Maxwells Prophetie

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Die Definition einer mengenartigen Größe beruht 1) auf einem Referenzobjekt und 2) auf einer Vorschrift, wie ein beliebiges Objekt mit dem Referenzobjekt zu vergleichen ist, damit dabei eine Maßzahl herauskommt. Prinzipiell lassen sich alle mengenartigen Größen an demselben Referenzobjekt definieren. Dafür müssen nur die Mengen so in ihm vertreten sein, dass sich die größenspezifischen Vergleichsvorschriften jeweils sinnvoll definieren lassen.

Ursprünglich ist zumindest für Meter und Sekunde auf genau diese Weise verfahren worden, indem ihnen nämlich die Geometrie der Erde (10-millionster Teil eines Erdmeridianquadranten) bzw. das Drehverhalten der Erde (86.400-ster Teil des mittleren Sonnentages) zugrundegelegt wurde. Würde man Objekte statt mit einer Balkenwaage (an einer beliebigen Stelle in einem beliebigen Gravitationsfeld gegen das Ur-Kilogramm) mit einer Federwaage (an einer bestimmten Stelle im Gravitationsfeld der Erde) wiegen, dann wäre auch die Erdmasse einbezogen gewesen.

Bereits James Clerk Maxwell (1831-1879), einer der einflussreichsten Wissenschaftler und zugleich auch einer der wenigen „Atomisten“ seiner Zeit, hatte durchaus prophetisch angemahnt, die Längen-, Zeit- und Masseeinheiten nicht in den Abmessungen, in der Bewegung und in der Masse unseres Planeten zu suchen, sondern „in der Wellenlänge, der Frequenz und der Masse der unvergänglichen, unveränderlichen und vollkommen gleichartigen Atome.“ [Schrüfer 92007, 20]

Tatsächlich stehen jedoch nicht die „unvergänglichen, unveränderlichen und vollkommen gleichartigen Atome“ bei der Definition der klassischen Normalen im Mittelpunkt, sondern Licht- und Drehimpulsquanten:

Die Einheit der Masse wird zwar aktuell noch von einem Unikat repräsentiert, soll sich zukünftig aber aus dem Drehimpulsquantum ableiten (Watt-Waage).
Die Einheit der Länge leitet sich aus der Geschwindigkeit von Lichtquanten im Vakuum ab.
Die Einheit der Zeit leitet sich aus der Frequenz von Lichtquanten ab, die beim Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids 133Cs entstehen.

Sollte das Massennormal zukünftig tatsächlich über eine Watt-Waage eingestellt werden und nicht über eine auszählbare Menge „kleiner Massen“, dann wird am Ende nur die Stoffmenge in einer speziellen Eigenschaft der Atome begründet, nämlich ihrer chemischen Umwandelbarkeit.