Acht Vorlesungen über theoretische Physik. (Q1487626)

Die hier im Druck vorliegenden Vorlesungen sind unter dem Titel: ``Das gegenwärtige System der theoretischen Physik'' im Frühjahr 1909 an der Columbia University gehalten. Sie bilden im wesentlichen eine weitere Ausführung eines theoretisch-physikalischen Programms, dessen Grundzüge der Verf. vor einem Jahre in einem Vortrage über die Einheit des physikalischen Weltbildes (s. F. d. M. 40, 847, 1909, JFM 40.0847.01) dargelegt hatte, und bezwecken, in großen Zügen eine Darstellung des Systems als eines ganzen zu entwickeln, d. h. eine Schilderung der Grundsätze zu geben, welche die heutige Physik beherrschen, der wichtigsten Hypothesen, deren sie sich bedient, der großen Gedanken, welche gerade in neuerer Zeit in sie eingedrungen sind. Auf Einzelheiten wird dabei nur eingegangen, um allgemeine Sätze durch spezielle, passend gewählte Beispiele zu erläutern. Die erste Vorlesung beginnt mit einigen allgemeinen Erörterungen über die Entwicklung des Systems der theoretischen Physik, Erörterungen, die sich ihrem wesentlichen Inhalt nach mit denen des vorjährigen Vertrags decken, um dann die beiden Hauptsätze der mechanischen Wärmetheorie eingehend zu besprechen. Es wird dabei gezeigt, daß der Gegensatz zwischen reversiblen und irreversiblen Prozessen ein viel tiefer liegender ist als etwa zwischen mechanischen und elektrischen Prozessen, und daß daher dieser Unterschied mit besserem Rechte als irgendein anderer zum vornehmsten Einteilungsgrund aller physikalischen Vorgänge gemacht werden sollte. Die zweite Vorlesung behandelt die thermodynamischen Gleichgewichtszustände in verdünnten Lösungen. Die notwendigen und hinreichenden Gleichgewichtsbedingungen werden in eine allgemeine Gleichung zusammengefaßt, aus der sich die für jeden speziellen Fall erforderlichen Bedingungen durch ein eindeutiges Verfahren ergeben. In der dritten Vorlesung wird dargelegt, daß man in der atomistischen Theorie der Materie eine vollständige Erklärung für den ganzen Inhalt des zweiten Hauptsatzes der Wärmetheorie findet, wenn man mit \textit{Boltzmann} die Entropie durch die Wahrscheinlichkeit definiert. Durch die Einführung der Hypothese der elementaren Unordnung lassen sich die irreversiblen Prozesse auflösen in reversible Elementarprozesse. Die Irreversibilität beruht also nicht auf einer elementaren Eigenschaft der physikalischen Vorgänge, sondern lediglich auf der Häufung zahlreicher gleichartiger ungeordneter Elementarvorgänge, deren jeder einzelne vollständig reversibel ist. Irreversibel sind nur die Mittelwerte der aus den Elementarvorgängen gebildeten Vorgänge, die makroskopischen Zustandsänderungen. Hier liegt also ein Fall vor wo ein direkter Schluß von den Teilen auf das Ganze zu falschen Resultaten führen würde. In der vierten Vorlesung wird an dem Beispiel eines idealen einatomigen Gases gezeigt, wie die Berechnung der Wahrscheinlichkeit ohne jede speziellere Hypothese dazu führt, nicht nur die aus der Thermodynamik bekannten Eigenschaften des Gases zu finden, sondern noch weitere Schlüsse zu ziehen, die über die der reinen Thermodynamik erheblich hinausgehen. In den beiden nächsten Vorlesungen werden in großen Zügen die wesentlichen Folgerungen entwickelt, die sich aus der elektromagnetischen Lichttheorie für die der Wärmestrahlung eigentümlichen Größen ergeben; und es wird sodann diejenige universelle Funktion aufgestellt, die die Energieverteilung im normalen Spektrum regelt, durch Berechnung der Entropie eines Resonators, welcher sich in einem mit schwarzer Strahlung erfüllten Vaknum befindet und dort zum Mitschwingen erregt wird. Die beiden letzten Vorlesungen sind der allgemeinen Dynamik gewidmet und behandeln das Prinzip der kleinsten Wirkung und das der Relativität. Dies der Inhalt der Vorlesungen, die, wenn sie auch nicht den Anspruch erheben, die Prinzipien der theoretischen Physik nach allen Richtungen erschöpfend zu behandeln, doch ein klares Bild über die im Vordergrunde des wissenschaftlichen Interesses stehenden Fragen geben.