Die Naturwissenschaften. Wochenschrift..., 12. Jg. 1924, 25. Juli, Heft 30.

DIE NATURWISSENSCHAFTEN

Z w ölfter J a h rga n g 25. Ju li 1924 H eft 30

Zum hundertjährigen Gedenktag von Lord Kelvins Geburt.

(26. Juni 1824.)

V o n

B erlin . W .

(Lord

kennen und lieb en

alle P h y s ik e r als einen ih rer m ä c h tig sten und p ro d u k tiv s te n D e n k er des 19. Jah rh u n d erts, a ls den B e g rü n d e r einer T h e o retik ersch u le, aus w elch er der gen ialste T h e o retik er d er neuen Z eit,

h erv o rg ega n gen ist. E t w a 60 Jah re la n g h a t W .

b e g a b t m it einer reich en P h an tasie , einer seltenen L e ic h tig k e it in d er H a n d ­ h a b u n g der m a th em a tisch en F o rm und einem d u rch d rin g en d en V erstä n d e zu der E n tw ic k lu n g d er P h y s ik und versch ied en er Z w eig e der T e c h n ik b e ig etrag en und eine F ü lle vo n L eistu n g en vo n b leib en d em W e rte z u ta g e g efö rd e rt; n u r w en igen w ard solche F ru c h tb a r k e it zu teil.

A m en tsch eid en d sten h a t W .

die E n tw ic k lu n g d er P h y s ik b e ein flu ß t, in d em er g le ich zeitig m it

die T h e rm o d y n a m ik b egrü n d ete, w ob ei b eid e ein an d er w ech selseitig b e fru c h te ten . A ls D re iu n d zw a n zig jä h rig e r sch u f er den B e g riff der a b so lu ten T em p e ra tu r, einen d er fu n d am en ta lsten der P h y sik , ohne den w ir uns diese W issen sch a ft h eu te g a r n ich t m ehr v o r ­ stellen kön nen .

D ie F ü lle d er E rgeb n isse, w elch e w ir W .

a u f dem G eb ie te der W ärm eleh re, d er H y d r o ­ d y n a m ik , der E le k triz itä tsle h re , der N a u tik , der p h y sik a lisch en E rd k u n d e, der M e ß tech n ik v e r ­ d a n k en , is t sch ier u n ü b erseh b ar. D ie E le g a n z d er M eth o d e b ie te t d em L eser stets h ohen G en u ß . D e r G ed a n k e an die org an isato risch en u n d n ich t z u le tz t au ch an die m ateriellen E rfo lg e lassen dies lan g e u n d reich e L eb e n als glän zen d erscheinen.

U n d d och lie g t in d er A u s w irk u n g dieses hohen G eistes etw as, w as tra g is c h an m u te t.

Th o m s o n s

gan zes S ch affen ru h te a u f dem F u n d a m e n t d er N e w to n sch en M ech an ik . E s w a r ein tie fe r G lau b e in d iesem n a ch E in h e it des E rk en n en s streb en d en G eiste, d a ß alles p h y sik a lisc h e G esch eh en seinem W esen n ach B e ­ w eg u n g sei, u n d d a ß

M ech a n ik fü r das E rfa ssen jeg lich en G esch ehens le tz te n E n d es den S ch lü ssel b iete. D ieser Ü b e rze u g u n g getreu su ch te er J ah rzeh n te h in d u rch m it A u fw e n d u n g a ll seiner G e s ta ltu n g s k ra ft zu einer m ech an isch en T h eo rie d er A to m is tik u n d der e lek tro m agn etisch en E r ­ sch ein u n g en zu gelan gen . G egen E n d e seines L eb e n s ab er zeig te ih m die E n td e c k u n g der R ö n tg en stra h len und der ra d io a k tiv e n E rsch ei­

n u n gen , d a ß a ll seine B em ü h u n g en in d ieser R ic h ­

t u n g u m so n st w^uren, ja , d a ß diese seine G ru n d ­ ü b erzeu gu n g eine irrefü h ren d e gew esen ist. E in e P erio d e der U n sich erh eit u n d des F ließ e n s der G ru n d la g e der P h y s ik b egan n , d eren E n d e sich h eu te n och n ic h t absehen lä ß t.

d em bis n ah e an sein L eb en sen d e die le tz te n G ru n d la g en des p h y sik a lisch en E rk en n en s als g e sich e rt e r­

schienen w aren, w ü rd e sch au d ern , w en n er u n ­ v o rb e re ite t einen B lic k in unsere je tz ig e L ite ra tu r w erfen kö n n te.

S t a t t ein en V ersu ch zu m ach en, einen Ü b e r­

b lic k ü b er

L eb e n sw erk zu geben, w ill ich lieb er an ein p a a r ein fach en B eisp ielen , die m ich beson d ers e n tz ü c k t h ab en , die P rä g n a n z seines erfin d erisch en G eistes zeigen.

W a sse rtro p fe n a p p a ra t z u r E rz e u g u n g e le k tr o ­ s ta tisch e r L a d u n g e n :

A u s d er geerd eten W a sserzu fü h ru n g R tre te n zw ei W a sserstrah len aus, die sich im In n ern der iso lierten m eta llisch e n H o h lz y lin d e r C , C ' in T ro p ­ fen au flösen, die in die m it In n en tric h te r v e r ­ seh enen iso lierten S tu tz e n A , A ' falle n . C is t m it A ', C ' u n d A leiten d v e rb u n d e n . Is t C p o sitiv gelad en , w erd en d ie in n erh a lb G g eb ild eten T ro p ­ fen n e g a tiv gelad en u n d geb en ihre n e g a tiv e

Erzeugung elektrostatischer Ladungen.

Einfluß der Capillar- krüm m ung einer flüs­

sigen Oberfläche auf die Dampfspannung.

L a d u n g an A ab, zu g leich C n e g a tiv au flad en d . In fo lg e d er n e g a tiv e n L a d u n g vo n C ' w erden die in n erh a lb C sich b ild en d en W a ssertro p fe n p osi­

t i v gelad en u n d e n tlad en sich in A ', die p o sitive L a d u n g v o n A ' u n d C verm eh ren d . D ie L a d u n g vo n C, A ' u n d C A s te ig t so, solan ge die Isolation einen F u n k e n a u sg le ich verh in d ert.

E in flu ß der C a p illa rk rü m m u n g einer flüssigen O b erflä ch e au f die D a m p fsp a n n u n g :

N w . 1 9 2 4 .

79

6 0 2 F r e u n d l i c h : J a c q u e s L o e b

und die Kolloidchemie.

wissenschaften

D a s C a p illa rrö h rc h en (Inn en rad iu s R) sei in eine

z. B . n ic h t b e n etzen d e F lü s s ig k e it e in g e ta u c h t.

Im In n ern des R ö h rch en s b e ste h t bei G le ic h g e ­ w ic h t eine C a p illard ep ressio n v o m B e tr a g e

(a = C a p illa ritä tsk o n sta n te h = I e = D ich te der F lü s s ig k e it

^ Q ff \g = B esch leu n ig u n g d er E rd sc h w e re B e ze ic h n e t q 0 die (gegen g kleine) D ic h te des D a m p fes, so b e ste h t an der K u p p e gegen ü b er der freien F lü s s ig k e it ein Ü b e rd ru c k v o m B e tra g e

A p = g0g h = 20 Qo R o

D ies R e s u lta t g ilt o ffe n b ar u n a b h ä n g ig d a v o n , u n ter w as fü r B e d in g u n gen die K rü m m u n g der F lü ssig k e itso b e rflä c h e e rz e u g t ist.

