J. Peter Apel
24.9.2005

31.03.08 Reihenfolge geändert

Regeln der Physik

So, wie Mathematik ihre eigenen Regeln besitzt, besitzt auch Physik als selbständige Wissenschaft ihre eigenen Regeln. Diese zeigen auf, daß Physik etwas wesentlich anderes ist als Mathematik oder Technik. Mathematik ist quantitativ strukturiert, Technik ist erfolgsstrukturiert, Physik ist funktionsstrukturiert. Das Funktionelle der Physik ist durch ihre Ursache-Wirk-Prinzipien bestimmt, die sich als Naturprinzipien verstehen.
So, wie eine Linie in ihrer Länge nachgemessen werden kann und so, wie ein mathematisches Ergebnis nachgerechnet werden kann, muß auch in der Physik ein Postulat kontrolliert werden können. Dieses `Nach- oder Abmessen´ geschieht nach Regeln, die die Physik besitzt, adäquat dazu, wie mathematische Regeln die Mathematik bestimmen.

Bewertungen physikalischer Theorien wie auch dieser Regeln durch `gestandene´ Physiker sind wertlos. Dazu Arthur Clarke in `Im höchsten Grade phantastisch´ (Voraussagefähigkeiten für die Zukunft der Technik), Econ Verlag 1962:
"Stellt ein hervorragender, aber schon alternder Gelehrter fest, daß etwas möglich ist, dann hat er fast sicher recht. Stellt er fest, daß etwas unmöglich ist, dann hat er sich sehr wahrscheinlich geirrt. Vielleicht sollte man das Wort `alternd´ noch ein wenig näher definieren. In der Physik, der Mathematik und der Astronautik bedeutet es so viel wie `über dreißig´. In den anderen Fächern beginnt der senile Verfall manchmal erst in den Vierzigern. Natürlich gibt es auch rühmliche Ausnahmen. Aber, wie jeder junge Forscher, der eben von der Hochschule kommt, weiß, sind Gelehrte über fünfzig zu nichts mehr zu gebrauchen als Vorstandssitzungen und sollten, koste es was es wolle, aus dem Laboratorium fern gehalten werden."
Das ganze anders ausgedrückt: "Hat jemand seinen geistigen Zenit überschritten, fängt er an, sich selbst zu kopieren" (Verfasser nicht mehr bekannt). Und natürlich kopiert er nur altes: Forschungstillstand!

Neues benötigt sachliche Phantasie, keine mathematische Erbsenzählerei. Aufgabe physikalischer Forschung ist die Findung noch nicht bekannter Naturprinzipien, nicht das Berechnen des Äußeren von Naturerscheinungen, das zur Technik zählt, in der der Erfolg alle Mittel `heiligt´. Technik funktioniert schon ohne die Kenntnisse des `Warum´. Die bessere Technik stammt jedoch aus erkanntem `Inneren´, dem Wissen des `Warum´ von Naturerscheinungen, ihren Funktions-Prinzipien.
Die nachfolgenden Regeln, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, sind ohne Ausnahme von allen physikalischen Postulaten einzuhalten.


Über Allem in der Physik steht:

Die Natur ist ausschließlich dinglich!

In jedem Naturgeschehnis gehen alle Wirkungen einzig von am Ort des Geschehens befindlichen dinglichen Einflüssen aus.

Fernwirkungen wie auch Felder (elektrische oder magnetische oder gravitative oder sonstwelche) gibt es nicht!
Felder sind eine nur geistige Anschaulichmachung mathematischer Beschreibungen, sonst nichts.

