| 1. Längenmessungen in Zeiteinheiten |
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Die Angabe von Entfernungen in Zeiteinheiten ist uralt und keine Einsteinsche Erfindung. "Eine Stunde Weges" oder ähnliche Formulierungen sind in vielen Märchen anzutreffen. "Fußgänger-Geschwindigkeiten" waren die Basis, man kann also annehmen, daß dieser Weg ca. 5 - 6 km lang war. Die Postkutsche fuhr mit vielleicht 15 km / h durch die Lande, so daß die Zeitangaben auf den alten Postsäulen - "Berlin 5 Stunden" beispielsweise - einer Entfernung von etwa 75 km entsprach. Heute heißt die entsprechende Information "eine Autostunde" entfernt.
Mit anderen Worten, man muß für diese Entfernungs-Angabe in einem Zeitmaßstab eine konstante Basisgeschwindigkeit zugrundelegen, eine reine Rechengröße. Ob die Postkutsche dann tatsächlich in dieser Geschwindigkeit fuhr oder langsamer oder schneller, spielte keine Rolle. Man benötigte lediglich einen Vergleich.
Die Ursache dieser eigenartigen Längemessung mag gewesen sein, daß man so große Entfernungen nicht mit einem Raum-Maßstab messen konnte. Man hatte nur die Zeit als Vergleichsmöglichkeit: die Zeit, mit der sich jemand von einem Ort zum anderen tatsächlich bewegte. Eine Entferung mußte also zuerst durchschritten oder durchfahren werden, damit sie meßbar wurde.
Aus der Fußgänger- , Postkutschen- und Autostunde ist in heutigen Zeiten das "Lichtjahr" geworden. Und damit begannen Probleme ungeahnter Dimensionen ... |
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2. Dimensionen - das "Nebeneinander" |
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Dem Wort "Dimension" entspricht im Deutschen etwa das Wort " Ausdehnung". Der Raum hat drei Richtungen, in die er sich "ausdehnen" kann. Ausdehnen kann sich nur etwas, das eine endliche Größe hat. Ein "unendlicher, sich ausdehnender" Raum ist ein innerer Widerspruch. Konkret erfahrbar ist immer nur ein endlich "ausgedehnter" Raum: ich kann mich nur von Ort zu Ort, von Punkt zu Punkt, von Körper zu Körper weiter in den Raum hinaus bewegen. Raum ist in der Bewegung erfahrbar.
Von Ort zu Ort sich zu bewegen, setzt das "Nebeneinander" von Punkten, Orten und Körpern voraus. Der Versuch, Raum als "Möglichkeit des Nebeneinander" zu definieren, endete in der Tautologie: das "Nebeneinander" setzt voraus, daß ich bereits weiß, was "Raum" ist.
Abstände zwischen Körpern oder Punkten sind endlich. Ein "unendlicher" Raum ist weder vorstellbar noch wahrnehmbar, noch meßbar.
Nur wo Körper sind, ist Raum wahrnehmbar.
Das führt zu der hübschen Wechselbeziehung von Raum und Körper:
Der Körper ist einerseits etwas, das "im Raum" befindlich ist, andererseits ist ein Körper erst vorhanden, wenn "in ihm Raum" ist, wenn er Volumen hat. Anders ausgedrückt, Körperlichkeit bedeutet, zwischen "innen" und "außen" unterscheiden zu können. |
Die Details der "Dimensionen" und Raum-Richtungen gehören in die "Sprache bzw. Wissenschaft vom Raum", in die "Geometrie", die bei mir "Raumlehre" heißt. Siehe Raumlehre
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3. Die Wahr-Nehmung des Raumes - seine "Un-Faßbarkeit" |
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Diese ersten Begriffe
machen bereits einen Teil der "Unfaßbarkeit" des Raumes aus. Doch es geht noch viel schwieriger zu machen:
Wodurch wissen wir von der "Existenz" des Raumes?
Existiert der Raum überhaupt?
Ist der Raum etwas "optisch" wahrnehmbares?
Kann also ein Blinder keine Raumwahrnehmung haben?
Erste "Raum"-Wahrnehmung, besser ausgedrückt, die Wahrnehmung unterschiedlicher Orte erlebt der Mensch am eigenen Körper: Wo tut etwas weh, wo werde ich berührt?
