3. Die Stellungnahme gegen die mechanische Physik, Kritik einzelner physikalischer Begriffe.

3. Die Stellungnahme gegen die mechanische Physik,

 

Kritik einzelner physikalischer Begriffe.

 

„Meine Darlegungen gehen stets von physikalischen Einzelheiten aus und

erheben sich von da zu allgemeineren Erwägungen“, sagt Mach[56], und da wir

im vorigen Abschnitt gesehen haben, daß von den allgemeinen Erörterungen

keine Klärung der Frage zu erhoffen ist, ob und inwiefern die Naturerkenntnis

bedeutenderen Einschränkungen unterliegt, als gewöhnlich angenommen wird,

wollen auch wir den Weg vom Einzelnen aus einschlagen. Denn wenn sich auch

aus der allgemeinen Betrachtung des Wissens als eines Anpassungsprodukts

keine Einschränkungen des Wissensbereiches, weder seiner Extensität noch

seiner Intensität nach, ableiten ließen, so bleibt doch noch das Umgekehrte

möglich, nämlich daß die im einzelnen an der Naturwissenschaft vollzogenen

Einschränkungen den Gesichtspunkten der allgemeinen Betrachtung einen bis zu

gewissem, eventuell hohem, Grade skeptischen Sinn verleihen.

 

Es sind zwei Gedankengänge, die wir in dieser Hinsicht zuerst besprechen

wollen, Machs Stellungnahme gegen die sogenannte mechanische Physik und

seine Kritik an einzelnen physikalischen Begriffen: Diese auf mechanischen

Grundlagen fußenden Theorien und diese Begriffe haben nach Mach keinen

selbständigen Wert, keinen Erklärungswert; sie sind nur da als an sich

gewissermaßen gleichgültige, ökonomische Repräsentanten der Tatsachen, wie

dies schon im bisherigen angedeutet wurde. Im Gegensatz nun sowohl zu der

Auffassung, die in den Hypothesen der mechanischen Physik das hinter den

Erscheinungen[57] liegende wahre Geschehen zu erschließen hofft, wie zu den

(davon unabhängigen) Bemühungen, durch fortschreitende Verschärfung der aus

den Erscheinungen entnommenen Begriffe, die wahre Struktur dieses

Geschehens zu erfassen, bedeutet dies eine Einschränkung des Erkenntnisideals

in dem Sinne, daß etwas, das bisher als Zweck galt, zum bloßen Mittel

herabgesetzt wird. Die Theorie, das Begriffssystem sind nicht mehr Endzwecke der Forschung, sondern nur Mittel zur Beherrschung der Tatsachen; und indem

jede darüber hinausgehende Funktion als unmöglich und widerspruchsvoll

nachgewiesen wird, erhält die Behauptung, daß es sich in der Wissenschaft nur

um ein ökonomisches Verhältnis zu den Tatsachen handle und mehr nicht

möglich sei, einen spezifischen Sinn.

 

Newton trennte das Ergebnis der analytischen Untersuchung der

Erscheinungen, das ist das, was aus den als sicher festgestellten Tatsachen mit

Gewißheit gefolgert werden kann, von den Hypothesen, die zur Erklärung der

Erscheinungen dienen, ohne aber selbst bewiesen zu sein. In diesem Sinne galt

ihm die verkehrt quadratische terrestrischen Falls mit den kosmischen

Bewegungen als Schwerebeschleunigung und die Uebereinstimmung des

Ergebnis der analytischen Untersuchung, die Frage, wie die dabei unterlegte

Fernwirkung näher erklärt werden könnte, als Hypothese und Gegenstand bloßer

Spekulation.[58] „Es genügt, daß die Schwere existiere,“ sagt er, „daß sie nach

den von uns dargelegten Gesetzen wirke und daß sie alle Bewegungen der

Himmelskörper und des Meeres zu erklären imstande sei ... ich habe noch nicht

dahin gelangen können, aus den Erscheinungen den Grund dieser Eigenschaft

der Schwere abzuleiten und Hypothesen erdenke ich nicht.“[59] Wo er aber

dennoch Hypothesen erdenkt, wie seine Emissionstheorie, da entschuldigt er

seine willkürlichen Annahmen damit, daß seine Entdeckungen von der Theorie

unbeeinflußt bleiben und daß er selbst kein Interesse habe, über das Wesen der

Erscheinung zu entscheiden, daß er selbst seine Theorie nur als bequemes

Hilfsmittel zu Erklärung annehme, aber nicht als Wirklichkeitlehre.[60]

 

Es ist schwer zu sagen, ob dieses Newton'sche hypotheses non fingo bloß ein

methodisches Streben nach Abgrenzung der sicheren Ziele physikalisch-

analytischer Forschung von den ungewissen Ergebnissen der darauf weiter

bauenden physikalisch-philosophischen Ueberlegungen bedeuten soll, – das

wäre eine dem damaligen Stande des Wissens entsprechende Grenzlinie, die sich

aber im Laufe der Entwicklung immerhin bis zur Einbeziehung der

‚Hypothesen‘ in das Bewiesene erweitern könnte, – oder ob es die Hypothesen

ein für allemal auf einen untergeordneten Platz verweisen will.[61] Sei dem

jedoch wie immer, schon sein berühmter Zeitgenosse Huygens dachte ganz

anders über den Wert der Hypothesen und die von diesem ausgedrückte

Auffassung ist es, die fast in der ganzen Folgezeit herrscht. „Man darf nicht

zweifeln, daß das Licht aus der Bewegung irgend eines Stoffes besteht, denn sei

es, daß man seine Entstehung betrachtet, so findet man, daß es hier auf Erden

vorzüglich durch Feuer und Flamme erzeugt wird, welche ohne Zweifel Körper in heftiger Bewegung enthalten, weil sie mehrere der härtesten Körper auflösen

