eine gewisse Gruppe von Koordinatensystemen, nämlichalle gegeneinander gleichförmig bewegten, für die Beschreibung desmechanischen Vorgangs äquivalent seien. Die Gesetze der Mechanikändern ihre Form nicht, wenn man von einem dieser Systeme auf einanderes transformiert. In dieser Form ist die Aussage aber vielallgemeiner als in der ersten Form.

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