Dabei erfährt , be-greift, faßt der Mensch nicht den Raum als solchen, sondern immer den Körper in einem Raum. Der Raum selbst ist "un-faßbar" in jeder Beziehung. |
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4. Die Wahr-Nehmung der Zeit - das "Jetzt" und das "Nacheinander" |
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Ein System im Gleichgewicht kennt keine "Zeit": mit dem Begriff der Zeit wurde ein Maßstab gefunden, Bewegungen bzw. Veränderungen zu vergleichen. Wo sich nichts bewegt, wo sich nichts verändert, wo alles "sich ewig gleich bleibt" ist der Begriff der Zeit "sinnlos".
Philosophien, die vom "Ewig-Sich-Gleich-Bleiben" ausgehen, werden den Begriff der Zeit also immer als subjektiv, als nicht wirklich, als scheinbar, nicht-materiell, transzendent oder wie auch immer ansehen.
Philosophien, die das "Werden und Vergehen" in den Mittelpunkt ihrer Analyse stellen, sind auf den Begriff der Zeit angewiesen: Werden und Vergehen ist nur möglich bzw. denkbar in einem Prozeß der Veränderung - und Veränderung ist erfaßbar in einem Vergleich von "vorher so" - "nachher so". Mit anderen Worten: das Wissen um "vorher-nachher", um Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft ist die Basis des Zeitbegriffs.
Will man also verstehen, was Zeit ist, muß man sich den Eigenheiten von Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft, von "vorher" und "nachher" stellen - und von "jetzt".
"Jetzt" ist Gegenwart, eigentlich ist nur "jetzt" - alles andere "gibt es nicht":
Das "Vorher", die Vergangenheit ist vorbei, "vergangen", das "Nachher", die Zukunft "wird" erst noch.
In diesem Sinne ist die Erfahrung der "immerwährenden Gegenwart" eine "a-priori"- Grundlage des Verstehens der Zeit, beschrieben in Begriffen wie " in diesem Augenblick", "nun" "gegenwärtig", "zeitgleich" und auch "gleichzeitig".
Doch das ist ein ganz heikles Thema in der Physik, seitdem Einstein "die Gleichzeitigkeit abgeschafft hat" und eine Theorie aufgestellt hat, die gegen jede dieser Erfahrungen und damit gegen den "gesunden Menschenverstand" verstößt. Wo liegt das Problem? |
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5. Die Verwechslung der Begriffe "gleichzeitig" und "zeitgleich" |
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Parallel im Raum stattfindende Ereignisse an verschiedenen Orten finden "gleichzeitig" statt. Zu jedem Ereignis im Raum an einem bestimmten Ort finden parallel an allen anderen Raumpunkten "gleichzeitig" andere Ereignsse statt. Als Beispiel mag die Erde dienen: gleichzeitig, wenn es in Europa Morgen ist, ist es in Amerika noch Nacht und im Asien bereits Mittag oder Nachmittag. Das ist dem "gesunden Menschenverstand" vertraut. Er weiß auch, daß es keine Zeitschleifen gibt, sich also an einem Ort nicht alles ständig wiederholt, während an anderen Orten die Zeit "weiterläuft". Die Zeit macht - soweit unsere Empfindung - auch keine "Sprünge" an einzelnen Orten. Zeit verläuft kontinuierlich - und damit ist die eigenartige Frage verbunden, ob sie an allen Orten der Welt auch "gleich schnell" vergeht oder gleiche Prozesse an verschiedenen Orten bzw. in verschiedenen Systemen (die sich z. B. nach Geschwindigkeit, Beschleunigung, Gravitationskraft, Temperatur oder Einfluß elektromagnetischer Felder unterscheiden) "unterschiedlich schnell" vergeht. Man sollte meinen, daß man diese Frage ausschließlich experimentell beantworten kann.