und schmelzen; sei es, daß man dessen Wirkungen betrachtet, so sieht man, daß

das durch Hohlspiegel gesammelte Licht die Fähigkeit hat, wie Feuer zu

brennen, d. h. daß es die Teile der Körper trennt, was sicherlich Bewegung

andeutet, wenigstens in der wahren Philosophie, welche alle natürlichen

Wirkungen auf mechanische Ursachen zurückführt. Denn das muß nach meiner

Meinung geschehen, wenn man nicht jede Hoffnung, etwas in der Physik zu

begreifen, aufgeben will,“ schrieb er in seinem Traité de la lumière[62] und

tatsächlich blieb das damit gesetzte Ziel einer „wahren Philosophie“ auf lange

Zeit hinaus für alle bestimmend, die nach einem „Begreifen“ der

Naturerscheinungen strebten.[63] Das ganze 18. und der größere Teil des 19.

Jahrhunderts zeigt die meisten der hervorragenden Physiker mit der

gedanklichen Durchbildung solcher hinter den Erscheinungen liegender

Vorgänge beschäftigt, die diese erklären sollen. Als Grundvorstellungen dienten

dazu Kraft, Bewegung und Materie, letztere in den verschiedenen Gestalten der

erst für wägbar gehaltenen, später als inponderabel erkannten Fluida, in den

mannigfachen Formen, die der Atomistik und der Kontinuitätshypothese

entsprachen, als Weltäther u. dgl.

 

Aber eben die große Zahl dieser von einander verschiedenen Theorien

erschütterte die Glaubwürdigkeit der einzelnen. Zudem zeigt sich, wenn man den

Kampf dieser Gedanken miteinander betrachtet, die bemerkenswerte Tatsache,

daß die unterliegenden viel seltener durch den Nachweis ihrer Unmöglichkeit

zugrunde gingen, als daß sie bloß deswegen fallen gelassen wurden, weil sich

andere Vorstellungen besser als sie zu der vor allen Dingen angestrebten

mathematischen Durchbildung eigneten. Außerdem litten aber auch die übrig

gebliebenen Theorien daran, daß sie vor den stets neu hinzukommenden

Tatsachen immer komplizierter gerieten und dennoch nicht imstande waren, alle

diese Tatsachen hinreichend zu erklären. Dadurch wurden einerseits die auf

solche Theorien gesetzten Hoffnungen herabgestimmt und damit der Blick für

ihrer aller fundamentale Schwäche, die eigene Ungeklärtheit der in ihnen zur

Erklärung des Uebrigen dienenden Begriffe von Kraft, Materie und Bewegung,

geschärft, andererseits lag es nahe, indem man rückblickend die mathematische

Durchbildbarkeit als das historisch ausschlaggebende Motiv erkannte, statt des

Erklärungswertes einzig das durch sie ja tatsächlich repräsentierte ökonomische

Moment als maßgebend gelten zu lassen. Auf diese Weise endeten dann die so

zuversichtlich aufgetretenen Bestrebungen früherer Zeiten in der sehr kühlen

Haltung der jetzigen. Für sie ist Maxwells Beispiel charakteristisch, der, obwohl

er selbst noch einer der größten Förderer der wissenschaftlichen Durchbildung mechanischer Hypothesen war, dennoch bereits die dabei benutzten

anschaulichen Vorstellungen nur mehr als bloße Bilder betrachtet wissen wollte,

und noch prägnanter drückt dies Hertz aus, indem er die allein noch bleibende

Funktion der Hypothesen ausdrücklich in der Forderung begrenzte, daß sie nicht

mehr als anschauliche Bilder der Tatsachen zu sein brauchen, die dadurch, daß

auch die Folgen dieser Bilder Bilder der Folgen der Tatsachen sind, eine

einheitliche Darstellung der letzteren gestatten.

 

Ganz im Sinne dieser allgemeinen Entwicklung und historisch mitunter ihre

Gründe zu rechnen ist das, was Mach zu diesem Gegenstande sagt. Allerdings

finden sich bei ihm nicht viele ausschließlich gegen die Bilderhypothesen

gerichtete Ausführungen, weil dies für ihn, der, wie wir sehen werden, direkt die

diesen Theorien zugrunde gelegten physikalischen Begriffe angreift, eigentlich

garnicht notwendig ist, mit der Erschütterung der Grundlagen fällt auch das

darauf Gebaute dahin. Unter diesem Gesichtspunkte erhalten eine Reihe mehr

gelegentlicher Ausfälle[64] erst den richtigen Hintergrund, seine übrigen

Ausführungen lassen sich sachlich aber folgendermaßen gruppieren: Das

Wichtigste ist wohl der an mehreren Stellen gegebene Nachweis, daß ein und

dieselbe Gruppe von Tatsachen sich gleich gut durch verschiedene, eventuell

einander widersprechende bildlich-hypothetische Voraussetzungen erklären

lasse, so daß zwischen solchen Hypothesen eigentlich garnicht auf wahr und

falsch entschieden werden kann.[65] Dadurch hat man aber ihnen gegenüber

völlige Freiheit, und so schließt Mach an den gegebenen Nachweis die

Forderung, daß man sich bei der Wahl der Hypothesen tatsächlich nur von ihrer

Zweckdienlichkeit (für eine Beschreibung der Erscheinungen) leiten lasse,

zumal ja die beliebten Modelle der mechanischen Physik, auch wo andere

garnicht mit ihnen in Konkurrenz stehen, dennoch nicht das Geringste für das

Verständnis der Erscheinungen leisten.[66]

