First Science Course
Light, Color, Sound, Mass, Electricity, Magnetism
GA 320
2 January 1920, Stuttgart
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First Science Course, tr. SOL
Neunter Vortrag
Ninth Lecture
[ 1 ] Meine lieben Freunde!
[ 1 ] My dear friends!
[ 2 ] Es ist mir ja außerordentlich leid, dass diese Auseinandersetzungen gar so sehr improvisiert sind und aphoristisch bleiben müssen, allein es geht eben nicht anders, als Ihnen in diesen Tagen eine Anzahl von Gesichtspunkten zu geben und dann, wenn ich in einiger Zeit wiederum hier sein werde, die Sache fortzusetzen, sodass Sie dann irgendetwas Abgerundetes mit der Zeit aus diesen Auseinandersetzungen werden bekommen können. Ich muss aber, um Ihnen die paar Gesichtspunkte, die ich Ihnen abschließend morgen entwickeln werde und die wiederum möglich machen, dass wir einige Lichter hinwerfen auf die pädagogische Verwertung der naturwissenschaftlichen Erkenntnisse, ich muss heute Ihren Blick lenken auf die Entwicklung der elektrischen Erscheinungen, der Erscheinungen der Elektrizität, und ich werde anknüpfen an Dinge, die Ihnen eigentlich von der Schulbank her geläufig sind, weil wir eben von da ausgehend dann morgen das Gesamtgebiet der Physik überschauend charakterisieren wollen.
[ 2 ] I am truly sorry that these discussions are so improvised and must remain aphoristic, but there is simply no other way than to present you with a number of perspectives these days and then, when I return here in due course, to continue the discussion, so that over time you will be able to derive something well-rounded from these discussions. However, in order to present the few points of view that I will elaborate on tomorrow—and which, in turn, will allow us to shed some light on the educational application of scientific findings— I must direct your attention today to the development of electrical phenomena—the phenomena of electricity—and I will build upon concepts that are actually familiar to you from your school days, because starting from there, we intend to characterize the entire field of physics tomorrow by taking a broad overview.
[ 3 ] Nicht wahr, die elementaren Dinge der Elektrizitätslehre kennen Sie. Sie wissen, dass es das gibt, was man die Reibungselektrizität nennt, dass man zum Entfalten einer Kraft bringt eine Glasstange, indem man sie mit irgendeinem Reibzeug, wie man es nennt, reibt, oder auch eine Harzstange, dass dadurch die Glasstange oder Harzstange, wie man sagt, elektrisch wird, das heißt kleine Körper, Papierschnitzelchen, anzieht. Sie wissen auch, dass die Beobachtung der Erscheinungen allmählich ergeben hat, dass in ihrer Entfaltung verschieden sind die beiden Kräfte, die ausgehen im einen Fall von der geriebenen Glasstange, im anderen Fall von der geriebenen Harzstange oder der Siegellackstange: Wenn die Stange veranlasst worden ist, Papierschnitzelchen anzuziehen, so wird dasjenige, was von der Glasstange in einer bestimmten Weise, wie man sagt, elektrisch durchtränkt wird, in der entgegengesetzten Weise von der Harzstangen-Elektrizität elektrisch durchtränkt, und man unterscheidet daher, indem man sich mehr an das Qualitative anschließt, Glaselektrizität und Harzelektrizität, oder, indem man das bloß mehr allgemein ausdrückt, positive Elektrizität und negative Elektrizität. Die Glaselektrizität würde die positive, die Harzelektrizität die negative sein.
[ 3 ] You do know the basics of electricity, don't you? You know that there is what is called static electricity, that one can induce a charge in a glass rod by rubbing it with some kind of rubbing material, as it is called, or in a resin rod, and that as a result, the glass rod or resin rod, as they say, becomes electrified—that is, it attracts small objects, such as scraps of paper. You also know that observation of these phenomena has gradually revealed that the two forces—one emanating from the rubbed glass rod in one case, and the other from the rubbed resin rod or sealing wax rod in the other—differ in their manifestation: When the rod has been caused to attract small pieces of paper, that which is, as it were, electrically imbued by the glass rod in a certain way is electrically imbued in the opposite way by the resin rod’s electricity; and one therefore distinguishes—by focusing more on the qualitative aspect— glass electricity and resin electricity; or, to put it more generally, positive electricity and negative electricity. Glass electricity would be the positive, and resin electricity the negative.


[ 4 ] Nun ist das Eigentümliche, dass positive Elektrizität negative Elektrizität immer in gewisser Weise herbeizieht. Sie können diese Erscheinung aus der sogenannten Leidener Flasche ersehen, also in jenem Gefäß, das außen mit einem elektrisierbaren Belag versehen ist, das hier [innerhalb dieses Belags] dann isoliert ist, das dann [ganz] im Innern mit einem anderen [elektrisierbaren] Belag versehen ist, der sich fortsetzt in eine Metallstange mit einem Metallkopf. Wenn man nun eine [Glasstange] elektrisch gemacht hat und diese Elektrizität mitteilt — was man kann — dem äußeren Belag, so wird der äußere Belag positiv elektrisch, erzeugt die Erscheinungen der positiven Elektrizität. Dadurch aber wird der innere Belag negativ elektrisch. Und wir können, wie Sie wissen, dann, indem wir verbinden den Belag, der mit positiver Elektrizität angefüllt ist, und den Belag, der mit negativer Elektrizität angefüllt ist, wir können es zu einer Verbindung der positiv elektrischen und negativ elektrischen Kraft bringen, wenn wir sie in eine solche Lage versetzen, dass die eine Elektrizität sich bis hierher fortsetzen kann und sich gegenübersteht der anderen. Sie stehen sich mit einer gewissen Spannung gegenüber und fordern ihren Ausgleich. Es springt der Funke von dem einen auf das andere über. Wir sehen also, dass Elektrizitätskräfte, die sich so gegenüberstehen, eine gewisse Spannung haben und zum Ausgleich streben. Der Versuch wird vor Ihnen oftmals gemacht worden sein.