B ew eis der H elm h o ltzsch e n W ir b e ls ä tz e : Sei L eine in ein er reib u n gslo sen F lü s s ig k e it m it den G esch w in d ig k e itsk o m p o n e n ten u v v e r ­ lau fen d e geschlossen e K u r v e . D a s L in ie n in te g ra l

W — j 2 ^{u v d x v}

L

(wx , u 2 , u 3 = K o m p o n e n te n d er G esch w in d ig k e it

^1. ^2 > x3 — K o o rd in a ten )

is t n a ch dem S to k e ssch en S a tz gleich dem O b e r­

flä c h e n in te g ra l des W irb e lv e k to rs ü b er eine b e ­ lieb ig e, d u rch L b e g ren zte F lä c h e . W ir fragen n ach der zeitlich e n A b h ä n g ig k e it d er W irb elg rö ß e W, u n ter d er B e d in g u n g, d a ß die K u r v e an der S trö m u n g der F lü s s ig k e it te iln im m t. B e ze ic h n e t m an die a u f ein F lü ssig k e itste ilc h e n bezogene zeitlich e A b le itu n g m it ^ D , das en tsp rech en d e

D iffe re n tia l m it D , so h a t m an fü r eine b elieb ige G rö ß e V

D iu 6 ^{w s r * c V}

■ “ — = —7;— “f" / 'W’H --- •

D t 6 ^{t d x v}

D ie E u lersch en G leich u n g en fü r die F lü s s ig ­ k e itsb e w e g u n g la u ten d an n

D u v U t

031

ÖXv

CXr

w enn m an 31 — setzt, w as v o ra u sse tzt, d a ß die F lü ssig k e itsd ic h te Q eine F u n k tio n des D ru ck es p allein ist, u n d d a ß die äu ß eren K r ä fte vo n einem

ein d eu tigen P o te n tia l cp a b le itb a r sind . M an h a t nun

6 (3t

+

D u v — — d t

D d x v — d t "N CJXv d u v dxa d

H ierau s fo lg t

D W = 1 2 (D uv d x v + UvDxv)

d t d x v ~

- C X r

In d iesem R e s u lta t D W = o sind die H e lm ­ h o ltzsch en W irb e lsä tz e e n th a lten . — W ir w ollen b eim A n la ß d er h u n d e rtjä h rig en W ie d erk e h r des G e b u rtsta g e s vo n W .

des M eisters d a n k ­ b a r ged en k en und h offen , d a ß es ein st gelingen m öge, a u c h ' die p h y sik a lisc h e n E rru n g e n sch aften un serer Z e it so ein fac h und an sch a u lich -leb en d ig zu erfassen, w ie w ir es bei ih m finden.

Jacques Loeb und die Kolloidchemie.

V o n H .

B e rlin -D a h lem . U n te r den N a ch ru fen au f

w ar

m ir d er in der „ S c ie n c e “ erschienene vo n P . A .

der d em M enschen

ge w id m et ist, b e ­ sonders w e r tv o ll und a u sk u n ftsreich .

w ird d o rt ge sch ild e rt als ein N a ch fa h re und B e w u n d e re r der E n z y k lo p ä d iste n , eines

eines

als ein M ann, der allein eine H e rrsc h a ft der V e r n u n ft g e lten lassen w o llte , dessen L eb en ein steter K a m p f w a r gegen M y s tik und A b erg la u b en . D esh a lb re izte es ihn, E rsch ein u n gen , w ie die R e ­ gen eratio n oder die P a rth en o g en ese, zu u n te r­

such en , bei denen die A llg em ein h eit v o r allem d e u tlic h d as w u n d erb are W irk e n einer L e b e n s k r a ft ann eh m en k o n n t e ; er w o llte ihnen den S ch leier des G eh eim n isvo llen rau b en und sie im n ü ch tern en L ic h t des L a b o ra to riu m s au f p h y sik a lisch -ch em isch e G e s e tz m ä ß ig k e ite n zu rü ck fü h ren . So is t er im m er d er R e b e ll, m iß tra u isc h gegen das, w as a lth e rg e ­ b ra c h t ist, oder w as einer M ode seine E rfo lg e v e r ­ d a n k t, in jed em A u g e n b lic k b ereit, V o ru rteile so l­

ch er A r t zu stü rzen . N u n fiel die Z e it seiner w issen ­ s ch a ftlich en E n tw ic k lu n g gerad e in die a c h tzig er

Jah re, in denen die neuere L ösu n g sth eo rie ihre glän zen d e B a h n b egan n , und sie w a r gan z d a zu an g etan ,

m it rü c k h a ltlo se r B ew u n d eru n g zu erfü llen . H ier w u rd en ohne Sch eu v o r dem bisher G eg la u b te n neue B e g riffe g eb ild et, und d ab ei ru h te der gan ze B a u a u f klaren , zah len m äß ig en E r fa h ­ ru n g en . K e in W u n d er, d a ß es die B ild e r vo n

v a n’t Ho f f, Ar r h e n i u s

und

w aren, die sein A rb e itsz im m e r sch m ü ck ten .

T ä u sc h e ich m ich n ich t, so w aren es diese N e i­

gu n gen und E in d rü c k e, die

S tellu n g zu r

K o llo id ch e m ie b e stim m te n . E r w itte rte in ih r einen

R ü c k fa ll in etw a s m y stisc h Q u a lita tiv e s ; es m iß ­

fiel ihm , d a ß a n s ta tt d er ein d eu tig en B e g riffe der

ch em isch en V e r w a n d tsc h a ft oder des osm otisch en

D ru ck es, B e g riffe w ie die O b erflä ch e n k rä fte od er

der Q u ellu n g sd ru ck h eran g ezo gen w urden , die die

p h y sik a lisch e C h em ie der ech ten L ösu n gen v e rn a c h ­

lässigen d u rfte . Seine ko llo id -ch em isch en A rb e ite n

lassen sich so in die S ä tze zu sam m en fassen : ,,E s ist

n ic h t n ötig , in den E iw eiß lö su n gen das W irk en

irg en d w elch er and erer K r ä fte anzu n eh m en , als sie

in den ech ten L ösu n gen w ir k e n . B e rü c k s ic h tig t m an, d a ß E iw e iß ein a m p h o terer E le k tr o ly t ist, d a ß es m it Säu ren und A lk a lie n u n ter S a lzb ild u n g reagieren k an n , d a ß d a h er die W a ssersto ffio n en eine h e rv o rstech en d e R o lle spielen, b e rü c k s ic h tig t m an ferner, d a ß die E iw e iß s to ffe und ihre Ionen n ic h t d u rch M em branen d iffu n d ieren , so kan n m an n ic h t n u r den o sm o tisch en D r u c k vo n E iw e iß ­ lösungen, sondern au ch u n ter anderen E ig e n s c h a f­

ten ihre Z ä h ig k e it, ja au ch die Q u ellu n g v o n E i­

w eiß g elen e rk lä re n .“ W en n sich

B e tr a c h ­ tu n g en und V ersu ch e fa s t a u ssch ließ lic h a u f E i­

w e iß sto ffe bezieh en , so lä ß t er d o ch die Ü b e r­

zeu g u n g d u rch b lick en , sie m ö ch ten v ie l allg em ein er, selb st fü r au sgesp roch en h y d ro p h o b e Sole gelten .

F r a g t m an sich, w ie w e it er m it seiner A u ffa s ­ su n g im R e c h t ist, so is t zu n ä ch st zu zu gesteh en , d a ß er G ru n d sä tze v e r tr itt, a u f denen m an b e i der E rfo rsc h u n g d er E iw eiß lö su n g e n u n b ed in g t fu ß en m u ß . E s is t w oh l seh r w ah rsch ein lich , w en n n ic h t sicher, d a ß sich d as E iw e iß rein ch em isch m it S ä u ­ ren und B a sen v e rb in d e t und d a ß d a b ei E iw e iß ­ ionen e n tsteh en . D ie W a ssersto ffio n en sind d es­

h a lb fra g lo s b e i ih n en vo n en tsch eid en d em E in ­ flu ß , u n d m an m u ß n o tw en d ig ihre K o n ze n tra tio n k o n s ta n t h a lten , w en n m an irg en d w elch e E ig e n ­ sch a fte n v erg leich en w ill. E b e n so v e rd ie n t das D oN N AN sche M e m b ra n g leich g ew ich t, d as

zur A ch se seiner B e tra c h tu n g e n m a ch t, die B e a c h tu n g , die er ih m sc h e n k t.

h a t ja gezeig t, d aß , w enn m an d as o sm o tisch e V e rh a lte n vo n L ösu n g en , die ko llo id e, d u rch M em branen n ich t d u rch treten d e Io n en en th a lten , u n tersu ch t, die V e rte ilu n g der Ion en , d er o sm o tisch e D r u c k und d as M em b ra n ­ p o te n tia l eig en tü m lich en G e s e tzm ä ß ig k eiten ge­

h orchen, die sich au s dem zw eiten H a u p ts a tz d er W ä rm eleh re a b leiten lassen. D a die in den E iw e iß ­ lösu n gen v o rh a n d en en E iw eiß io n en au sgesp roch en ko llo id e Ionen sind, so m ach en sich die d u rch das D oNNANsche G leich g ew ich t b ed in g ten V erh ä ltn isse im m er w ied er b em erkb a r, n a m e n tlich lä ß t sich der osm o tisch e D r u c k d er E iw eiß lö su n gen , d en m an e tw a m it K o llo d iu m m e m b ra n en als h a lb d u rc h ­ lässigen W ä n d en m iß t, w eitg eh en d vo n diesem S ta n d p u n k t aus berechn en . S eh r w e rtv o ll sch ein t m ir die G ru p p e v o n V ersu ch e n , die

über die sog.

ab norm e O sm ose a n stellte, die also n ic h t u n m itte i­

b ar d a zu dien ten , das k o llo id ch em isch e V erh a lten vo n E iw eiß lö su n g e n a u fzu k lä ren . D ie abnorm en O sm osen tre te n b e k a n n tlic h auf, w en n m an b e i der M essu ng des o sm otisch en D ru c k s M em branen , w ie solche aus K o llo d iu m , P e rg a m en tp a p ie r oder S ch w ein sb lase b e n u tzt, die n ic h t n u r W asser, son ­ dern a u ch z. B . gelöste S alze d u rch lassen . M an h a tte schon lan g e g e g la u b t, d a ß sich h ier üb er eine gew ö h n lich e O sm ose eine d u rch M e m b ra n p o ten tiale h ervo rg eru fen e E lek tro sm o se lagere, ab er erst

q u a n tita tiv e V ersu ch e gab en dieser A u f­

fassu n g d ie g rö ß te W a h rsc h ein lich k eit.