In einem "Gedankenexperiment" kann man zumindest folgendes zeigen:
ich wähle zwei spitzwinklig zueinander angeordnete "Zeitstrahlen": jeder soll den Verlauf der Zeit an zwei verschiedenen Orten ( z. B. Ort 1 ist die Erde, Ort 2 ist das mit fast Lichtgeschwindigkeit gegenüber der Erde sich entfernende Raumschiff, in dem der Zwilling des auf der Erde gebliebenen Zwillingsbruders sitzt) darstellen. Aus der Kontinuität der Zeit ergibt sich, daß man durch jeden Punkt auf dem einen Strahl eine Verbindungslinie zum anderen Strahl legen kann. Im "Normalfall werden die Abstände auf beiden Strahlen für gleiche Ereignisse (jeder Zwilling rasiert sich z. B. in 10 Minuten) gleich lang sein. Doch es ist - theoretisch ! - denkbar, daß in der Zeit, in der einer der beiden eine Zeitspanne von 10 Minuten durchläuft, der andere 30 Minuten erlebt hat. Sie haben dann trotzdem alles immer "gleichzeitig" getan, parallel.
Dieses Phänomen der Gleichzeitigkeit bzw. Parallelität aller Ereignisse ist Grundvoraussetzung unseres physischen Weltbildes schlechthin. Ohne diese Parallelität hätten elementare Gesetze der Physik, wie beispielsweise der Energieerhaltungssatz, keine Basis mehr.
"Zeitgleich" ist demgegenüber eine Frage der Meßtechnik, der verwendeten Uhren und der Anzeigegenauigkeit bzw. der Abweichungen verschiedener Uhren voneinander. Dafür führen parallele System (Menschen, Beobachter, .. ) ständig Uhrenabgleiche durch, damit ggf. auftretende Abweichungen den Zeitvergleich nicht stören. Ob die Abweichungen am Einfluß von Geschwindigkeiten, Temperaturen, Atomstrukturen in der Schwerelosigkeit oder einfach an minimalen Abweichungen der Uhren voneinander liegen, ist erst einmal zweitrangig:
"Gleichzeitig" oder "nicht gleichzeitig" betrifft das tatsächliche Geschehen, "Zeitgleichheit" oder "Ungleiche Zeit(messung)" betrifft unsere Beobachtung.
Eine zweite Sache kommt hinzu: "Gleichzeitig" kann auf einen Zeitpunkt oder auf eine Zeitspanne bezogen sein. Diese doppelte Bedeutung des Wortes führt - logisch - zu Begriffunklarheiten und damit zu Verständigungsproblemen. Wenn man also alle diese begrifflichen Hürden genommen hat und sich mit dem Begriff der Gleichzeitigkeit etwas mehr vertraut gemacht hat und die Komplexität dieses Themas sieht, kann man dieses oberflächliche Gerede über die "ausgeschlossene Gleichzeitigkeit" einfach nicht mehr anhören. |
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6. Ist die Zeit ein Kontinuum oder ist sie gequantelt? |
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Zugegebenermaßen ist diese Frage "falsch" formuliert.
Doch ehe ich sie beantworte, möchte ich mich mit dem von Albert Einstein in seiner berühmten Arbeit aus dem Jahr 1905
„Zur Elektrodynamik bewegter Körper“ verwendeten Begriff der "Zeitteilchen" befassen:
Meiner Meinung nach wird hier der Teilchenbegriff zur Veranschaulichung einer gewissen Zeit-Spanne verwendet. Ich gehe davon aus, daß Einstein nicht wirklich annahm, daß die Zeit aus "Teilchen" im klassischen Sinne besteht.
Doch hieran wird deutlich, daß man bei ihm sehr genau unterscheiden muß: wo verwendet er einen exakten physikalischen Begriff und wo versucht er nur, etwas zu umschreiben, es anschaulich zu machen.
Zwei Konsequenzen sehe ich für den "Zeitteilchen"-Begriff:
1.
Einstein hat Raum und Zeit „atomisiert“!
DAS ist sein eigentlicher „Verdienst“! Er ist Teil dieser umfassenden Atom-Ideologie, mehr noch: das ist ihr notwendiges Fundament.
2. Bei aller Diskussion um Einsteins Erkenntnisse ist es unvermeidlich, die von ihm verwendeten Begriffe auf obiges Problem hin zu untersuchen: wo sind sie wissenschaftlich exakt, wo dienen sie "nur" der Veranschaulichung?
Wo liegt das erkenntnistheoretische Problem bei der Verwendung des Begriffs "Zeitteilchen"?
Der Begriff veranschaulicht die Zeit als analog der Materie atomar strukturiertes Medium, d. h. die typische Eigenschaft der Zeit, ein Kontinuum zu sein, wird dabei nicht beachtet.