 

Dies vorausgeschickt, lassen sich die allgemeinen Ausführungen Machs über

Wesen und Art der Bilderhypothesen ohne weiteres verstehen. Mach gebraucht

für sie auch den Ausdruck „indirekte Beschreibung“ und eine solche ist nach

ihm dann gegeben, wenn man sagt, „die Tatsache A verhalte sich nicht in einem

einzelnen Merkmal, sondern in vielen oder allen Stücken wie eine bereits

bekannte Tatsache B“, man beruft sich dabei „gewissermaßen auf eine bereits

anderwärts gegebene oder auch erst genauer auszuführende“ Beschreibung.[67]

So sagt man, das Licht verhalte sich wie eine Wellenbewegung oder elektrische

Schwingung, der Magnet wie mit gravitierenden Flüssigkeiten beladen u. dgl.[68]

Ihrem Wesen nach sind dies also Analogien, da ja dabei „in Gedanken an die Stelle einer Tatsache A doch immer eine andere einfachere oder geläufigere B

gesetzt wird, welche die erstere gedanklich in gewisser Beziehung vertreten

kann, aber eben weil sie eine andere ist, in anderer Beziehung doch wieder

gewiß nicht vertreten kann“.[69] Darin liegt nun einerseits der Vorzug,

andererseits die Gefahr dieser Hypothesen. Entschiedene Vorzüge liegen

bezüglich der Darstellung in der ermöglichten Einheitlichkeit der Auffassung,

bezüglich des induktiven Vorschreitens in dem heuristischen Werte. „Welche

Erleichterung muß es gewähren, wenn man einfach sagen kann, eine in Betracht

gezogene Tatsache A verhalte sich in vielen oder allen Stücken wie eine bereits

bekannte Tatsache B. Statt eines einzelnen Zuges von Aehnlichkeit tritt uns ein

ganzes System von Zügen, eine wohlbekannte Physiognomie entgegen, durch

welche die neue Tatsache uns plötzlich zu einer wohl vertrauten wird. Ja die Idee

kann mehr bieten, als wir in der neuen Tatsache augenblicklich noch sehen, sie

kann dieselbe erweitern und bereichern mit Zügen, welche erst zu suchen wir

veranlaßt werden und die sich oft wirklich finden. Diese Rapidität der

Wissenserweiterung ist es, welche der Theorie einen quantitativen Vorzug vor

der einfachen Beobachtung gibt“.[70] Andererseits liegt aber gerade darin, daß

zwei Gruppen von Tatsachen als im Wesen identisch ausgesprochen werden,

während sie nachweislich nur in Analogie stehen, auch eine Gefahr. So heißt es

bei Mach: „Außer den Elementen, welche zur Darstellung der Tatsache, aus der

eine Hypothese geschöpft ist, unerläßlich sind, enthält dieselbe immer oder doch

gewöhnlich noch andere, die zu dieser Darstellung nicht notwendig sind. Denn

die Hypothese wird nach einer Analogie gebildet, deren Aehnlichkeits- und

Differenzpunkte unvollständig bekannt sind, da ja sonst nichts mehr daran zu

erforschen wäre. Die Lichtlehre spricht z. B. von Wellen, während nur die

Periodizität zum Verständnis der Tatsachen notwendig ist. Diese über die

Notwendigkeit hinausgehenden accessorischen Elemente sind es, welche in der

Wechselwirkung von Denken und Erfahrung von der Umwandlung ergriffen

werden. Dieselben werden allmählig ausgeschieden und durch notwendige

Elemente ersetzt.“[71] „Wird nun darauf, wie es leicht geschieht, nicht genug

geachtet“,[72] das heißt vertraut man zu sehr der Hypothese und läßt sie

widersprechenden Tatsachen gegenüber nicht bereitwillig genug fallen, „so kann

die fruchtbarste Theorie gelegentlich auch ein Hemmnis der Forschung

werden“[73] und wird dies auch tatsächlich in einer Reihe historischer Fälle.[74]

Hält man sich aber von solchen Fehlern frei, so kommt im Laufe der

historischen Entwicklung von selbst das zustande, was Mach die „teils ... sich

selbst befestigende, verschärfende, teils sich selbst zerstörende“[75] Funktion der

Hypothesen nennt, das heißt von den verschiedenen einander ablösenden

Hypothesen bleibt nur das übrig, worin sie übereinstimmen, das Wesentliche, das

ist aber der von jeder Bildlichkeit befreite begriffliche Ausdruck der Tatsachen,