Regeln der Physik

1. Die Natur ist vollkommen durch Ursache-Wirkungs-Prinzipien bestimmt.
Wirkprinzipien sind nur findbar, nur verbal beschreibbar und nicht definierbar. Es gibt keinen Freiraum, eine physikalische Sache so oder so sehen zu können, es gilt einzig die Sicht (der Kontext) der Natur. Physik ist, heraus zu finden, welche Sicht zu einem Natur-Geschehen eingenommen werden muß!
Z. B. kann für aerodynamische Kraftentstehungen nicht der Bernoulli-Effekt ODER der Coanda-Effekt ODER der mechanische Effekt der schiefen Ebene ODER eine Strömungsumlenkung Ursache sein.
Die physikalische Ursache aerodynamischer Kraftentstehungen kann für den Flug der Hummel, den schlagenden Flug von Vögeln auf der Stelle, dem Vorwärtsflug von Vögeln wie Flugzeugen, im Unter- wie im Überschallflug, für den Schwebeflug von Hubschraubern, für Schiffssegel, für die Vortriebskraft des Propellers, für die Wirkung am Schiffs-Ruderblatt und Bootsschwert, am Tiefenruder von U-Booten, an Flächen von Tragflächenbooten, für Windkraftrotoren, Schaufeln an Gebläsen und Turbinen und selbst für den Magnus-Effekt nur eine der genannten oder keine davon sein.
Die Natur ist `digital´: entweder, ein Vorgang läuft exakt so ab, oder er läuft explizit nicht so ab. Dazwischen gibt es nichts!

2. Jedes Ursache-Wirk-Prinzip läuft so ab, als ob es allein existieren würde. Es gibt keine Beziehungen zwischen Wirkprinzipien.
Eine Natur-Erscheinung kann aber die Summe aus Auswirkungen mehrerer Ursachen sein.

3. Für Naturprinzipien gibt es keine Ausnahmen
Die Beschleunigung eines Körpers nach Newtonscher Physik durch eine äußere Kraft ist in diesem messbar. Beschleunigt sich ein Körper, ohne daß dies in seinem Inneren feststellbar ist (freier Fall), so wird er nicht nach Newtonscher Physik beschleunigt. Die Ursache der Gravitationsbeschleunigung muß somit aus einem Nicht-Newtonschen Naturprinzip bestehen.

4. Zu einer konkreten Wirkung, die auch additiv in einer anderen stecken kann, kann nur eine Ursache kausal verantwortlich sein.
Nur aus diesem Grund ist Physik eine exakte Wissenschaft. Z. B. kann Zeitdilatation nicht aus Geschwindigkeit und Gravitation entstehen, sie muß ein eigenes explizites Ursache-Wirk-Prinzip besitzen. Wesensaufgabe der Physikwissenschaft ist, die kausalen Ursachen für Naturgeschehen zu finden.

5. Physikalische Größen müssen definiert sein, Beziehungen zwischen den Größen dürfen nicht definiert werden, sie sind von der Natur bestimmt.
Schwerkraft, Gravitationskraft, Schwere, Trägheitkraft usw. sind eindeutig zu definieren. Ob diese Kräfte jedoch Aktions- oder Reaktionskräfte sind, darf nicht definiert werden, sondern ist zu ermitteln. Die Naturbestimmtheit gilt auch für die Zuordnung von Faktoren. Die mathematische Regel frei wählbarer Zuordnungen eines Faktors zu Multiplikatoren, woraus in der speziellen Relativitätstheorie mit dem relativistischen Faktor falsche Postulationen wie Massenerhöhung und Längenkontraktion entstanden, gilt in der Physik nicht, auch, wenn das Ergebnis für den relativistischen Impuls das gleiche ist! Mathematik ist nicht Physik, dort ist der relativistische Faktor ausschließlich an die Zeit gebunden.

6. Zu einer Ursache-Wirkungs-Beziehung gehören nur invariante Geschehensgrößen.
Es ist nicht zulässig, wie z. B. in der Aerodynamik, Fahrtwind als geschehensrelevante Größe (Strömung) zu benutzen. Fahrtwind ist im flugzeugfesten Koordinatensystem eine fiktive Strömung, im luftfesten Koordinatensystem als variante Größe nicht vorhanden.

7. Invariante und variante Geschehensgrößen sind mittels Variationen der Koordinatensysteme, vornehmlich derer Bewegungsgeschwindigkeiten, voneinander zu trennen.

8. Für die richtige Sicht von Naturgeschehnissen sind deren natürliche Koordinatensysteme zu finden. Für jedes Geschehen gibt es nur ein einzig richtiges.
Dies zeichnet sich dadurch aus, daß die invarianten Geschehensgrößen explizit vorliegen. In der Aerodynamik ist das natürliche Koordinatensystem das luftfeste.

