Bezugssysteme

Um die in der Natur ablaufenden Prozesse beschreiben zu können ist ein sogananntes Bezugssystem notwendig^1.1$^)$. In einem beliebigen Bezugssystem ist der Raum im allgemeinen weder homogen noch isotrop. Das bedeutet, daß in mechanischer Hinsicht verschiedene Lagen im Raum und verschiedene Richtungen nicht äquivalent sind^1.2$^)$, selbst wenn der betrachtende Körper in keiner Wechselwirkung mit einem anderen Körper steht. Dasselbe trifft im allgemeinen Fall auch für die Zeit zu, die dann nicht homogen ist, d.h. die verschiedenen Zeitmomente sind nicht äquivalent. Ein beliebiges Bezugssystem besteht im günstigsten Fall aus Zweibezugsystemen, die zueinander proportional sind. Bezeichen wir mit X die Koordinate des ersten und mit x des zweiten Bezugssystems, so können wir für die Proportionalitätsfaktoren des jeweiligen Bezugssystems schreiben:

$$X = \alpha^{-1} x \quad , \qquad\alpha = \mbox{die Proportionalit\uml {a}tsfaktor von System} \ {\bf 1}$$

$$x = \beta \ X \ \quad , \qquad\beta = \mbox{die Porportionalit\uml {a}tsfaktor von System} \ {\bf 2}$$

Die Komplikation, die derartige Eigenschaften des Raumes und der Zeit bei der Beschreibung mechanischer Erscheinungen mit sich bringen, ist offensichtlich. So könnte z.B. ein freier Körper sich nicht dauernd in Ruhe befinden; wenn auch die Geschwindigkeit des Körpers zu irgendeinem Zeitpunkt gleich Null ist. So würde der Körper schon im nächsten Moment beginnen, sich in irgengdeine Richtung zu bewegen. Offentsichtlich kann die galileilische Physik mit diesem Dilema nicht leben. Um diesem zu entgehen findet man einen Ausweg, der dann folgendermaßen formuliert wird. Es ist immer möglich, Bezugssysteme zu finden, in denen sich ein frei bewegender Körper, d.h. ein solcher, der keinen äußeren Kräften unterliegt, konstante Geschwindigkeit besitzt. Sie heißen Inertialsysteme. In einem solchen Inertialsystem wird z.B ein freier Körper, der sich zu irgendeinem Zeitpunkt in Ruhe befindet, auf unbegrenzte Zeit in Ruhe verharren. An dieser Stelle ist es angebracht, die Aussichten Newtons ^1.3$^)$ über Raum und Zeit wiederzugeben. Er sagte: Der absolute Raum bleibt vermöge seiner Natur und ohne Beziehung auf einen äußeren Gegenstand stets gleich und unbeweglich. Die absolut wahre und mathematische Zeit verfließt an sich und vermöge ihrer Natur gleichförmig und ohne Beziehung auf irgendeinen äußeren Gegenstand (Sie wird auch Dauer genannt). In der dualen Physik dagegen finden wir unterschiedliche Bezugssysteme vor, die einem Teilchen zugeordnet werden. Einmal wird das Teilchen in der Energietheorie als punktförmig, anderenfalls als ein Teilchen in der Impulstheorie mit endlichen Volumenausdehnung beschrieben.