[76] denn alles was darüber hinausgeht, läuft, wie wir gehört haben, Gefahr, mit

neuen Tatsachen in Widerspruch zu geraten. Einige Beispiele mögen diesen

Umwandlungsprozeß erläutern: Stehen zwei gleichartige Körper in

Wärmeaustausch, so gilt die Beziehung, daß das Produkt der Masse und des

Temperaturverlustes bezw. Gewinnes bei jedem das gleiche ist. Dies gab Black

den Anstoß, die Wärme als ein Fluidum zu betrachten; im Laufe der

Entwicklung mußte diese stoffliche Vorstellung aber wieder bis auf einen

bleibenden Rest fallen gelassen werden, und dieser Rest ist nichts anderes als die

vorerwähnte Beziehung.[77] Ebenso ging Carnot bei Betrachtung seines

Kreisprozesses von der Black'schen Stoffvorstellung aus, sein Resultat hat sich

aber unabhängig davon erhalten.[78] Ebenso erhielt sich der Gedanke, daß die

farbigen Lichter unabhängige, unveränderliche, beständige Komponenten des

weißen Lichtes sind, wie dies Newton gefunden hatte, was er aber in Gedanken

hinzutat, die stoffliche Auffassung, fiel wieder davon ab.[79] Aber auch von der

Huygens'schen Undulationstheorie des Lichtes bleibt, wie wir schon gehört

haben, eigentlich nichts über als daß „die periodischen Eigenschaften des

Lichtstrahls sich wie geometrisch summierbare Strecken in einem

zweidimensionalen Raume verhalten“.[80] Und ebenso „haben sich die

Eigenschaften des Aethers, des lichtfortpflanzenden Raumes, der sich teilweise

wie eine Flüssigkeit, teilweise aber wieder wie ein starrer Körper verhält, nach

und nach begrifflich bestimmt“.[81]

 

Eine solche lediglich begriffliche Fassung der Tatsachen, die nichts

Unwesentliches mehr enthält, nennt Mach eine direkte Beschreibung.[82] Hat

man einmal den zu ihr strebenden Zug der Entwicklung erfaßt, so empfiehlt es

sich überhaupt, sobald man der heuristischen Dienste der Hypothese entbehren

kann, stets die indirekte Beschreibung durch eine direkte zu ersetzen.[83] „Wenn

der Geometer die Form einer Kurve erfassen will, so zerlegt er sie zuvor in

kleine, geradlinige Elemente. Er weiß aber wohl, daß dieselben nur ein

vorübergehendes willkürliches Mittel sind, stückweise zu erfassen, was auf

einmal nicht gelingen will. Ist das Gesetz der Kurve gefunden, denkt er nicht

mehr an ihre Elemente. So würde es auch der Naturwissenschaft nicht ziemen, in ihren selbstgeschaffenen veränderlichen ökonomischen Mitteln ... Realitäten

hinter den Erscheinungen zu sehen ... mit dem Wachsen der intelektuellen

Erziehung an ihrem Stoff, verläßt die Naturwissenschaft das Mosaikspiel mit

Steinchen und sucht die Grenzen und Formen des Bettes zu erfassen, in welchem

der lebendige Strom der Erscheinungen fließt. Den sparsamsten, einfachsten

begrifflichen Ausdruck der Tatsachen erkennt sie als ihr Ziel“.[84] Freilich bleibt,

zumal an den großen theoretischen Zusammenhängen, eine gewisse Färbung

durch die ursprünglichen Bilder zurück. Betont man aber mit hinreichender

Schärfe, daß das Wesen solcher Theorie doch nur auf Analogien beruht, so birgt

dies keine Gefahr. Man stellt genau fest, worin das Bild begrifflich[85] mit der

Tatsache übereinstimmt[86] und worin nicht, wodurch man bewahrt bleibt, es für

etwas Wirkliches zu halten.[87] So gebraucht, wird dann die Analogie sogar zu

einem vorzüglichen Mittel, heterogene Tatsachengebiete durch eine einheitliche

Auffassung zu bewältigen, und weist den Weg, auf dem sich eine allgemeine

Phänomenologie entwickeln kann. In der geforderten begrifflichen Präzisierung

vereinigt sie das Wesen der direkten Beschreibung mit den Erleichterungen der

Bildlichkeit.[88]

 

Für uns ist das Wichtigste an diesen Ausführungen, daß sie uns scharf betont

eine Bedeutung des Oekonomieprinzips (bezw. des der Kontinuität) erkennen

lassen. Was eingangs erwähnt wurde, ist nun deutlich geworden, Mach hält das

ursprüngliche Ziel der mechanischen Physik sowohl für unerreichbar wie für

zwecklos, so daß von ihren theoretischen Gebilden tatsächlich nur deren

ökonomische Eignung für eine Darstellung der Erscheinungen von Wert bleibt

und in Betracht kommt. Als selbstverständlich ist dabei vorausgesetzt, daß die

Hypothesen in ihren Konsequenzen mit den Tatsachen übereinstimmen müssen,

und dies wird natürlich nicht nach dem Gesichtspunkt der Oekonomie sondern

nach den normalen erkenntnistheoretischen Kriterien entschieden, darüber

hinaus bleibt aber die Oekonomie das einzig Maßgebliche und darin liegt älteren

Auffassungen gegenüber eine erhebliche Einengung des Erkenntnisideals. Dabei

ist Machs Standpunkt wohl der heute allgemein vorherrschende und wenn auch

vielleicht bezüglich der mechanischen Physik damit noch nicht das letzte Wort

gesprochen ist, so ist die ganze Angelegenheit doch so beziehungsreich, daß wir

im Rahmen unserer Aufgabe nicht weiter zu ihr Stellung nehmen können, und

steht derzeit so sehr zu Machs Gunsten, daß wir dies einfach anerkennen wollen.