Und nun stelle ich die Frage noch einmal genauso falsch wie oben:
Ist die Zeit ein Kontinuum
oder ist sie gequantelt?
Die richtige - die dialektische - Antwort ist: Zeit "ist" beides.
Denn es ist möglich, jedes Kontinuum zu "quanteln". Doch nicht jedes"Gequantelte" ist auch als Kontinuum darstellbar. Das Beispiel Sandhaufen zeigt es, ehe hier die typischen Eigenschaften eines Kontinuums erkennbar werden, muß schon sehr viel Sand zusammengekehrt worden sein, z. B. in der Wüste.
Das "falsche" an der Frage ergibt sich aus der formalen (formal-logischen) Gegenüberstellung mittels "oder". |
aus "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", Abschnitt:
§ 10. Dynamik des (langsam beschleunigten) Elektrons
(aus einer Kopie
der Original-Veröffentlichung auf S. 918, genaue Quellenangaben werden nachgereicht):
"Wir suchen das Gesetz, nach welchem sich das Elektron im unmittelbar darauf folgenden Zeitteilchen bewegt." |
7. Ein Beispiel für die Verknüpfung von Raum und Zeit |
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„Wird man beim Laufen durch den Regen weniger nass als beim Gehen?“
Diese Frage hat mich jahrelang beschäftigt. Nun habe ich folgende Regentheorie entwickelt, die die Wassermenge, die auf eine Person im Regen fällt, in zwei Bestandteile zerlegt:
1. Wasser von vorne;
2. Wasser von oben.
Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass kein Wind weht und dass die Regenintensität gleich bleibt. Dann kann man sich für die erste Komponente vorstellen, die Regentropfen hängen unbeweglich in der Luft: Für jeden Tropfen, der aus einem Regenbereich herausfällt, fällt ungefähr gleichzeitig einer hinein. Die Person im Regen sammelt beim Gehen oder Laufen einfach diese Tropfen auf. Wie viel Wasser man von vorne abbekommt, hängt also nur von der zurückgelegten Distanz (und von der Körpergröße) ab, nicht von der Zeit, die man dafür gebraucht hat.
Für die zweite Komponente fällt aus der Regensäule über dem Kopf des Beregneten in jedem Zeitintervall gleich viel Wasser nach unten heraus. Wieviel Wasser man von oben abbekommt, hängt deshalb nur von der Zeit ab, die man draußen ist, und nicht von der zurückgelegten Entfernung.
Wenn man also von Punkt A nach Punkt B will, wird man weniger nass, wenn man möglichst schnell hinrennt, denn dabei ist die zweite Komponente am kleinsten. Wenn man allerdings zwei Stunden im Regen spazieren geht, wird man weniger nass, wenn man ganz langsam läuft, um die erste Komponente klein zu halten. |
Diesen Leserbrief von Herrn Alexander Koller aus Saarbrücken habe ich gefunden in der "taz" vom 14. / 15. 06. 2003 und ihn hier wörtlich wiedergegeben. Die Zustimmung zur Veröffentlichung habe ich von ihm erhalten. |
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Diese Darstellung ist äußerst spannend – zum einen, weil sie sehr schön veranschaulicht, was es heißt, „physikalisch zu denken“, und zum anderen, weil die Logik, mit der das Ergebnis abgeleitet wird, herrlich verblüfft. Außerdem kann man hieran den "Unterschied zwischen Raum und Zeit" vorstellbar machen - die unterschiedlichen Ergebnisse, die man erhält, je nachdem, ob man eine bestimmte Zeit oder eine bestimmte Strecke vorgibt.
Nicht der allgemeine Unterschied der Geschwindigkeit - zwischen (langsam) gehen und (schnell)
laufen - ist primär ausschlaggebend, sondern die Frage danach, was vorgegeben wird: eine bestimmte Strecke oder eine bestimmte Zeit. Erst mit einer dieser Vorgaben kann die gestellte Frage nach der Randbedingung "so wenig wie möglich naß werden" beantwortet werden: Eine bestimmte Strecke im Regen läuft man möglichst schnell, eine bestimmte Zeit im Regen läuft man besser langsam oder bleibt ganz stehen.
Eigentlich weiß man das ja aus der Erfahrung - man hat nur noch nicht so genau darüber nachgedacht. |
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