B e i einer R e ih e vo n anderen P u n k te n m ö ch te ich m einen, die h oh e K r a ft , zu verallgem ein ern , die

H eft 30. I 25. 7. 1924J

Lo e b

a u szeich n ete, h ab e ih n d a zu g eb ra ch t, E r ­ sch einu ngen a llzu s ta r k zu v e rein fa ch en oder allzu g e w a ltsam zu e rk lä ren . So w en n er verm u ten lä ß t, die sog.

sehen Ion en reihen, denen m an so o ft in d er K o llo id ch e m ie w ie der B io lo g ie b e­

geg n et und in denen sich d er versch ied en e H y d r a ­ ta tio n sg ra d d er Ion en ä u ß e rt, seien im G ru n d e b e ­ d e u tu n gslo s u n d trä te n n ic h t m ehr h ervo r, w enn m an n u r fü r K o n s ta n z d er W a ssersto ffio n en ko n - zen tra tio n sorge. M an b ra u c h t b lo ß d a ra n zu d e n ­ ken, d a ß diese R eih e schon e rk e n n b a r is t b ei der V erä n d e ru n g d er O b erflä ch e n sp a n n u n g des W a s ­ sers d u rch d ie A n io n en der Chlor-, B rom -, Jod - und R h o d an w a ssersto ffsä u re, u n d diese S äu ren u n te r­

scheiden sich in ih rer S tä rk e ka u m . A u c h

A u ffa ssu n g d er Q u ellu n g sch e in t m ir w en ig g lü c k ­ lich . A lle in die große, in d er Q u ellu n gsw ärm e sich ä u ß ern d e W ä rm etö n u n g s p rich t d agegen , d a ß es sich um einen rein osm o tisch en V o rg a n g h an dle, n ic h t v ie lm e h r u m eine V erä n d eru n g , b ei d er es a u f eine p o te n tie lle E n ergie an k o m m t, eben die E n ergie der W a sserb in d u n g d u rch die T eilch en des q u e l­

lenden S to ffe s. U n d dies g ilt a u ch fü r d ie Q u ellu n g in Säu relö su n g en , au f die

v ie lle ic h t ge n eigt w ar, seine A u ffa ssu n g zu b esch rän k en . S c h lie ß ­ lic h m ö ch te m an B e d en k e n erh eben gegen einen V ersu ch , d ie b ei E iw eiß lö su n g e n gew on n en en E r ­ fah ru n g en zu w eitg eh en d a u f and ere Sole, nun gar a u f h y d ro p h o b e zu ü b e rtra g e n . D a zu sind sie doch zu v e rw ic k e lte G eb ild e, u n d m an w ird eher hoffen können, au s dem , w as d ie E rfo rsch u n g der w eit ein fach eren h y d ro p h o b e n Sole e rg ib t, Sch lü sse au f die P ro tein lö su n g en zu ziehen.

M an b e w e rte t ab er die ko llo id ch em isch en U n te r­

su ch u n gen

n ic h t ric h tig , w en n m an sie n u r v o n d em G e sic h tsp u n k t aus b e tra c h te t, w ie w e it sie eine zu tre ffe n d e T h eo rie fü r ein e • G ru p p e v o n N a tu re rsch e in u n g en geben. Sie w aren und sind so w irk sa m und anregen d , w eil sich in ih n en die V o rzü g e g elten d m ach en, die sich au ch in

b io lo gisch en A rb e ite n äu ß ern , und die ih m eine solche au ß e ro rd en tlich e S te llu n g als N a tu rw isse n ­ s c h a ftle r v e rlie h e n h ab en . D a b e g eg n e t m an keinem b lu tleeren P h ilo so p h ieren , k ein em lan g w ierigen E rö rtern v o n B e g riffen und E in te ilu n g e n , sondern im m er w ied er fu rch tlo sem , u n erm ü d lich em E x p e r i­

m en tieren ; au f k la re, sch a rf g e p rä g te F ra g e s te l­

lu n gen fo lg t stets d as B e streb en , den ein fach sten , sch la g en d sten V ersu ch als A n tw o r t zu geben, m ag er n och so g e w a g t und k ü h n erscheinen. U n d dies alles als L e is tu n g eines M annes, der die S ch w elle des G reisen alters ü b e rsch ritte n h a tte , also in den Jah ren stan d , in denen andere sich zu r R u h e setzen oder ein S tec k en p ferd reiten oder b e ste n fa lls die F u rch e n w e ite r ziehen, die sie sch on in ih rer Jugend gezogen h ab en . W en n sich

solan ge ju n g h ielt, so la g dies w o h l n ic h t zu m m in d esten an eben seiner F re u d e am K a m p f gegen alles, w as ihm als V o ru rte il oder U n k la rh e it des B e k ä m p fe n s w ert ersch ien.

603

und die Kolloidchem ie.

604 W e y l : W as ist Materie?

[

wissenschaften

W as ist Materie?

V o n H .

Z ü rich .

D ie G esch ic h te leh rt, d a ß die U n tero rd n u n g d er E rsch ein u n g en u n te r d ie K a te g o r ie d er S u b ­ s ta n z n ic h t s e lb stv e rstä n d lic h ist, sondern d as E rz e u g n is einer b e stim m te n h isto risch en E p o ch e.

E in e Z e itla n g is t sie in d er P h y s ik a llb eh errsch en d , alle V o rg ä n g e sollen au f die B e w e g u n g v erb o rg en er

„ F lu id a “ zu rü ck g e fü h rt, „ m e c h a n is c h “ e rk lä rt w erd en . A b e r and ere Z eiten , v o rh e r u n d n ach h er, u n d an d ere D e n k e r h a b en d er su b sta n tielle n M a terie n ic h t b e d u rft od er sie so g a r p o sitiv v e rw o rfe n . K e in e R e d e d a v o n , d a ß die P h y sik , w ie es in seiner P o le m ik gegen die R e la t iv it ä t s ­ th e o rie z. B . L e n a r d b e h a u p te te , je d e r a n sc h a u ­ lich en B a sis v e rlu stig g eh t, w en n die e le k trisch en u n d o p tisch en V o rg ä n g e n ic h t m eh r u n te r dem B ild e v o n B e w e g u n g e n eines su b sta n tielle n Ä th e rs a u f g ef a ß t w erd en . A u f die sin n lich e E rfa h r u n g k a n n m an sich je d e n fa lls n ic h t b eru fen , u m die S u b s ta n z v o rste llu n g zu leg itim ieren . U n sere Sinne g reifen ü b e rh a u p t n ic h t in d ie F ern e, sich des su b sta n tielle n „ D in g e s “ b e m ä ch tig en d , sondern fü r d ie p sy c h o p h y sisc h e W e c h se lw irk u n g g ilt so g u t w ie fü r die rein p h y sisc h e d as P r in z ip der K o n tin u itä t, d er u n m itte lb a re n N a h e w irk u n g : M eine G esich tsw ah rn eh m u n g en sind b e stim m t d u rc h die a u f d er N e tz h a u t a u f tre ffe n d en L ic h t ­ stra h len , also d u rch den Z u sta n d des o p tisch en oder e le k tro m a g n e tisc h en F eld e s in d er u n m ittelb a re n N a c h b a rs c h a ft m it d em S in n esleib jen es rä ts e l­

h a fte n R e a le n , d es Ich , d em eine ge g e n stä n d lich e W e lt b ild m ä ß ig „ e rs c h e in t“ ; u n d z w a r is t h ier v o r a lle m d er E n e rg iestro m — sein e R ic h tu n g fü r d ie R ic h tu n g , in d er ich G eg en stä n d e erb licke, seine p eriod isch e V e rä n d e rlic h k e it fü r die F a r b e — m a ß g e b en d . F asse ich ein S tü c k E is an, so n ehm e ich den an d er B e rü h ru n g sstelle zw isch en jen em K ö rp e r u n d m einem S in n esleib fließ e n d en E n e rg ie ­ stro m als W ä rm e, d en Im p u lsstro m a ls D r u c k (W id erstan d ) w ah r. S o k a n n m an sagen, d a ß die E n e rg ie-Im p u lsg rö ß en des F eld e s d a sjen ig e sind, w o v o n ic h d ir e k t d u rch m eine S in n e K u n d e er­

h a lte . In d er A u flö s u n g des S u b sta n zb e g riffe s is t d ie P h ilo so p h ie d er P h y s ik v o r a u f gegan gen . D ie K r itik s e tz t b e i L o c k e k r ä ftig ein, n im m t eine ra d ik a le W e n d u n g bei B e r k e l e y u n d w ird v o n H u me m it a lle r G rü n d lic h k e it u n d K la r h e it zu E n d e g e fü h r t1). S t a t t die Q u a litä te n d u rch