9.* Theorien, Postulate und Schlußfolgerungen dürfen nur aus absoluten, damit invarianten, Größen des natürlichen Koordinatensystems stammen.
Der Impuls eines Teilchens im Beschleuniger darf z. B. nur nach Newtonscher Physik im Koordinatensystem des Inertialsystems `Teilchen´ bestimmt werden. Der relativistische Faktor (z. Zt. ohne präzise Definition!) kann nicht, wie nach mathematischen Regeln möglich, der Zeit, der Länge oder der Masse zugeordnet werden. Seine Zugehörigkeit ist explizit durch ein Naturprinzip bestimmt.

10. Jedes Naturgeschehen muß aus eigener Theorie nach einem Ursache-Wirk-Prinzip bis hinab zu einem gesicherten Grundprinzip verbal erklärbar sein.
Erklärungen mit dem Grundprinzip von Naturerscheinungen sind entweder einfach oder falsch und niemals mathematisch.
Es ist nicht zulässig, Teilerklärungen aus anderen Geschehnissen zu verwenden. Dadurch entsteht Pseudo-Physik. Z. B. sieht Gravitationsbeschleunigung wie Newtonsche Beschleunigung durch eine Aktionskraft auf eine Masse aus. Aus diesem Äußeren postulierte Newton die Anziehungskrafttheorie. Gravitationsbeschleunigung ist zwar (rein zufällig) mit den Newtonschen Kraft-Formeln beschreibbar, trotzdem ist sie eine aus ganz anderem Naturprinzip entstehende Naturerscheinung, da sich bei ihr in Massen weder Reaktionskräfte noch Zeitänderungen nach dem Natur-Prinzip der Zeitdilatation einstellen.
Ein weiteres Beispiel zeigt die Rotation auf. Ein Körper auf einer ihm aufgezwungenen Rotationsbahn (Rollbahn, an einem Seil hängend, Arme eines Schlittschuhläufers) behält seine Bewegungsgeschwindigkeit nach Newtons erstem Gesetz (Trägheitsgesetz) bei. Wird der Radius ohne Ausübung einer Kraft auf den Körper in dessen Bewegungsrichtung geändert, so behält der Körper seine Geschwindigkeit als Umfangsgeschwindigkeit bei. Das ergibt bei kleiner werdendem Radius somit eine höhere Drehzahl. Mittelbare Erklärungen der Drehzahlsteigerung über z. B. eine Konstanz des in der Technik verwendeten Rotationsimpulses sind in der Physik unzulässig auch, wenn das, wie in diesem Fall, physikalisch paßt. Die eigentliche Ursache, das Trägheits-Prinzip, wird dabei nicht offengelegt. Mit der nicht fehlersicheren Methodik von Erklärungen durch andere Erklärungen sind beliebige Pseudo-Physik-Gebäude erstellbar. In der Aerodynamik hat die unrichtige Verwendung des an sich richtigen Bernoulli-Effektes und seines tatsächlichen, aber nicht ursächlichen, Vorhandenseins im Geschehen von Luftkraftentstehungen einen nach dieser Methodik physikalischen `worst case´ produziert.

11. Theorien für physikalische Geschehnisse bedürfen eines Naturprinzips für Ursache und Wirkung und der Nennung des für die Theorie geltenden natürlichen Koordinatensystems.
Die Relativitätstheorie enthält z. B. kein Ursache-Wirk-Prinzip und ist somit keine Theorie im physikalischen Sinn. Ihre Existenz fußt dennoch auf einem realen Ursache-Wirk-Prinzip, das sie aber aus den von ihr beschriebenen nur äußeren Erscheinungen nicht explizieren kann. Weiter nennt sie nicht das Koordinatensystem, aus dem sie entstand. In der allgemeinen Relativitätstheorie werden gar gleichzeitig zwei benutzt, so daß `die Physik´ in einem nur dreidimensionalen Raum nicht mehr `aufgehen´ kann.

12. Naturerkenntnisse können nur in einer Richtung ermittelt werden: aus der Beobachtung eines Geschehens über eine das Ursache-Wirk-Prinzip des Geschehens beinhaltende Theorie.
Die Rückgewinnung eines physikalischen Wirkprinzips aus einer daraus entstandenen Formel ist grundsätzlich nicht möglich, z. B. Kraft ist Masse mal Beschleunigung: wie kann daraus das Impulsänderungsprinzip heraus gelesen werden?

