Die Masse

© 1998 - 2009 Wolfgang Neundorf
Stand:12.04.2009

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Die Masse zählt zu den grundlegenden Begriffen der Physik - und zu den völlig ungeklärten ebenso. Seit Newton hat sich daran nichts geändert.

Isaac Newton

Erklärung 1: Die Größe der Materie wird durch ihre Dichtigkeit und ihr Volumen vereint gemessen.
Erklärung 3: Die Größe der Bewegung wird durch die Geschwindigkeit und die Größe der Materie vereint gemessen.
Erklärung 4: Die Materie besitzt das Vermögen zu widerstehen; deshalb verharrt jeder Körper, soweit es an ihm ist, in einem Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung
Isaac Newton , Principia mathematika, 1686


Sir Isaac Newton
1643 - 1727

 

Die Masse

23.12.2000

Einer der sowohl grundlegenden als auch der ungeklärten Begriffe in der Physik ist der Begriff der Masse.

Im Heft 12/2000 der Physikalischen Blätter fand ich eine interessante Rezension. Das Buch "Concepts of Mass in Contemporary Physics and Philosophie" von Max Jammer, Princeton University, ist Objekt dieser Rezension, in der es u.a. heißt:

Während die Begriffe Raum und Zeit zumindest im Rahmen der Allgemeinen Relativitätstheorie eine wohldefinierte Rolle spielen, gibt der Begriff der Masse - und damit der Energie - weiter Rätsel auf. (...) Der Ursprung der Massen in der Elementarteilchenphysik gilt noch immer als zentrales, ungelöstes Problem.

Nun denn, ungelöste Probleme sind dazu da, - endlich - gelöst zu werden. Doch weiter im Text der Rezension.

Im Unterschied zu seinem vor vierzig Jahren erschienenen Werk “Der Begriff der Masse in der Physik” geht Max Jammer in dem vorliegenden Band weniger historisch als vielmehr begrifflich vor, dabei die Entwicklungen seit 1960 betonend.

Jetzt wird es interessant. Weniger deshalb, weil ich das neue Buch von Jammer einmal durcharbeiten möchte, was mir aufgrund meiner mangelhaften Englischkenntnisse sehr schwer fallen würde. Aber ich kenne das 1964 auf deutsch erschienene Buch besagten Autors. Und immerhin wurde dieses Werk anno 1960 von der Amerikanischen Akademie der Künste und Wissenschaften mit dem Physik-Preis ausgezeichnet. Folgendes Zitat (vgl. den entsprechenden DPG-Beitrag) finde ich besonders interessant (Max Jammer, Der Begriff der Masse in der Physik, Darmstadt 1964):

Obwohl die Newtonsche Mechanik die einfachste Theorie ist, die die Physik je aufgestellt hat, und obwohl für gewöhnliche physikalische Objekte mittlerer Größe die Mechanik den höchsten Grad von Verifizierbarkeit besitzt, scheint ihre logische Struktur allen Versuchen einer vollständigen Analyse zu trotzen, wenn man annimmt, dass eine solche Analyse explizite Definitionen der zu Grunde liegenden Begriffe in sich bergen muss. Angesichts dieser Situation lässt es sich wohl rechtfertigen, wenn wir nicht auf genauen Definitionen der fundamentalen Begriffe bestehen, die der Theorie vorausgehen, sondern eher den Bedeutungsinhalt dieser Begriffe durch den Aufbau der Theorie gewinnen. Im Unterschied zu einer rein hypothetisch-deduktiven Theorie (...) müssen in der Mechanik semantische Regeln oder Korrelationen mit der Erfahrung erwogen werden, und ein zu Definierendes - selbst wenn es durch eine implizite Definition definiert wird - muss letzten Endes in seinen quantitativen Aspekten durch Rückgriff auf experimentelle Messungen determinierbar werden.

Vierzig Jahre also ist dies her. Gehen wir jedoch weiter in die Vergangenheit zurück, so stoßen wir - es lässt sich kaum vermeiden - Ende des 19. Jahrhunderts auf einen österreichischen Autor: Ernst Mach. Auch hier ein Zitat (Ernst Mach, Die Mechanik in Ihrer Entwicklung, Leipzig 1933 - 1. Auflage 1883 - Nachdruck Darmstadt 1991):

Sobald wir also, durch die Erfahrung aufmerksam gemacht, die Existenz eines besonders beschleunigungsbestimmenden Merkmals der Körper erschaut haben, ist unsere Aufgabe mit der Anerkennung und unzweideutigen Bezeichnung dieser Tatsache erledigt. Über die Anerkennung dieser Tatsache kommen wir nicht hinaus, und jedes Hinausgehen über dieselbe führt nur Unklarheiten herbei. Jede Unbehaglichkeit verschwindet, sobald wir uns klar gemacht haben, dass in dem Massenbegriff keinerlei Theorie, sondern eine Erfahrung liegt. Der Begriff hat sich bisher bewährt. Es ist sehr unwahrscheinlich, aber nicht unmöglich, dass er in der Zukunft erschüttert wird, ...

In den Wissenschaften gibt es viele ungelösten Rätsel. Das ist nun einmal so.
Sonst wären sie überflüssig.
Die Wissenschaften.
Doch dass eine solch "einfache" Angelegenheit wie die Masse zu eben jenen bislang ungelösten Rätseln gehört, sollte stutzig machen. Und skeptisch.
Sehr skeptisch all jenen Spekulationen gegenüber, die sich das Universum und dessen Entstehung zum Gegenstand gemacht haben. Auch von der "dunklen Materie" ist die Rede.

Gravitation Masse+Raum Masse+Trägheit

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