*) Ich zitiere aus

T rak tat über die mensch­

liche N atur, Teil IV , Abschn. 6: „U nser Hang, die Id en tität mit der Beziehung zu verwechseln, ist groß genug, um den Gedanken in uns entstehen zu lassen, es müsse neben der Beziehung noch etwas Unbekanntes und Geheimnisvolles da sein, das die zueinander in Beziehung stehenden Elem ente verbinde.“ Ebenda Abschn. 3: „S o sieht sich auch hier die Einbildungs­

kraft veranlaßt, ein unbekanntes Etwas oder eine .ursprüngliche Substanz oder M aterie' zu erdichten und hierin das die Einheit oder den Zusammenhang der Erscheinungen herstellende Prinzip zu sehen.“

einen s u b sta n tie lle n T rä g e r zu sam m en zu h alten , g ilt es a llein ih re fu n k tio n a le n B e zie h u n g e n zu erfassen . V o n N eu eren , w elch e diese A b lö su n g d er S u b sta n z- d u rch die F u n k tio n sid e e sc h a rf b e to n t u n d a llse itig b e le u c h te t h ab en , sind

u n d im A n sch lu ß an ihn

, v o m N eu - K a n tia n is m u s h erk om m en d ,

n e n n e n 1).

D o c h b ra u c h t m a n d ie P h y s ik , g la u b e ich, w egen ih rer größ eren T rä g h e it in dieser F ra g e n ic h t zu sch e lte n ; fü r d ie p o sitiv e n W issen sch a fte n is t es ein gesu n d er G ru n d sa tz, einen B e g riff, eine V o r ­ s te llu n g erst a b zu sto ß e n , w en n die ih n v e rd rä n ­ gen d e üb erlegen e A n s c h a u u n g schon d a ist. Ü b e r­

h a u p t sch e in t es m ir, d a ß P h ilo so p h ie als selb ­ stä n d ig e W isse n sc h a ft im m er in der K r itik und P rä fo rm a tio n der B e g riffe steh en b leib t, zu fr u c h t­

b a re r p o sitiv e r E rk e n n tn is a b er e rst sich w a n d elt in d em A u g e n b lic k , w o sie, ih rer S e lb stä n d ig k e it sich en tä u ß e rn d , zu m p h ilo sop h isch en D en k en

d er

w ird und

b re it e n tw ic k e lte E rfa h ru n g s- u n d G ed an k en m asse ih ren Id een L e ib g ib t. D ie len ken d e K r a f t der m e ta p h y sisc h en Id een u n d die gro ß e B e d e u tu n g d er p h ilo sop h isch en A r b e it w ird d a d u rch n ic h t v e rk a n n t. A u c h g ib t es fü r sie n och eine w ich tig e A u fg a b e nach d iesem E re ig n is : die A u sein a n d e r­

s e tz u n g des in d er o b je k tiv e n W issen sch a ft E r ­ k a n n te n m it dem G esa m tleb e n .

D a ß d ie su b sta n tie lle M a terie n ic h t ein sich s e lb s tv e rs tä n d lic h a u fd rä n g en d e s E le m e n t der N a tu rd e u tu n g ist, w ird fern er d u rch d ie G esch ich te des a n tik e n D e n k en s b e le g t; je n e Id ee is t den m eisten griech isch en D e n k ern g a n z frem d. B e i

is t d er B e g r iff d es S to ffe s {vlrj, ro vjioxelfievov) in erster L in ie ein re la tiv e r, das

„ B e s tim m b a r e “ im G eg en sa tz zu r bestim m end en F o rm (sISog); S to ff is t M ö g lic h k e it des G e fo rm t­

w erd en s. In ein em m eh rg lied rig en P ro d u k tio n s ­ p ro zeß e rsch e in t a u f je d e r S tu fe d er S to ff „ g e fo r m ­ t e r “ , d er S p ielrau m der M ö glich k eite n w eiterer F o rm u n g b e sch rä n k ter. D a m it sch w in d et zu g leich d er S to ff im A risto te lisc h e n Sinne, die K o m ­ p o n en te des n u r p o te n tie llen , n ic h t a k tu a lisie rte n S eins, m eh r u n d m eh r zu sam m en . M an sieh t, d a ß dieser S to ff o ffe n b a r n ic h t die M aterie im S in n e des A b sc h n itte s I is t. Z w a r h a t a u ch fü r

je n e R e la tio n s k e tte v o n S to ff und F o rm einen A n fa n g in der „ e rs te n M a te rie “ , die a lle M ö g lich k eite n in sich b irg t, ab er zu gleich ein E n d e im reinen G eist, in w elch em alle P o te n tia litä t a k tu a lis ie rt ist. D a s W o r t „ W e r d e , der du b is t“

is t h ier ü b er a lle W e ltg e sc h ö p fe ausgesp roch en . D ie F o rm en sind e tw a s im In n ern des S to ffe s vo n d er M ö g lic h k e it zur W ir k lic h k e it H in ü b erd rän gen -

x) J.

Das W eltproblem vom Stand­

punkte des relativistischen Positivism us aus. (3. Aufl.,

Teubner 1921). — E.

Substanzbegriff und

Funktionsbegriff. (Berlin 1910.)

W e y l :

W as ist M aterie? 605 d es; d er Ü b e rg a n g selb st g e sc h ie h t in der „ B e ­

w eg u n g “ 1). D iese is t also n ic h t d ie D e m o k rite isch e B e w e g u n g ein er m it sich selb st id e n tisc h b leib en d en S u b sta n z , sondern V erä n d e ru n g , W e ch se l d er B e ­ sc h a ffe n h e it im a llg em ein sten Sinne. D a in der P h y s ik d er teleo lo g isch e G e s ic h ts p u n k t n och ga n z z u rü c k tritt, die q u a lita tiv e n Z u stä n d lic h k e ite n a b er den R a u m s te tig u n d lü ck en lo s erfü llen , is t die P h y s ik des A r i s t o t e l e s — die fre ilich g a n z in ein er O n to lo g ie d er N a tu r steck en b le ib t — in ih rem e n tsch e id en d sten Z u g e Feldtheorie. V o n d a a u s is t seine Leugnung des leeren R aum es ga n z k o n seq u en t. D ie A n n ah m e, d a ß d as F e ld ein R a u m ­ g e b ie t a u slä ß t, is t au ch fü r uns ab su rd . D en n w ird d a s ra u m z e itlic h e K o n tin u u m a u f K o o rd in a te n b ezogen , so ersch einen die Z u sta n d sg rö ß e n des F e ld e s a ls F u n k tio n e n d ieser K o o rd in a te n ; ab er d er B e g r iff d er u n ab h än g ig en V a ria b le n is t k o r­

r e la tiv zu dem der F u n k t io n : so w e it d as E x is te n z ­ feld einer F u n k tio n re ich t, e rs tre c k t sich a u ch d as G e b ie t d e r V e rä n d e rlic h k e it ih rer A rg u m en te.

