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Wissenschaftsgeschichte

Einsteins „Auffassung von Raum und Zeit“

Als Einstein 1915 die allgemeine Relativitätstheorie präsentierte, war er 36 und lebte in Berlin.
Als Einstein 1915 die allgemeine Relativitätstheorie präsentierte, war er 36 und lebte in Berlin.(c) Bettmann Archive (Bettmann)
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„Die denkbar weitgehendste Verallgemeinerung“: Das Originalmanuskript, mit dem Albert Einstein 1915 der Preußischen Akademie seine allgemeine Relativitätstheorie vorstellte, ist erstmals als Buch erhältlich.

Die im Nachfolgenden betrachtete Theorie bildet die denkbar weitgehendste Verallgemeinerung der heute allgemein als ,Relativitätstheorie‘ bezeichneten Theorie“: So begann Albert Einstein seine im November 1915 bei der Preußischen Akademie der Wissenschaften eingereichte Darstellung der allgemeinen Relativitätstheorie. Nachdem seine spezielle Relativitätstheorie zehn Jahre zuvor die Vorstellung von Raum und Zeit revolutioniert hatte, brachte ihre Verallgemeinerung ein grundlegendes Verständnis der Gravitation als Folge gekrümmter Raumzeit, deren Form wiederum durch die Materie bestimmt wird.

Das 46-seitige Originalmanuskript wurde nun, ergänzt um ein Vorwort von Hanoch Gutfreund, Direktor des Einstein-Archivs der Universität Jerusalem, erstmals als limitierter Sonderband veröffentlicht: ein Dokument der Geistesgeschichte. Präsentiert wird es angemessen: großformatig, in einem Schuber, schlicht, aber hochwertig. Der Druck ist makellos. Zum Reiz dieses Schriftstücks gehört, dass es handschriftlich vorliegt. Die ersichtlichen Korrekturen (die „offizielle“ Fassung in den Annalen der Physik 1916 weicht nochmals etwas ab) vermitteln den Eindruck, Einstein beim Denken zuzusehen.

Albert Einstein The General Theory Of Relativity – Manuscript SP Books – ?ditions des Saints Pères, 70 Seiten
Albert Einstein The General Theory Of Relativity – Manuscript SP Books – ?ditions des Saints Pères, 70 Seiten(c) Rose

„Erkenntnistheoretischer Mangel“

Wie viel kann ein Laie von der Lektüre eines Textes profitieren, der für Physiker gedacht ist und – wie in dieser Disziplin üblich – gefühlt mehr mathematische Symbole enthält als Wörter? Das Buch ist gewiss kein populärwissenschaftliches Werk und hat keineswegs den Anspruch, die Relativitätstheorie allgemein verständlich zu erklären. Und natürlich ist darin noch keine Rede von Phänomenen wie Urknall, Schwarzen Löchern oder Gravitationswellen, deren Existenz erst später aus den Gleichungen gefolgert und (im Fall der Gravitationswellen hundert Jahre später) durch Beobachtungen bestätigt wurde. Auch sagt das Manuskript nichts über die Geschichte der Theorie und ihre Stellung als Grundpfeiler im Gebäude der Physik.

Es ist nicht mehr und nicht weniger als ein wissenschaftlicher Artikel – geschrieben für Fachleute. Philosophisch Interessierte wird vielleicht begeistern, wie Einstein seine „Erweiterung des Relativitätspostulats“ begründet: „Der klassischen Mechanik und nicht minder der speziellen Relativitätstheorie haftet ein erkenntnistheoretischer Mangel an, der vielleicht zum ersten Male von E. Mach hervorgehoben wurde.“

Während man die spezielle Relativitätstheorie noch mit Mittelschulkenntnissen und Gedankenexperimenten („Zwei Züge bewegen sich...“) nachvollziehen kann, braucht man für die allgemeine eine Mathematik, die den allermeisten fremd ist und die sich auch Einstein erst aneignen musste. Wer diese Sprache nicht beherrscht, wird bei der Lektüre so ratlos sein wie jemand ohne Ahnung von Noten beim Anblick einer Partitur.

 

Zahlreiche Ausbesserungen

Das Manuskript gliedert sich in fünf Teile. Im ersten legt Einstein die konzeptuelle Basis seiner Theorie dar, merklich bemüht, seine Gedankengänge klar herauszuarbeiten. In den oft altertümlich wirkenden Formulierungen kommt die strenge Logik umso mehr zur Geltung. Zahlreiche Ausbesserungen zeugen vom Streben nach Präzision. Trotz des großen Themas bleibt der Stil nüchtern, fast lehrbuchhaft. An einer Stelle stellt er seinen (schon in der speziellen Relativitätstheorie geprägten) Begriff einer vierdimensionalen Raumzeit geradezu mit Understatement dar: „Diese Auffassung von Raum und Zeit schwebte den Physikern stets, wenn auch nur unbewusst, vor, wie aus der Rolle klar erkennbar, welche diese Begriffe in der messenden Physik spielen.“

Im zweiten Teil ist der nur an verbalen Erläuterungen interessierte Leser verloren. Hier werden die notwendigen Elemente der Riemannschen Differenzialgeometrie eingeführt: Einstein stapelt die Bausteine auf, aus denen er dann seine Gleichungen zimmert. Dass er dabei des öfteren Zahlen oder Indizes ausgebessert hat, zeugt je nach Lesart von Zerstreutheit oder davon, dass auch er noch mit dem (von ihm mitentwickelten) Formalismus zu kämpfen hatte.

Im dritten Abschnitt werden endlich jene Gleichungen formuliert, die so etwas wie das Alte Testament der Physik darstellen. (Das Neue wäre in diesem Bild die Quantentheorie.) Wie in wissenschaftlichen Arbeiten üblich steuert Einstein direkt auf das Endergebnis zu, nimmt dabei Abkürzungen, die wohl erst a posteriori gefunden wurden. Wer sich eine ausführliche Schilderung der Wege und Irrwege erwartet, die ihn zu seinen Gleichungen geführt haben, wird enttäuscht sein. Diese selbst – für das ursprüngliche Zielpublikum der eigentliche Inhalt – haben mit Ausdrücken wie ΓαμδΓδανfür den Laien nur ornamentalen Charakter.

In den beiden letzten Abschnitten folgen erste Anwendungen. Es wird das Verhalten von Materie und elektromagnetischen Feldern angerissen, schließlich wendet Einstein seine Gleichungen auf die Periheldrehung des Merkur und die Lichtablenkung im Gravitationsfeld der Sonne an – zwei der klassischen Tests seiner Theorie. Die Rechnungen zur Periheldrehung (deren Wert mit der Newtonschen Physik nicht erklärbar war) hat Einstein in eine eigene Arbeit ausgelagert. In der vorliegenden findet sich die Berechnung zur Lichtablenkung, deren experimentelle Bestätigung bei der Sonnenfinsternis 1919 den Durchbruch für die allgemeine Relativitätstheorie bedeutete. Eine im Text erwähnte Skizze fehlt. Laut Verlag auch im Originalmanuskript. Hierzu müsste man wohl ebenso Einstein befragen wie zu der Bedeutung der gelegentlichen farbigen Markierungen.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 04.02.2020)