 

Wir gehen daher zum zweiten Teil unserer Aufgabe über, zur Besprechung der

von Mach an einzelnen physikalischen Begriffen geübten Kritik. Ueber ihre

Bedeutung sind einige Worte vorherzuschicken: Mach spricht, wie wir gesehen haben, von indirekter Beschreibung und von direkter. Manchmal wird dabei die

direkte Beschreibung der indirekten als eine begriffliche entgegengesetzt;[89] das

ist mißverständlich, denn begrifflich sind selbstverständlich beide; der Ton liegt

bei der direkten Beschreibung vielmehr darauf, daß sie die einfachste

begriffliche Beschreibung ist, d. h. eine, die keine unwesentlichen Zutaten mehr

enthält. Unter unwesentlichen, accessorischen Zutaten sind dabei aber solche

gemeint, welche durch die Erfahrung nicht gewährleistet sind, daher der

Erfahrung möglicherweise auch widersprechen können. Und deswegen trifft man

den Sinn dieser Unterscheidung am genauesten, wenn man sie auf die

Entgegensetzung des tatsächlich Konstatierbaren als Inhalt der direkten

Beschreibung zu dem bloß hypothetisch Zugrundegelegten oder nach Analogie

als unbewiesenes Plus Hinzugedachten bezieht, das den Inhalt der indirekten

Beschreibung ergänzt. Dabei liegt die Bedeutung der Unterscheidung noch

gänzlich in der Beweisbarkeit auf Seiten der direkten Beschreibung; es deutet

hier noch gar nichts darauf hin, daß Tatsachen etwa nur in der Bedeutung

sinnlich wahrnehmbarer Realitäten den Inhalt einer direkten Beschreibung

ausmachen sollen, ja im Gegenteil ausdrücklich wird auch die exakte

Konstatierung einer Analogie (man erinnere sich deren wiedergebener

Definition!) als Gegenstand direkter Beschreibung bezeichnet,[90] z. B. der, daß

sich die Planeten wie Körper verhalten, die an einem Faden von bestimmter

Spannung geschwungen werden.[91] Unter Tatsache ist hier also einfach jede

gesicherte Erkenntnis zu verstehen und unter direkter Beschreibung eine

Aussage, deren Bedeutung in nichts über das tatsächlich Gewährleistete

hinausgeht.

 

Hier aber setzt jetzt ein zweiter Gedankengang ein und verlegt den

Schwerpunkt um einiges mehr in das direkt Sinnlich-Anschauliche. Was nämlich

so gemeinhin als tatsächlich konstatiert erachtet wird, hat nach Mach in vielen

Fällen keinen Anspruch darauf. Auch die direkte, von hypothetischen

Grundlagen frei begriffliche Beschreibung der Tatsachen ist an sich noch nicht

das, was er die einfache oder einfachste begriffliche Beschreibung nennt; für

letztere müssen vielmehr auch noch die verwendeten naturwissenschaftlichen

Begriffe bestimmten Forderungen genügen. Man denke etwa an das seit Hume

aktuelle Problem der Kausalität; als tatsächlich erwiesen gilt für diesen nur die

zeitlich-räumliche Verknüpfung gewisser Ereignisse, die Notwendigkeit dieser

Verknüpfung und was sonst noch zur Bedeutung der Kausalität gehört, ist nach

ihm bloß hinzugedacht. Diesen Humeschen Standpunkt nimmt nun Mach auch

gegenüber anderen physikalischen Begriffen ein; so sind Masse, Energie,

Trägheit zu nennen, Raum, Zeit, Bewegung, Temperatur, Wärmemenge u. a. Sie alle enthalten ihrer üblichen Bedeutung nach mehr als empirisch zu belegen ist;

der Grund dazu liegt in historischen, psychologischen und ökonomischen

Motiven. Will man aber mit solchen Begriffen ein Bild der Welt aufbauen, das

richtig sein soll, so muß man dieses unbewiesene Plus davon fernhalten. Diese

Scheidung führt Mach an einer Reihe von Beispielen durch und die Ergebnisse,

zu denen er gelangt, wollen wir nun in Kürze wiedergeben.

 

Es sind in den folgenden Beispielen stets zwei Punkte, auf die sich Machs

Augenmerk richtet, erstens die Konstatierung der tatsächlichen Grundlagen der

untersuchten Begriffe, zweitens der Nachweis, daß jedes Ueberschreiten dieser

Grundlagen und jedes Argumentieren aus den Produkten solcher

Ueberschreitung zu Unklarheiten führt.[92]

 

So besteht bei dem Gesetze von der Erhaltung der Energie die tatsächliche

Grundlage in der Beobachtung, daß es unmöglich ist, Arbeit aus nichts zu

schaffen, m. a. W. daß die mannigfachsten physikalischen Zustandsänderungen

durch mechanische Arbeit hervorgebracht werden und dort, wo sie wieder

vollständig rückgängig gemacht werden können, den zu ihrer Erzeugung

notwendig gewesenen Arbeitsbetrag wieder zurückliefern.[93] Die

Verwandelbarkeit der Energie in verschiedene Formen besagt aber nicht mehr als

solche Aequivalenz; daß man die Beobachtung überdies dahin deutet, ein

unzerstörbares Etwas – die Energie – bleibe dabei im Grunde erhalten und

ändere nur die Form seiner Aeußerung, diese substantielle Interpretation,

entspricht lediglich einem Bedürfnis unseres Denkens nach Stabilität der

Auffassung, sie wird an die Tatsachen von uns herangebracht, die sich ihr zwar

fügen, sie aber nicht als notwendig verlangen.[94] Und nicht einmal die

Möglichkeit der Interpretation darf man hoch bewerten; die sie gewährleistende

Tatsache der Aequivalenz hängt ganz von zweckentsprechender Wahl der

Maßbegriffe für die neben der Arbeit in Betracht kommenden physikalischen

Zustandsgrößen ab; würde man gewisse Größen anders messen (was nur

historisch bedingt erscheint), so wäre nicht einmal diese Aequivalenz vorhanden

und jeder Anhalt fehlte.[95]