(M an b e a c h te d a b ei w o h l: d as B e ste h e n d er G le i­

ch u n g ß = o in ein em R a u m g e b ie t b e d e u te t fü r das e le k trisch e F e ld (£ n ic h t e tw a, d a ß es in jen em G e b ie t u n terb ro ch e n ist, sondern nur, d a ß es sich d o rt im „ R u h e z u s ta n d “ b e fin d e t, d er sich s te tig in a lle ü b rigen m ö glich en Z u stä n d e e in p aß t). U n d gen au diese A u ffa s s u n g h a t A r i s t o t e l e s v o m R a u m ; er is t fü r ih n ein M o m en t an den K ö rp e rn : S c h eid u n g z u g le ich u n d s te tig e r Z u sa m m en h an g , U n e n d lich -b en ac h b art-sein der T eile des s te tig a b ­ g e stu fte n q u a lita tiv e n W e ltin h a lts . (E s is t eine le ic h t v e rstä n d lic h e, a b er a u c h le ic h t a b zu streifen d e B e fa n g en h e it, die w ir a n a lo g bei D e s c a r t e s a n ­ treffen , w en n sein B lic k d a b ei in e rster L in ie an der B e g re n zu n g zw e ier sich b erü h ren d er K ö rp e r h a fte n b leib t). E s is t w e ite r k o n seq u en t, d a ß er keine and ere als u n m itte lb a re N a h e w irk u n g z u g ib t:

„ D a s je n ig e , w elch es die V e rw a n d lu n g h e rv o r­

brin gen soll, m u ß d as zu V erw a n d eln d e b e rü h re n “ ; un d d a ru m k a n n er a u ch den R a u m n u r a ls d as M ed iu m dieses S ich -b erü h ren s g e lten lassen. Im G e g e n sa tz d a zu f a ß t die a to m istisch e S u b s ta n z ­ th eorie d en R a u m als In b e g riff m ö g lich er g eo ­ m etrisch er F ern b e zie h u n g en , u n d sie m u ß eine im leeren R a u m operieren d e „F e rn g e o m e tr ie “ n ach A r t d er E u k lid isc h en vo ra u sse tze n , w eil sie j a ein W e rd e n im A risto te lisc h en Sin ne leu g n et, und d as ein zige, w as w ech selt, fü r sie die L a g e b e zie h u n ­ gen d er festen S u b sta n zele m en te sind. V e r le g t m an a b er d as W e rd e n in den n a c h O rt u n d Z e it ve rä n d erlich e n F e ld zu sta n d , so w ird , w ie die m odern e R e la tiv itä ts th e o rie g e ze ig t h a t, diese

H eft 30. 1 25. y. 1924J

x) Es überkreuzt sich freilich diese naturphilo­

sophische Auffassung des Verhältnisses von Stoff und Form m it einer mehr logischen, nach welcher jedes konkrete Einzelding volle W irklichkeit bean­

spruchen kann, die Form eines solchen Dinges nirgend­

wo noch eine M öglichkeit weiterer Ausfüllung offen läßt, und der Stoff über diesen Wesensbestand an

„F o rm “ hinaus ihm lediglich (als principium indivi- duationis) die individuelle Existenz verleiht.

N w . 1924.

A r t v o n G eo m etrie e n tb e h rlic h : dem W e ltk o n ti­

nu u m an sich k o m m t d a n a ch — im E in k la n g m it A r i s t o t e l e s — n u r d er ste tig e Z u sam m en h an g z u ; alle g eo m etrisch en B e zie h u n g e n u n d C h arak te re ergeben sich e rst a u f G ru n d des von der M aterie ab­

hängigen im R a u m e h errsch en d en m etrisch en F eld e s (das n a ch E i n s t e i n a u ß erd em fü r die G ra v ita tio n sersc h ein u n g e n v e ra n tw o rtlic h ist), l n der Feldtheorie spielt in gew issem Sin ne das R a u m ­ zeitkontinu um die R olle der Substanz, w en n w ir den G eg en satz vo n S u b s ta n z u n d F o rm a ls den des ,,D ie s “ u n d ,,S o “ fa sse n ; d as n u r d u rch einen in d iv id u e llen H in w eis zu g eb en d e, q u a lita t iv n ic h t c h a ra k te risierte D ie s is t fü r sie n ic h t ein v e rb o r­

gen er T rä g e r, d em die B e sc h a ffe n h e ite n in h ärieren , sondern d as ,,H ier-Jetzt“ , die ein zeln e R a u m z e it­

stelle. D ie W e ltb e s c h re ib u n g b e ste h t n a c h d er F eld th eo rie , u m einen T erm in u s v o n H i l b e r t zu g eb rau ch en , au s den „ H ie r -S o -R e la tio n e n “ — d as „ H ie r “ v e rtre te n d u rch d ie R a u m z e itk o o r d i­

n aten , d as „ S o “ d u rc h die Z u sta n d sg rö ß e n ; sind diese als F u n k tio n e n je n e r b e k a n n t, so is t d er W e ltv e rla u f v o lls tä n d ig fe s tg e le g t. D a ß der an sich fo rm lo se u n b eg re n zte R a u m , d er a b er fä h ig ist, alle F o rm en in sich au fzu n eh m en , die vir) d er K ö rp e rw e lt sei, w ar, w ie A r i s t o t e l e s a u s­

d rü c k lic h b e ze u g t, d ie A n s ic h t

; w en n sich A r i s t o t e l e s d a ge g e n v e rw a h rt, m it dem A r g u ­ m en t, d a ß d er S to ff m it d em D in g ve rb u n d e n b leib en m üsse, d er R a u m ab er in d er B e w e g u n g vo n ih m sich tren n e, so f ä llt er o ffe n b a r in d ie n a iv e D in g -V o rs te llu n g zu rü ck , w elch er die v e rh ä ltn is ­ m ä ß ig b e stä n d ig e rä u m lich e u n d q u a lita tiv e F o rm d ie Id e n titä t des S to ffe s b e d e u te t.

E n d lic h v e rs te h t m an v o n h ier a u s d ie A b ­ leh n u n g der A to m e in der A ris to te lisc h e n P h y s ik ; denn „ a u s U n te ilb a re n k a n n k ein e s te tig e G rö ß e e n tste h e n “ , w ie es der R a u m u n d d as ih n erfü llen d e q u a lita tiv e F e ld ist. A u s d em selb en A rg u m e n t h erau s, d a ß ein K o n tin u u m n ic h t in T e ile zerfallen k a n n , g e la n g te D e m o k r i t zu d er e n tg e g e n g e se tzte n F o lg e ru n g : W e il ic h einen S to c k zerb rech en , in zw ei T eile zerlegen k a n n , w a r er v o n vo rn h erein k ein zu sam m en h än g en d es G a n ze s; die T e ilu n g lä ß t sich fo rtsetzen , b is ic h zu den u n teilb a re n A to m e n ko m m e. D e r G ru n d sa tz , vo n w elch em b eid e a u s­

gehen, sp ric h t u n b e d in g t eine im W esen des K o n ­ tin u u m s lieg en d e W a h r h e it au s; in d er S ch o la s tik is t er im A n sc h lu ß an A r i s t o t e l e s ein geh en d e r­

ö rte rt w ord en. D ie m od ern e, u n te r d em E in flu ß v o n G . C a n t o r steh en d e m e n g en th eo retisch e A n a ­ ly s is v e rk e n n t ih n z w a r — sie f a ß t d as K o n tin u u m als einen In b e g riff vo n P u n k te n — , a b er eine stren g e in tu itiv e B e g rü n d u n g d er m a th em a tisch e n T h eo rie des K o n tin u u m s, w ie sie n eu erd in gs v o n B r o u w e r u n d dem V e rf. en tw o rfen w u rd e, h a t sich g e n ö tig t gesehen, d as K o n tin u u m w ied eru m als ein M edium zu ko n stru ieren , in n e rh a lb dessen sich w oh l einzelne P u n k te festleg en lassen, d as sich ab er n ic h t in eine M enge vo n P u n k te n a u flösen l ä ß t 1). D e r W id er- x) Vgl. dazu

Über die neue Grundlagen­

krise der M athem atik, Math. Zeitschr.

39. 1921. —

80

6 o 6

W

: W as ist M aterie?

streit zwischen De m o k r it und Ar is t o t e l e s löst sich so: N ach der Substanztheorie wird der Stab beim Zerbrechen w irklich in zwei Substanzteile zer­

le g t; darum ist er, wie De m o k r it richtig schließt, aus unteilbaren Elem enten diskontinuierlich auf­

gebaut. N ach der Feldtheorie wird aber die V er­

bindung zwischen den beiden Bruchstücken gar nich t unterbrochen; nach wie vor haben wir ein den ganzen R aum erfüllendes kontinuierliches F eld ; das Gelände, aus welchem sich anfänglich nur

e in

rücken heraushob (die hohen W erte der Feldgrößen im Gebiete des materiellen Stocks!), h at sich stetig in ein Gelände m it zwei ausgesprochenen G ebirgs­

zügen verwandelt. — D ie historische Stam m tafel der anti-atom istischen, ganz im K ontinuum hausenden W eltauffassung, der das Geschehen als ein den R aum stetig erfüllendes und stetig veränderliches F eld erscheint, wird die N am en He r a k l i t, An a x a- g o r a s, die sog. Pyth agoreer (Ar c h y t a s und seine Gefährten), endlich Pl a t o n enthalten müssen. A n ­ fänglich verband sich m it ihr die Verzw eiflung an der rationalen Erkennbarkeit der W elt, so noch bei Platons Lehrer Kr a t y l o s. Die W endung bei Pl a t o n in diesem P u n kte — für ihn wird ja dann die „G eom etrie“ zum Bindeglied zwischen W irklich ­ keit und Idee — beruht auf der E n td ecku ng des Infinitesim alprinzips durch An a x a g o r a s und die Pythagoreer, das ausdrücklich als eine W ider­

legung des Standpunktes von De m o k r it verstan­

den wurde. Sie eröffnete die M öglichkeit, das K o n ­ tinuum m athem atisch zu erfassen. Ar is t o t e l e s aber verbleibt m it seiner P h ysik vielm ehr als m it anderen Teilen seiner Philosophie im Bannkreis der A k ad em ie1).

