Die Relativitätstheorie Einsteins: Kommentiert und erweitert von Jürgen Ehlers und Markus Pössel

Die Entwicklung der Naturwissenschaft ist im allgemeinen ein gleichformiger, stetiger Vorgang. Gleichwohl sind darin bestimmte Perioden unterscheidbar, die sich durch hervorragende experimentelle Entdeckungen oder neue theoretische Gedanken abheben. Ein solcher Wendepunkt lag um das Jahr 1600 und kniipft sich an den Namen GALILEO GALlLEIS, der die Grundlagen der empirischen Forschungs- methode durch seine Untersuchungen mechanischer Vorgange schuf und auBerdem iiberzeugende Beweise des fiinfzig Jahre vorher aufgestellten Kopernikanischen Weltsystems erbrachte. Das bedeutete das Ende der scholastischen Naturphilosophie, die sich auf die Lehre des Aristoteles und den Anfang der modernen Naturwissenschaft. stiitzte, Ein anderer Wendepunkt kam um das Jahr 1900 durch eine Flut experimenteller Entdeckungen Rontgenstrahlen, Radioaktivitat, Elektron u. a. - und durch zwei neue grundlegende Theorien - Quantentheorie und Relativitatstheorie. Die Quantentheorie wurde genau an der Jahrhundertwende geboren, als MAX PLANCK seinen revolutionaren Begriff der Energieatome oder "Quanten" verkiinC;lete. Das war ein fiir die Entwicklung der Naturwissenschaft so entscheiden- des Ergebnis, daB es gewohnlich als die Grenze zwischen "klassischer Physik" und "moderner" oder "Quantenphysik" angesehen wird. Die Relativitatstheorie sollte streng genommen nicht mit einem bestimmten Datum und einem bestimmten Namen verbunden werden. Sie lag um 1900 sozusagen in der Luft, und mehrere groBe Mathematiker und Physiker - um nur einige Namen zu nennen: LARMOR, FITZ- GERALD, LORENTZ, POINCARE - waren im Besitze von wichtigen Ergebnissen. Im Jahre 1905 gab EINSTEIN eine neue Begriindung der Theorie mit Hilfe sehr allgemeiner, philosophischer Prinzipien, und einige Jahre spater entwickelre HERMANN MINKOWSKI ihre end- giiltige logische und mathematische Darstellung.

Table of Contents:
I. Geometrie und Kosmologie.- 1. Ursprung der Raum- und Zeitmessung.- 2. Einheiten für Länge und Zeit.- 3. Nullpunkt und Koordinatensystem.- 4. Die geometrischen Axiome.- 5. Das ptolemäische Weltsystem.- 6. Das kopernikanische Weltsystem.- 7. Der Ausbau der kopernikanischen Lehre.- II. Die Grundgesetze der klassischen Mechanik.- 1. Gleichgewicht und Kraftbegriff.- 2. Bewegungslehre — Geradlinige Bewegung.- 3. Bewegung in der Ebene.- 4. Kreisbewegung.- 5. Bewegung im Raum.- 6. Dynamik — Das Trägheitsgesetz.- 7. Kraftstöße.- 8. Die Wirkung von Kraftstößen.- 9. Masse und Impuls.- 10. Kraft und Beschleunigung.- 11. Elastische Schwingungen.- 12. Gewicht und Masse.- 13. Die analytische Mechanik.- 14. Der Energiesatz.- 15. Dynamische Einheiten von Kraft und Masse.- III. Das Newtonsche Weltsystem.- 1. Der absolute Raum und die absolute Zeit.- 2. Newtons Anziehungsgesetz.- 3. Die allgemeine Gravitation.- 4. Himmelsmechanik.- 5. Das Relativitätsprinzip der klassischen Mechanik.- 6. Der „eingeschränkt“ absolute Raum.- 7. Galilei-Transformationen.- 8. Trägheitskräfte.- 9. Die Fliehkräfte und der absolute Raum.- IV. Die Grundgesetze der Optik.- 1. Der Äther.- 2. Die Korpuskel- und die Wellentheorie des Lichtes.- 3. Die Lichtgeschwindigkeit.- 4. Grundbegriffe der Wellenlehre — Interferenz.- 5. Polarisation und Transversalität der Lichtwellen.- 6. Der Äther als elastischer Festkörper.- 7. Die Optik bewegter Körper.- 8. Der Doppler-Effekt.- 9. Die Mitführung des Lichtes durch die Materie.- 10. Die Aberration.- 11. Rückblick und Ausblick.- V. Die Grundgesetze der Elektrodynamik.- 1. Die Elektro- und Magneto-Statik.- 2. Strom und Elektrolyse.- 3. Widerstand und Stromwärme.- 4. Elektromagnetismus.- 5. Faradays Kraftlinien.- 6. Der elektrischeVerschiebungsstrom.- 7. Die magnetische Induktion.- 8. Die Nahwirkungstheorie Maxwells.- 9. Die elektromagnetische Lichttheorie.- 10. Der elektromagnetische Äther.- 11. Hertz’ Theorie der bewegten Körper.- 12. Die Elektronentheorie von Lorentz.- 13. Die elektromagnetische Masse.- 14. Das Experiment von Michelson und Morley.- 15. Die Kontraktionshypothese.- VI. Das spezielle Einsteinsche Relativitätsprinzip.- 1. Der Begriff der Gleichzeitigkeit.- 2. Die Einsteinsche Kinematik und die Lorentz-Transformationen.- 3. Geometrische Darstellung der Einsteinschen Kinematik.- 4. Bewegte Maßstäbe und Uhren.- 5. Schein und Wirklichkeit.- 6. Die Addition der Geschwindigkeiten.- 7. Einsteins Dynamik.- 8. Die Trägheit der Energie.- 9. Energie und Impuls.- 10. Optik bewegter Körper.- 11. Minkowskis absolute Welt.- VII. Die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins.- 1. Relativität bei beliebigen Bewegungen.- 2. Das Äquivalenzprinzip.- 3. Das Versagen der euklidischen Geometrie.- 4. Die Geometrie auf krummen Flächen.- 5. Das zweidimensionale Kontinuum.- 6. Mathematik und Wirklichkeit.- 7. Die Maßbestimmung des raumzeitlichen Kontinuums.- 8. Die Grundgesetze der neuen Mechanik.- 9. Mechanische Folgerungen und Bestätigungen.- 10. Vorhersagen der neuen Mechanik und ihre Bestätigungen.- 11. Optische Folgerungen und Bestätigungen.- 12. Kosmologie.- 13. Die einheitliche Feldtheorie.- 14. Schlußwort.- VIII. Neuere Entwicklungen der relativistischen Physik.- 1. Neuere Experimente zur speziellen und zur allgemeinen Relativitätstheorie.- 2. Gravitationswellen.- 3. Schwarze Löcher.- 4. Kosmologie.- 5. Quantentheorie und Relativitätstheorie.- Weiterführende Literatur.- Anhang: Einheiten und Dimensionen.- Anmerkungen der Herausgeber zu den Kapiteln I-VII.- Namen- undSachverzeichnis.