 

Ganz ähnliches gilt aber von dem Begriffe der Wärmemenge; für gewisse

verschwindende thermische Reaktionen treten Aequivalente auf,[96] d. h.

wiederum nur solche, die sich als äquivalent auffassen lassen –, dies ist das

Tatsächliche, für eine substantielle Interpretation desselben fehlt aber die

notwendige Grundlage so sehr[97] wie für die entgegenstehende kinetische; beide

sind also von der einfachen Wiedergabe des Tatsächlichen fernzuhalten. Um hierin klar zu sein, muß vor allem der Temperaturbegriff sicher gestellt werden,

dessen mißverständliche Auffassung vielfach die Quelle nutzloser

Ueberlegungen wurde. Dies wendet sich[98] gegen alles Suchen nach einem

„natürlichen“ Temperaturmaß, nach einer „wirklichen“ Temperatur, für die die

abgelesene nur ein unvollkommener Ausdruck sei, und betont, daß das Maß des

Wärmezustandes eines Körpers – d. i. dessen an die Wärmeempfindung

geknüpftes physikalisches Verhalten – durch irgend eine thermoskopische

Methode nur ein konventionelles ist, so daß Schlüsse daraus nur unter diesem

Vorbehalt zu ziehen sind, wenn sie nicht auf Sinnlosigkeiten führen sollen.[99]

 

Von größter Wichtigkeit ist ferner die Klarstellung der Begriffe von Raum,

Zeit und Bewegung. Sie alle sind nach Mach durch die Erfahrung nur in der

Bedeutung von Relationen gesichert. Ob eine Bewegung gleichförmig sei, kann

nur in Bezug auf eine andere beurteilt werden, die Frage, ob sie an sich

gleichförmig sei, hat daher keinen Sinn.[100] Newtons Versuch, zwischen

absoluter und relativer Bewegung durch das Auftreten, bezw. Fehlen von

Fliehkräften zu entscheiden,[101] ist hinfällig, da er doch nur zwischen zwei

Gruppen relativer Bewegungen trennt.[102] Da somit auch jedes dynamische

Kriterium hinwegfällt und rein phoronomisch ohnedies keine absolute

Orientierung möglich ist, bleibt für die Erfahrung nur relative Bewegung

gegeben.[103]

 

Damit ist aber auch dem Begriff eines absoluten Raumes der Boden entzogen.

Denn für ihn wird zugegeben (Newton), daß in der Erfahrung nur relative Lagen

gegeben seien, und bloß aus den dynamischen Unterschieden der Bewegung

wird die Notwendigkeit gefolgert, einen absoluten Raum als Korrelat der

wirklichen Bewegung anzunehmen. Da Mach aber diese Unterschiede für

hinfällig ansieht, finden sich in der Erfahrung keine Anhaltspunkte für den

Begriff eines absoluten Raums; stellt man ihn dennoch auf, so überschreitet man

damit die Grenzen der Erfahrung.[104]

 

Dasselbe gilt aber auch von der Zeit. Auch sie schied Newton in eine relative

und eine absolute, wobei ihm die relative als das nicht ganz genaue Maß

(Stunde, Tag, Jahr) der absoluten, wahren oder mathematischen Zeit galt, die in

den physikalischen Gleichungen auftritt. Mach wendet dagegen ein, daß die

tatsächliche, physikalische Grundlage des Zeitbegriffs einzig dies sei, daß sich

die Umstände eines Dinges A mit denen eines anderen Dinges B ändern und von

diesen abhängig sind; so bedeutet beispielsweise, daß die Schwingungen eines

Pendels in der Zeit vor sich gehen, nichts anderes als daß die Exkursion des

Pendels von der Lage der Erde abhängig sei.[105] Die Veränderungen der Dinge

an der Zeit schlechthin zu messen, ist man aber völlig außer Stande.[106] Ebenso

kann aber auch eine absolute Zeit – unabhängig von jeder Veränderung – an

nichts gemessen werden, ihre Vorstellung hat daher keinen wissenschaftlichen

Wert.[107] Eine absolute Bewegung, ein absoluter Raum, eine absolute Zeit sind

bloße Gedankendinge, die in der Erfahrung nicht nachgewiesen werden können.

Operiert man mit solchen Begriffen, so überschreitet man die Grenzen der

Erfahrung, was unstatthaft ist und zudem sinnlos, weil man nichts über diese

transempirischen Dinge auszusagen vermag.[108]

 

Wichtig für das Spätere ist noch Machs Haltung gegenüber den Begriffen der

Masse und Trägheit. Entgegen der Newtonschen, eng mit dem Begriff Substanz

zusammenhängenden Definition der Masse als Menge der Materie, weist Mach

nach, daß die Bedeutung dieses Begriffes durchaus nicht aus einer solchen

Vorstellung zu gewinnen ist, sondern nur aus gewissen experimentellen

Erfahrungen.[109] Es läßt sich nur sagen, daß man dann einem Körper die Masse

m zuschreibt, wenn er einem als Einheit angenommenen Vergleichskörper unter

bestimmten Umständen die m-fache Beschleunigung erteilt als er von ihm

erfährt,[110] und daß dann erfahrungsgemäß zwei Körper, die sich im Verhältnis

zu einem dritten als von gleicher Masse erweisen, dies auch in ihrem

gegenseitigen und in ihrem Verhalten zu anderen Körpern tun.[111] „In einem

solchen Massenbegriff liegt keine Theorie, die Quantität der Materie ist unnötig,

er enthält bloß die scharfe Fixierung einer Tatsache“;[112] „über die Anerkennung