E s is t b e k a n n t, d a ß

die gleich e P y th a g o r e is c h e L eh re v e rtr e te n h a t, die räum liche A u sd ehnu ng sei die eigentliche Substanz der K örp er.

E r w ill tro tzd e m a lle q u a lita tiv e V e rä n d e ru n g — w ie ü b rig en s w o h l a u c h die P y th a g o r e e r u n d

t o n —

a u f Bewegung z u rü c k fü h ren . B e w e g u n g , s a g t er, is t ,,Ü b e rfü h ru n g eines T eile s d er M aterie od er eines K ö rp e rs au s d er N a c h b a rs c h a ft d erjen i-

Ar i s t o t e l e s

bem erkt zum Zenonischen Paradoxon (Physik, K ap. V III): ,,Wenn man die stetige Linie in zwei H älften teilt, so nimmt man den einen Punkt für zwei; man m acht ihn sowohl zum A nfang als zum Ende, indem man aber so teilt, ist nicht mehr stetig weder die L inie noch die Bewegung . . . In dem Stetigen sind zwar unbegrenzt viele Hälften, aber nicht der W irklichkeit, sondern der Möglichkeit nach.“

J) N a tü r lic h is t d a b e i der g e w a ltig e U n tersch ied zw isch e n der P la to n isch e n , d er A r isto te lis c h e n und der M ie sch en A u ffa s su n g des W e ltg e sch e h en s n ic h t zu v e rk en n e n . D a s u n tersch eid e n d e P r in z ip lie g t dort, w o sich n a ch jed er dieser T h eo rie n d er H e r a k litisc h e F lu ß „ z u m S tarren w a f f n e t " : fü r A r i s t o t e l e s in d e n im m a n e n te n z w e c k b e stim m te n F orm en , fü r P l a t o n in d en tra n s z e n d e n te n Id een , fü r M ie in d em b in d e n ­ d en fu n k tio n a le n F e ld g e se tz . — Ü b e r P l a t o n v g l.

d as sch ö n e B u c h v o n E . Fr a n k, P la to u n d die sog.

P y th a g o r e e r (H a lle I9 23_{)> ü b er die} A b h ä n g ig k e it der A risto te lis c h e n P h y s ik v o n d er A k a d e m ie : WT. J a e g e r , A r isto te le s (B erlin I9 2 3)-

gen K ö rp e r, w elch e ihn u n m itte lb a r berüh ren und als ru h en d b e tr a c h te t w erd en , in die N a c h b a rs c h a ft an d erer K ö rp e r. U n te r ein em K ö rp e r oder einem T eil d er M a terie a b er ve rste h e ich das, w as a u f ein ­ m a l ü b e rg e fü h rt w ird “ . E s is t sch w er, m it diesen E rk lä ru n g e n einen Sin n zu ve rb in d e n , ohne ein su b sta n tielle s M ed iu m zu gru n d e zu legen, dessen ein zeln e S tellen m an d u rch ihre G esch ic h te h in ­ d u rch ve rfo lg e n , zu allen Z e ite n w ied ererken n en k a n n 1). E s k o m m t h in zu , d a ß d as m a th em a tisch e D e n k en tro tz d er im A lte rtu m gen om m en en A n ­ lä u fe dem K o n tin u u m im m er n och n ic h t gew ach sen is t; so w ird die P h y s ik des

dann doch zu ein er K o rp u s k u la rth e o rie ; n u r sind die K o rp u s ­ keln n ic h t w ie bei

u n verä n d erlich , sondern sto ß en sich g e g e n se itig die E ck e n ab und w erd en zerrieben . Z w isch en den ku gelfö rm igen K o rp u sk e ln m üssen sich an d ere p rism a tisch e h in ­ d u rch w in d en , deren Q u e rsc h n itt so g e s ta lte t ist w ie d er Z w isch en rau m zw isch en drei sich vo n au ßen berü h ren d en K r e is e n 2) (!). K o rr ig ie rt m an den aus der m an g eln d en B e h errsch u n g des K o n tin u u m s h ervo rg eh en d en F eh ler, so w erd en die U n s te tig ­ k e iten an den T ren n u n g sfläc h en , w elch e d ie e in ­ zeln en sich a n ein an d er h in sch ieb en d en K o rp u sk eln tren n en und die

o ffe n b a r zu r E rfa ssu n g der B e w e g u n g fü r n ö tig h ä lt, e tw a s g a n z u n ­ w esen tlich es, und m an b e k o m m t ein e F lu id u m s ­ theorie. M an k ö n n te z. B . ann eh m en , d a ß das W e lt ­ flu id u m sich so b e w e g t w ie ein e in ko m p ressib le reib u n gslose F lü s s ig k e it (W a sse r); seine B e w e g u n g s­

g esetze, w elch e b ei

g a n z im D u n k e l bleib en — er h ä lt sich h ier an die aus g ro b sin n lich er E rfa h r u n g en tn om m en en B ild e r v o m D rü ck en , D rän g en , Z erreib en , F e s th a k e n d er T eilch en — w ü rd en d an n d iejen ig en sein, in w elch e sich die m odern en h y d ro d y n a m isc h e n G leich u n g en v e r ­ w an d eln , w en n m an au s ihnen den d er d yn am isch en V o rs te llu n g sw e lt a n g eh ö rigen F lü ssig k e itsd ru c k elim in iert. W en n t) d ie v e k to rie lle G esch w in d ig k e it des strö m en d en W a ssers als F u n k tio n vo n O rt und Z e it b e d eu te t u n d n eb en d em G e sc h w in d ig k e its­

feld ö dessen W irb elfeld SS e in g e fü h rt w ird , so ge­

w in n t m an d a d u rch fo lgen d es S y s te m vo n G le i­

ch u n gen

d iv t> = o , ro t o = ;

A u s dem a u f G ru n d dieser D ifferen tialg le ich u n g en erm itte lte n G esch w in d ig k e itsfe ld sind dann d u rch eine w eitere In te g ra tio n die W e ltlin ie n der ein zel­

nen F lü ssig k e itste ilc h e n zu b estim m en . J e tz t lä ß t sich ab er au ch n och d as su b sta n tielle M ed iu m e li­

m in ieren , w ie es die p h ilo sop h isch e G ru n d th esis x) Von einer anderen möglichen Interpretation möchte ich wenigstens hier absehen, da sie sachlich und historisch von keinem Belang ist.

2) Im ganzen, scheint mir, ist die Physik kein R uhm esblatt im Buch der Cartesischen Philosophie;

sie ist weder durch K larheit des Denkens noch durch

einen höheren Grad intuitiven Naturverständnisses

ausgezeichnet.

Heft 30. "I

2 5 . 7. 1 9 2 4 J

W

: W as ist M aterie?

vo n

fo rd e rt1) : W ir b ra u ch en uns nur der D e u tu n g des in (17) a u ftrete n d e n V e k to rs

d er eine stetig e F u n k tio n v o n O rt und Z e it ist, als der G e sc h w in d ig k e it strö m en d er M aterie zu en th a lten . D ie F eld g ese tze (17) sind in der T a t vo n äh n lich em T y p u s w ie die M a xw ellsch en G le i­

ch u n g en (w obei 33 e tw a die R o lle der F eld stä rk e ,

die des P o te n tia ls sp ielt). D ie le tz te In teg ra tio n , der Ü b e rg a n g vo m G esch w in d ig k e itsfe ld zu den W e ltlin ie n d er F lü ssig k e itste ilc h e n , fä llt d a m it n a tü rlic h fo rt. D e r Z u sa m m en h an g m it der E r ­ fa h ru n g w ird n ic h t d u rch jen e D e u tu n g vo n

als G e sc h w in d ig k e it eines ström end en su b stan tielle n M edium s h e rg estellt, sondern d u rch die G esetze, n a ch w elch en sich au s den F eld g rö ß en b , die au f die b e o b a c h tb a re n K ö rp e r e in w irk en d e p ondero- m o to risch e K r a f t b e stim m t. A u f G ru n d dieser G esetze, n ic h t a u f G ru n d einer su b stan tielle n M it­

fü h ru n g ka n n der „h in e in g ew o rfe n e S tro h h a lm “ (vgl. S. 561) zur M essu ng vo n

v e rw e n d e t w erd en . O d er besser noch, d a ja a u ch der S tro h h a lm im F eld e a u fg e lö st w erden m u ß : es m üssen, gem äß dem vo n

a u fg e ste llte n M u ster ein er reinen F e ld ­ theorie, die F o rm eln h in zu g e fü g t w erden , w elch e die E n erg ie-Im p u lsg rö ß en in A b h ä n g ig k e it vo n den F eld g rö ß e n

u n d 3? defin ieren . So e tw a w ürde h eu te die k o n seq u en te D u rc h fü h ru n g des C artesi- schen G ru n d g ed a n k en s aussehen.