13. Mathematik paßt mit ihrem Determinismus nur innerhalb Naturprinzipien zur Physik, darf deshalb nicht prinzipübergreifend angewandt werden.
Wie sich bei der Gravitation zeigt, ergeben unterschiedliche Formeln aus unterschiedlichen Theorien solange physikalisch richtige Ergebnisse, wie die Formeln Geschehnisse aus gleichem Naturprinzip beschreiben. Der mathematische Determinismus kann dabei jedoch nicht unterscheiden, welche Formel/Theorie die richtige ist.
Die Sprache und damit die `Denke´ der Physik sind verbal beschriebene Prinzipien, nicht Determinismen der Mathematik.

14. Ein Naturgeschehen ist nicht deshalb so, weil es der mathematische Determinismus einer Formel so vorgibt, sondern: der Determinismus einer Formel paßt nur zufällig (von Gott gewollt?) zu einem Naturgeschehen.
Mathematische Gestaltungsmöglichkeiten gestatten die Beschreibung jedweder Vorgänge, aus falschen Koordinatensystemen mit varianten und fiktiven Größen eingeschlossen. Deshalb ist Mathematik kein Überprüfungsmittel für physikalische Thesen. Physikalische Theorien beweisen sich ausschließlich dadurch, daß sie qualitativ richtige Voraussagen für Naturgeschehnisse machen können und keine Fragen in ihrem Bereich offen lassen. Eine einzige unbeantwortbare Frage macht eine Theorie in Gänze und Grundsatz zunichte! Das `Ausquetschen´ der Determinismen mathematischer Formeln zu physikalischer Interpretation ist nur innerhalb eines Naturprinzips zuläßig.

15. In Inertialsystemen gilt die Newtonsche Physik mit dem Zeitgang, den das jeweilige Inertialsystem hat.
Beobachtungen hinein in Inertialsysteme mit anderen Zeitgängen zeigen zeitlich veränderte (Zeitlupe/Zeitraffer) Geschehensverläufe. Diese scheinen für den Beobachter falsch zu sein. Die Beobachtung von der Erde in ein Inertialsystem, in dem die Zeit wesentlich langsamer verläuft, würde einen Auto-Aufprall zeigen, wie er in Zeitlupe von Auto-Crash-Versuchen bekannt ist. In dem mit langsamerem Zeitgang behafteten Inertialsystem ist jedoch die zu langsam erscheinende Geschwindigkeit in Wirklichkeit die Geschwindigkeit, die zu dem beobachteten Schaden nach der im Inertialsystem gelten müssenden Newtonschen Physik paßt! In dem Inertialsystem mit seinem anderen Zeitgang, damit auch anderer nominaler Geschwindigkeit, bestehen keine Notwendigkeiten, eine Masse oder eine Länge an von der Erde abweichende Maßstäbe anpassen zu müssen. Das von der Erde Abweichende ist ausschließlich der andere Zeitgang, der die Newtonsche Physik `mitnimmt´.

16. Die Natur ist nicht übernatürlich!
ALLE Naturgeschehen lassen sich verbal verständlich erklären.
Mathematik kann die Natur beschreiben, aber nicht erklären.
Es ist Pseudo-Physik, z. B. für die Kräfte der Natur mit ihren unterschiedlichen physikalischen Prinzipien mathematische `Brücken´ herzustellen. Zulässig ist nur ein übergeordnetes Naturprinzip.
Höhere Dimensionen entspringen ausschließlich mathematischen Determinismen.
In der Natur (Physik) gelten nur Prinzipien. Übernatürliche Prinzipien müßten gefunden werden.
Eine `Weltformel´, wenn es sie denn gäbe, könnte grundsätzlich nur aus Natur-Prinzip-Brücken erstellt werden.


Das Wesen der Natur sind ihre Ursache-Wirk-Prinzipien.
Nur sie stellen das Wissen der Menschheit dar, nicht daraus entstehende Formeln.


*geändert 7.3.08. Zuvor: Theorien, Formeln, Postulate und Schlußfolgerungen dürfen nur aus realen und invarianten Größen des gleichen Koordinatensystems stammen.

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