dieser Tatsache ist aber nicht hinauszukommen ohne in Unklarheiten zu

verfallen“,[113] heißt es bei Mach. Auf diesen selben Kreis von Erfahrungen

reduziert sich aber auch die ganze Bedeutung des Trägheitsgesetzes.[114] Es sagt

nicht mehr, als daß es Beschleunigungen sind, die Körper unter gewissen von der

Experimentalphysik anzugebenden Umständen aneinander bestimmen,[115] daß,

wenn diese Umstände fehlen, auch die Beschleunigungen ausbleiben[116] und

daß beides gilt, nicht nur wenn man die Beschleunigungen irdischer Körper

relativ gegen die Erde beurteilt, sondern auch wenn man das Verhalten der Erde

gegen die fernen Himmelskörper beachtet.[117] Dabei ist nach dem Früheren

selbstverständlich überall nur von Relativbeschleunigungen die Rede.[118]

 

Diese Darlegungen bilden, obwohl in dem hier vorgezeichneten Rahmen ihrer

Wiedergabe nur wenig Raum gegeben werden konnte, vielleicht den

bedeutendsten Teil von Machs Leistungen. So interessant sie aber auch sind und

so sehr sie mitten in heute noch lebhaft in den beteiligten Fachkreisen

umstrittene Fragen führen, wir haben es nur mit ihrer erkenntnistheoretischen Bedeutung zu tun und dieser gegenüber ist die Stellungnahme kurz und klar

vorgezeichnet.

 

Was ist nachgewiesen? Nachgewiesen ist, daß gewisse physikalische Begriffe

den maßgeblichen Teil ihres Inhalts nur durch die Erfahrung erhalten, und dies

ist eine Selbstverständlichkeit. Selbstverständlich ist dann auch, daß die

Definition eines solchen Begriffs „eine Summe von Erfahrungen konzentriert in

sich enthält“[119], und daß „alle physikalischen Begriffe gekürzte Anweisungen,

die oft selbst wieder andere Anweisungen eingeschlossen enthalten, auf

ökonomisch geordnete, zum Gebrauch bereitliegende Erfahrungen“[120] sind.

Nachgewiesen ist ferner, daß faktisch vorliegende Versuche, bestimmten

physikalischen Begriffen eine Bedeutung zu sichern, die zwar auch aus den

Erfahrungen gefolgert sein soll (und in diesem Sinne als deren Repräsentant

gelten kann), die aber nicht bloß die Erfahrungen ausdrückt, sondern eben auch

das aus diesen Erschlossene (welches wie der absolute Raum selbst durchaus

nicht in die unmittelbare sinnliche Erfahrung zu fallen braucht) fehlschlugen.[121]

 

Was strebt dieser Nachweis aber an? Und da ist zu sagen: Zunächst kann er

bloß mit der Forderung zusammenwirken, daß man nach voreiligen Versuchen

sich mit den Begriffsbildungen einstweilen wieder möglichst eng an die

Erfahrung anschließe, sich möglichst wenig über die durch sie gegebene sichere

Basis erhebe. Eine solche Besonnenheit kann niemals schaden und unter

Umständen kann sie auch zur methodischen Forderung werden. Wir werden im

späteren sehen, daß dies tatsächlich sich mit bemerkenswerten Tendenzen der

modernen Physik berührt. Diese strebt unter der Nachwirkung von Erfahrungen,

deren einige in diesem Abschnitt schon erwähnt wurden, danach, ihren Betrieb

tunlichst vor den Unsicherheiten der an ihre Resultate angrenzenden Metaphysik

zu sichern, indem sie möglichst scharf das, was von ihren Begriffen rein

physikalisch in Betracht kommt, von allem übrigen abscheidet und sich nur auf

ersteres konzentriert. Wir werden über die Schranken dieser Tendenz noch zu

sprechen haben, hier sei festgestellt, daß ihr bei Mach auch nur der Schluß aus

dem Bisherigen auf derzeit gebotene Vorsicht entspräche. Es müßte heißen,

Erklärungen durch Hypothesen schlugen fehl, Ansätze zu Begriffssystemen, die

sich über das unmittelbar Erfahrene erheben wollten, brachen zusammen, es

bleibt uns daher nichts übrig, als unsere Begriffe einstweilen möglichst naiv

empirisch zu gestalten. Ihre ökonomische Repräsentanz der Erfahrungen ist der

einzige Dienst, den wir jetzt schon mit Sicherheit von ihnen beanspruchen

können. – Damit wäre auch für uns die Angelegenheit Mach gegenüber erledigt.

[122]

Aber dies ist nicht die einzige Tendenz der gebrachten Ausführungen. Aus

dem Zusammenhange des Ganzen, aus den Folgerungen, die Mach, wie wir

sehen werden, aus ihr zieht, ergibt sich ein zweiter Sinn seiner Kritik mit

Gewißheit, dahin zielend, daß es überhaupt nicht möglich sei, etwas aus den

Erfahrungen zu erschließen (und einen entsprechenden physikalischen Begriff

sinnvoll zu bilden), das nicht selbst unmittelbar sinnlich erfahrbar ist. Und nur

dies kann, wie gesagt, die mögliche Interpretation seiner Ausführungen sein,

wenn man diese in Zusammenhang mit dem breiten Zuge seines Denkens

betrachten will, der von vielen Seiten her in jenen Sensualismus mündet, für den

nur die sinnlichen Erscheinungen das Reale sind und für den alle

wissenschaftlichen Begriffe nur dazu da sind um zwischen ihnen zu orientieren,

ohne irgend etwas mehr besagen zu können.[123]