S p äte re P h y s ik e r h aben ta ts ä c h lic h d ie h y d r o ­ d y n am isch e n G leich u n g en (17) zu m F u n d a m e n t fü r ih re T h eo rie des Ä th e rs g e m a c h t2). E in e analo ge R o lle sp ie lt die E la s t iz itä t in der älteren m e ch a n i­

schen L ic h tth e o rie . S o b a ld m an ab er ein m al vo n der V o rs te llu n g d er sich bew egend en S u b s ta n z zu der des ra u m z e itlic h a u sg e b re ite ten F eld e s ü b e r­

g egan gen ist, h ab en solch e n och in A n k n ü p fu n g an den S u b sta n z-G ed a n k en en tsp ru n gen en A n s ä tz e k ein erlei an sch a u lich en V o rz u g m eh r v o r der vo n v o rn h erein d a m it a u frä u m en d en M a xw ellsch en F eld th eo rie . E s w a r ein u n geh eu rer F o rts c h ritt, d a ß

u n d

sich ü b er die d as F e ld b esch reib en d en Z u sta n d sg rö ß e n u n d ih re G ese tze vo n n eu em d u rch die E rfa h r u n g belehren u n d n ic h t vo n a prio risch en K o n stru k tio n e n leiten lie ß e n ; dies ih r V e rtra u e n zu r N a tu r w a r d u rch den B r u c h m it d er „m e c h a n isc h e n “ N a tu re rk lä ru n g n ic h t zu teu er e rk a u ft, es w u rd e b e lo h n t d u rch die gran diose, allen m ech an isch en B ild e rn w e it ü b erlegen e H arm o n ie, d ie den v o n ih n en e n td e c k te n G ese tzen in n e w o h n t.

I V . D ie M aterie als dynam isches A gens.

D ie E rk lä r u n g der K r a ftü b e r tr a g u n g d u rch die A u s b re itu n g vo n E n ergie und Im p u ls im ko n tin u ie r-

J) Die Annahme einer q u alitativ nicht charakteri­

sierten Substanz führt, wie w ir im A bschnitt I sahen, notwendig zum Atom ism us; jede Fluidum theorie also, die an der kontinuierlichen Raum erfüllung festhalten will, muß, zu Ende gedacht, Feldtheorie werden.

2) W .

On V ortex Atom s, Phil. Mag.

(4), 34. 1867; V.

Vorlesungen über hydro­

dynamische Fernkräfte (Leipzig 1900); A .

Mechanische Theorie des elektrom agnetischen Feldes, Physik. Zeitschr. 18, 19, 20. I9 I7/I 9 I 9 -

liehen F eld e h a t sich im engsten A n sch lu ß an die E rfa h ru n g h e ra u sg e b ild et, und diese V o rste llu n g s­

w eise d u rc h d rin g t h eu te die gan ze P h y sik . E s sch ein t m ir k a u m w ah rsch ein lich , d aß die Q u a n ten ­ th eorie tr o tz ih res S tu rm la u fs gegen die W e llen ­ th eorie des L ic h te s dies E le m e n t aus der N a tu r ­ b esch reib u n g w ied er b eseitigen w ird . D enn w ill m an h e u te eine feld lo se P h y s ik bau en , so m ü ß te m an sich in sb eson d ere a ller geometrischen B e g riffe zu r B e sc h re ib u n g der A to m e usw . e n th a lten , da die g eo m etrisch en B e zie h u n g e n j a au f dem m e tri­

schen F eld e b eru h en ! H in gegen is t die reine F e ld ­ th eorie v o re rst n u r H y p o th e s e und P ro g ra m m ; den ta tsä ch lich e n B e tr ie b d er p h y sik a lisch en F o rsch u n g b eh errsch t n ach w ie v o r der D u alism u s vo n M aterie und F eld . Ih re V e rb in d u n g is t dynam isch: die M aterie e rre g t d as F eld , d as F eld w ir k t a u f die M aterie. A c h te t m an w en iger a u f d as v e rm itte ln d e M edium des F eld es, so ersch einen S to ff un d K ra ft als die a u fein an d er angew iesen en K o n stitu e n te n d er W e lt. „ D ie W issen sch a ft b e tr a c h te t“ , so s p ric h t H e l m h o l t z diesen S ta n d p u n k t aus, „ d ie G eg en stä n d e d er A u ß e n w e lt n ach zw eierlei A b s tr a k ­ tio n en : ein m al ih rem b lo ß en D a sein n ach , a b g e ­ sehen vo n ih ren W irk u n g e n au f and ere G eg en stä n d e od er unsere S in n eso rgan e; als solche b e ze ich n et sie dieselb en als M aterie. D a s D a sein der M aterie is t uns also ein ru h iges, w irk u n g slo ses; w ir u n te r­

sch eid en an ih r die rä u m lich e V e r te ilu n g und die Q u a n titä t (M asse), w elch e als e w ig u n ve rä n d erlich g e s e tz t w ird . Q u a lita tiv e U n tersch ied e d ü rfen w ir d er M aterie an sich n ic h t zu sch reib e n .“ A u f der anderen S e ite legen w ir der M a terie d as V erm ö gen zu r W ir k u n g bei, n u r d u rch ihre W irk u n g e n kennen w ir sie j a ; „ e in e rein e M a terie w äre fü r die ü b rige N a tu r g le ich g ü ltig , w eil sie nie ein e V erä n d e ru n g in d ieser od er in un seren Sin nesorgan en bed ingen k ö n n te ; eine rein e K r a f t w äre etw as, w as d a sein so llte u n d d o ch w ied er n ic h t d a ist, w eil w ir das D a sein M aterie n en n en “ . F . A . L a n g e in seiner b e k a n n te n „ G e s c h ic h te des M a te ria lism u s“ fa ß t d as V e rh ä ltn is in m ehr k ritisc h e r W e n d u n g gegen die M aterie so: „ D e r u n b eg riffen e od er u n b e g re if­

lich e R e s t u n serer A n a ly se is t stets der S to ff.“

D ie dynam ische Vor Stellungs weise, a u f die w ir schon im A n fa n g des vo rig e n A b sc h n itte s k u rz ein ­ gin gen , is t in d er P h y s ik v o r allem v o n N e w t o n b e g rü n d e t w ord en . D en h isto risch ü b erk om m en en S u b s ta n z b e g riff h a t er n ic h t u m g esto ß en , u n d so fin d en w ir bei ih m jen en D u alism u s a u fs sch ä rfste a u sg e p rä g t. E r h a t eine S u b sta n z, die ih rem W esen n a ch a u sged eh n t, starr, u n d u rch d rin g lich , b e w e g ­ lich , trä g e i s t ; hin gegen is t die S ch w ere k ein e essen­

tielle E ig e n s c h a ft d er M aterie, sondern eine d u rch sie h in d u rch g reifen d e K r a f t im m a terie ller A r t 1).

D en Z eitg en o ssen N e w t o n s , s o w e it sie au f eine g eo m etrisch e S u b s ta n z p h y sik e in g e stellt w aren, erschien dies als ein sch lim m er R ü c k s c h ritt. In der T a t h a tte n sich solche Id een v o n einem b ew egen ­ den P rin zip in d er M aterie, dem „ A r c h ä u s “ , seit

*) Principia, Ende des 3. Buches.