 

Dies aber wiederum ist nicht das Bewiesene, selbst wenn man den Umfang

des letzteren mit noch so großer Konzilianz festsetzt. Denn Schwierigkeiten und

tatsächliche Fehlschläge sind noch keine Unmöglichkeiten, auf Grund reiferer

Erfahrungen könnten dieselben Versuche wieder aufgenommen und zum Ziele

geführt werden. So bleibt man in der Akustik ja auch nicht bei den Tönen stehen,

sondern erschließt die sie erregenden Schwingungen und überall wo ein solches

Ueberschreiten der unmittelbaren Erfahrung einwandfrei begründet werden

kann, wird es auch statthaft sein, gleichgültig ob das Erschlossene wie die

Schwingungen tönender Körper, in anderer Hinsicht wieder anschaulich gemacht

werden kann oder nicht.[124] Der Ratschlag, bloß weil bisher Versuche

fehlschlugen, einfach auch alle künftigen für sinnlos zu erklären, ist

wissenschaftlich nicht berechtigt.

 

Denn darüber muß man sich klar sein, daß das danach noch Zurückbleibende

etwas Unzureichendes ist. Man betrachte etwa die bloß nach den Tatsachen

gegebene Definition der Masse; die Masse ist in ihr freilich etwas, das nur in

Relation zu anderen Körpern sich äußert, aber diese anderen Körper können

wechseln und das Verhalten des untersuchten Körpers bleibt doch so, daß ihm

stets dieselbe Masse zuzuschreiben ist. Ist diese individuelle Masse dann dem

untersuchten Körper oder den Vergleichskörpern eigentümlich? Ich möchte diese

Frage, die in den Bereich des Substanzbegriffes gehört, nicht so einfach

beantworten; aber aufwerfen wollte ich sie, denn, wie immer die Antwort

ausfällt, das ist klar, daß die Reaktion, die man unter der Bedeutung „von der

Masse X“ befaßt, enger mit dem Körper zusammenhängt, an dem sie stets

gefunden wird, als mit den Vergleichskörpern, die dabei nur in einem beliebigen,

nicht in einem individuellen Exemplar vorhanden zu sein brauchen; dann liegt aber auch in den Erfahrungen, auf die sich Mach beruft, zumindest schon der

Anstoß zur Bildung eines Eigenschaftsbegriffes. Und ein ganz ähnlicher Fall ist

bei Raum und Zeit gegeben. Weil man verschiedene Vergleichskörper benutzen

kann, sagt Mach, und dadurch von dem einzelnen unabhängig ist, scheinen

Raum und Zeit etwas Besonderes zu sein; darin liegt ein Fehler, denn

unabhängig von Vergleichskörpern kann räumliches und zeitliches Verhalten

nicht beurteilt werden und man weiß auch nicht, wie es in solchem Falle

ausfiele.[125] Aber auch dem gegenüber gilt das Gleiche wie vorhin: gerade der

Umstand, daß trotz verschiedener Vergleichskörper (gemeint ist, daß man

beispielsweise die Zeit an einer Uhr, nach dem Drehungswinkel der Erde, nach

einem Temperaturabfall usw. beurteilen könne) von dem gleichen räumlichen

oder zeitlichen Verhalten gesprochen werden kann, spricht auch dafür, daß dieses

Verhalten etwas von den Vergleichskörpern Unabhängiges ist.[126] (Daß aber bei

völliger Abwesenheit anderer Körper das ursprüngliche Verhalten nicht mehr

vorausgesetzt werden dürfe, gehört überhaupt nicht hierher sondern zur

Besprechung der induktiven Methodik ganz im allgemeinen.) Und so steht es

auch in anderen Fällen.

 

Dann sind aber überall Impulse zum Weiterschreiten tatsächlich vorhanden

und was Mach verlangt, wäre einfach ein Ignorieren derselben und als letztes

Resultat etwas höchst Unbefriedigendes. Es könnte ja sein, daß so etwas bei

genauer Einsicht hingenommen werden müßte, aber man wird dies niemandem

zumuten, wenn nicht zwingende Gründe vorhanden sind oder – wenn als Ersatz

eine andere, die Schwierigkeiten ausschaltende erkenntnistheoretische Haltung

zu Gebote steht. Gerade dies ist aber Machs Fall; die Auffassung, daß es sich um

einen allgemeinen, wechselseitigen Zusammenhang der Erscheinungen handle,

der nirgends fest sondern da und dort nur fester als anderswo ist, spielt hier

bereits herein, die Hoffnung, unter Berücksichtigung dieses Umstandes trotzdem

ein in sich gefestigtes Erkenntnisideal aufstellen zu können, die Aussicht, daß

von diesem aus gesehen ein Bedürfnis, in den vorhin angedeuteten Richtungen

weiter zu schreiten, überhaupt fehlen werde, u. a.

 

Damit hat sich dann aber das Gesamtverhältnis umgekehrt: die geübte Kritik

macht solche Anschauungen nicht in dem Sinne notwendig, daß sie irgendwie

aus ihr schon folgen würden, sondern vielmehr in dem Sinn, daß die Kritik sie

notwendig hat, wenn ihr Resultat ein definitives sein soll. Und wir können auch

am Schlusse dieses Abschnittes sagen: kommen anderswoher noch Argumente

für die Mach eigentümlichen Positionen, so können die hier besprochenen

Ausführungen ihre Tragweite vergrößern, einen selbständigen, entscheidenden Beweiswert haben sie aber nicht.