6o8

W as ist Materie?

wissenschaften

P a r a c e l s u s n a m e n tlic h in den N a tu ra n sc h a u u n g en

der C h em ik er u n d Ä r z te fo rtg e p fla n z t, o ft sich in d u n k e lm M y stizism u s ve rlie re n d . F ü r K e p l e r , den lich te n M y stik e r, w a r w ie fü r P l a t o n d as, w as die P la n e te n in ih rer B a h n b e w e g t, a n fä n g lic h eine G e s tirn s e e le ; n u r so sch ien ih m — w ie P l a t o n

— der d ieser B e w e g u n g in n ew o h n en d e vovg, die g e setzm ä ß ig e H arm o n ie v e r s tä n d lic h 1). S p ä te r ab er, als er im m er d e u tlic h e r e rk a n n te, d a ß die S o n n e allein sie an gold en em Z ü g e l d u rch s W e lta ll fü h rt, fa ß te er d ie V o rs te llu n g des v o n d er Sonne a u sstrah len d en K r a ftfe ld e s u n d b e sc h re ib t es als ,,e tw a s K ö rp e ra rtig e s v o n d er N a tu r des L ic h te s “ . E r k a m n och zu ein em falsch en A u sb re itu n g sg ese tz, w eil er ann ah m , d a ß die A u s b re itu n g n ic h t im R a u m e , sondern n u r in d er E b e n e d er E k lip t ik gesch eh e, in d er a lle P la n e te n u m la u fen . N e w t o n g a b d an n d as g en au e G ese tz, u n d es ge la n g ihm , d a ra u s in V e rb in d u n g m it dem m ech an isch en G ru n d g esetz d er B e w e g u n g u n d m it H ilfe der v o n ih m zu d iesem Z w e c k e n tw ic k e lte n F lu k tu a tio n s ­ re ch n u n g die b e o b a c h te te B e w e g u n g d er H im m e ls­

kö rp e r a u f d as v o llk o m m en ste zu erk lä ren . M it g ro ß er m eth o d isc h er K la r h e it u m riß er d as G e b ie t der e x a k te n N a tu rw is se n s c h a ft als d ie E rk e n n tn is der fu n k tio n e llen G esetze, w elch e zw isch en den an den E rsch ein u n g e n m eß b aren G rö ß e n b esteh en , in n e rh a lb d er N a tu rfo rs c h u n g d ie F ra g e n a ch dem

„ W e s e n “ — die fü r ih n im ü b rigen k ein esw egs b e ­ d e u tu n g slo s w a r — m it sein em Hypotheses non fingo a b sch n eid en d .

D e r k lassisch e P h ilo so p h d er d y n am isch e n

r ) F ü r P l a t o n sind die G estirn e „ b e s e e lte K ö r p e r “ , w eil sie sich im leeren W e ltra u m v o n selb st h arm o n isch be w eg e n (die A stro n o m ie d er Ü n te r ita lik e r u m A r c h y - t a s ! ) , ohne, w ie n och D e m o k r i t g e m ein t h a tte , v o n an deren K ö rp ern , z. B . d em L u ftd r u c k , a n g e trieb en zu w erden . „ D a r u m " , h e iß t es a m S ch lu ß der G esetze,

„ i s t es h e u te gerade u m g e k e h rt w ie zu den Z eite n , w o die F o rsch er ( A n a x a g o r a s u n d D e m o k r i t ) sich die W e ltk ö rp e r n och t o t ( ä y n > x a ) d a c h te n . B ew u n d eru n g sch lich sich v o r den G estirn en w o h l sch on d am als ein, u n d m an ah n te w o h l sch o n d am als, w as h eu te als T a ts a c h e g ilt, w en n m an d ie G e n a u ig k e it ih rer B e w e g u n g e n sah ; d en n w ie k ö n n te n to t e K ö rp er, w en n k ein V e rs ta n d

{vovg)

Verstand

m ischen E rsch ein u n g en im R a u m b e h errsch e.“ — A r i s t o t e l e s e rsetz t die S e lb s tb e w e g u n g d u rch d en g ö ttlich e n „u n b e w e g te n ersten B e w e g e r“ . — B ei K e p l e r v e rg leich e m an d en S c h lu ß h y m n u s in seinem

Prodromos,

A st ego, quo credam spatioso Numen in orbe, Suspiciam attonitus vasti molimina coeli;

für die Lehre von der Schwerkraft namentlich A b ­ schnitt X X X I I I der Astronomia nova, für den Ü ber­

gang von der Gestirnseele zur mechanischen A u f­

fassung A bschnitt X X X I X und L V II ebendort. Aber auch hier fällt es ihm noch schwer, die in den Gesetzen sich ausdrückende funktionelle Verknüpfung und den Gehorsam der Planeten gegen sie anders zu verstehen als durch eine Planetenseele, welche das Bild der Sonne in seiner wechselnden Größe in sich auf nimmt.

W e lt V orstellu n g a b er is t

der in u n ü b e r­

tre fflic h e r S ch ä rfe die M e ta p h y s ik des K r a f t ­ b e g riffes au sgesp roch en h a t. F ü r ih n lie g t das R e a le an d er B e w e g u n g n ic h t in d er reinen L a g e ­ ve rä n d eru n g , sondern in der b ew egen d en K r a ft .

„ L a su b sta n ce e st un e tre c a p a b le d ’a ctio n — une fo rce p r im itiv e “ — ü b e rräu m lich , im m a teriell.

D e r en tsch eid en d e G ed a n k e der A k tio n , des G ru n d ­ seins vo n e tw a s, des A u s-sich -E rze u g e n s t r it t hier ga n z in den M itte lp u n k t. D a s le tz te E le m e n t is t der d y n a m isch e P u n k t, au s w elch em die K r a f t als eine je n seitig e M a c h t h e rv o rb ric h t, eine u n zerlegb are au sd eh n u n g slo se E in h e it: die M onade. D ie ein zige G rö ß e n b e stim m u n g , w elch e m an zu n ä ch st an einen K ö rp e r h era n b rin gen k a n n , is t: die A n z a h l der W irk u n g s p u n k te , au s denen er b e ste h t; n u r m it R ü c k s ic h t a u f ih re V e r te ilu n g im R aum e w ird der K ö rp e r a ls ein ausgedehntes A g e n s b ezeich n et.

N ic h ts v o n S o lid itä t u n d vo n S u b s ta n z als einem m eß b aren Q u a n tu m ! D ie K r a f t b le ib t fü r ihn e tw as Sp iritu elles, „ e in e gew isse In tellig en z, w elch e m it m e ta p h y sisc h en G rü n d en re c h n e t“ (vgl. die eben zitie rte n Ä u ß e ru n g e n

D o c h b le ib t es b ei der aktiven E in zelw irk u n g , d ie M ö g lich k eit fü r d as V e rstä n d n is d er W e c h se lw irk u n g zw isch en In d iv id u e n is t n och n ic h t g ew o n n en ; die p rä sta b i- lie rte H arm o n ie tä u sc h t, g leich ein em in p h a n ta s ti­

sch en F a rb e n e rstra h len d en D u n stsch leier, des fu rc h tb a re n A b g ru n d es Ü b e rb rü c k u n g vo r, der zw isch en M on ad e u n d M on ad e k la fft. (H ier fü llt fü r u n s h eu te d as F e ld die L ü ck e .)

W ir erw äh n ten o ben den B rie fw e c h se l zw isch en

Hu y g h e n s

und

W ä h ren d

alle d y n am isch e n V o rste llu n g e n au s d er E rk lä ru n g des S to ß e s der A to m e v e rb a n n t w issen w ill und sich allein a u f die S o lid itä t der S u b s ta n z u n d die P rin - zip e d er E rh a ltu n g vo n E n erg ie u n d Im p u ls s tü tz t, is t fü r

dieser H u y g h e n ssch e S to ß schon d a ru m u n m ö glich , w eil d a b ei ein m o m en tan er S p ru n g d er G e s c h w in d ig k e it s ta ttfin d e t; denn au ch b eim S to ß m u ß n ach sein er Ü b e rz e u g u n g die G e ­ sc h w in d ig k e it kontinu ierlich zu N u ll h erab sin k en , ehe sie in die e n tg e g e n g ese tzte U m schlägen kan n . E n d lich h a t d er m en sch lich e G e ist F u ß g e fa ß t im K o n tin u u m u n d d en u n s h e u te so s elb stv e rstä n d lic h gew o rd en en Sin n fü r die K o n tin u itä t e rw o rb en 1) ! Im S to ß b e tä t ig t sich n a ch

die E la stizitä t als eine n a c h b e stim m te m G e se tz w irk en d e A k tio n d er m a te rie llen E le m e n ta rb e s ta n d te ile . N eb en die re p u lsiv e t r it t zu r E rk lä r u n g des Z u sa m m en h alts d er K ö rp e r d ie a n zieh en d e K r a ft . Im gleichen Sin ne v e r w ir ft

die h a k e n fö rm ig en A to m e als ein e E rk lä ru n g , die n ic h ts e rk lä rt, u n d fä h rt fo rt:

„ I c h m ö ch te au s d em Z u sa m m e n h an g der K ö rp e r lieb er sch ließ en , d a ß d ie T eilch en derselben sich sä m tlic h g e g e n se itig m it ein er K r a f t anzieh en ,

*) Wie schwierig es noch den Zeitgenossen

war, die Vorstellung einer kontinuierlich anwachsenden Geschwindigkeit zu fassen, geht aus der ausführlichen Diskussion darüber im „D ialog über die beiden haupt­

sächlichsten W eltsystem e“ hervor. (Übersetzung von

E.

Teubner 1891,

2 1 — 30.)