[ 4 ] Now, the peculiar thing is that positive electricity always attracts negative electricity in a certain way. You can observe this phenomenon in the so-called Leyden jar—that is, in that vessel which is coated on the outside with an electrifiable material, which is then insulated [within this coating], and which is then [entirely] lined on the inside with another [electrifiable] material that extends into a metal rod with a metal tip. Now, if one has electrified a [glass rod] and transfers this electricity—which is possible—to the outer coating, the outer coating becomes positively charged and exhibits the phenomena of positive electricity. As a result, however, the inner coating becomes negatively charged. And as you know, we can then—by connecting the coating charged with positive electricity to the coating charged with negative electricity—bring about a combination of positive and negative electrical forces, provided we position them such that one charge can extend this far and come into contact with the other. They face each other with a certain voltage and seek to balance each other out. A spark jumps from one to the other. We see, then, that electric forces facing each other in this way possess a certain voltage and strive for equilibrium. This experiment has likely been performed many times before you.
[ 5 ] Sie sehen hier die Leidener Flasche. Aber wir brauchen noch eine [Entladungs-]Gabel. Ich will einmal hier laden. Es ist noch zu schwach. Ein bisschen stoßen sich die Plättchen [des Elektroskops] ab. Es würde also, wenn wir hier genügend laden würden, die positive Elektrizität die negative hervorrufen, und wir würden, wenn wir beide einander gegenüberstehend hätten, durch eine Entladungsgabel den Funken zum Überspringen bringen. Sie wissen aber auch, dass diese Art, elektrisch zu werden, eben mit dem Ausdruck Reibungselektrizität bezeichnet wird, weil man es zu tun hat eben mit der durch Reibung hervorgegangenen, irgendwie gearteten Kraft — so möchte ich vorläufig sagen.
[ 5 ] Here you can see the Leyden jar. But we still need a [discharge] fork. I’ll try charging it here. It’s still too weak. The plates [of the electroscope] are repelling each other slightly. So, if we were to charge this sufficiently, the positive electricity would induce the negative, and if we had both facing each other, we could cause a spark to jump across using a discharge fork. But you also know that this way of becoming electrified is precisely what is referred to as “friction electricity,” because we are dealing with a force of some kind produced by friction—that is what I would like to say for now.
[ 6 ] Nun wurde, wie ich Ihnen auch nur zu wiederholen brauche, eigentlich erst um die Wende des achtzehnten und neunzehnten Jahrhunderts zu dieser Reibungselektrizität hinzugefunden, entdeckt dasjenige, was man Berührungselektrizität nennt. Und damit wurde für die moderne Physik ein Gebiet eröffnet, das sich gerade außerordentlich fruchtbar erwiesen hat für die materialistische Ausgestaltung der Physik. Ich brauche Sie auch da nur an das Prinzip zu erinnern. Galvani beobachtete einen Froschschenkel, der in Verbindung war mit Metallplatten und der in Zuckungen geriet, und hatte damit eigentlich, man möchte sagen, etwas außerordentlich Bedeutsames gefunden, — zwei Dinge zugleich gefunden, die nur voneinander abgetrennt werden mussten und die heute noch nicht ganz sachgemäß voneinander abgetrennt sind zum Unheil der naturwissenschaftlichen Betrachtungen. Galvani hatte dasjenige gefunden, was wenig später Volta'® eben als die eigentliche Berührungselektrizität'' bezeichnen konnte. Er hatte die Tatsache gefunden, dass, wenn zwei verschiedene Metalle sich berühren, so, dass ihre Berührung vermittelt wird durch entsprechende Flüssigkeiten, so entsteht eine Wechselwirkung, die in Form einer elektrischen Strömung von dem einen Metall zu dem andern sich äußern kann.
[ 6 ] Now, as I hardly need to remind you, it was not until the turn of the eighteenth and nineteenth centuries that this form of frictional electricity was actually discovered—namely, what is known as static electricity. And this opened up a field for modern physics that has proven to be exceptionally fruitful for the materialist development of physics. Here, too, I need only remind you of the principle. Galvani observed a frog’s leg connected to metal plates that began to twitch, and in doing so had, one might say, discovered something extraordinarily significant—he had discovered two things at once that merely needed to be separated from one another and that even today have not been properly distinguished, to the detriment of scientific inquiry. Galvani had discovered what Volta would, a short time later, describe as “contact electricity.” He had discovered the fact that when two different metals come into contact—with their contact mediated by appropriate liquids—an interaction arises that can manifest itself in the form of an electric current flowing from one metal to the other.
[ 7 ] Damit haben wir die elektrische Strömung, die verläuft rein auf dem Gebiete des unorganischen Lebens scheinbar, wir haben aber, indem wir hinblicken auf dasjenige, was Galvani eigentlich bloßlegte, auch noch das, was man gewissermaßen als physiologische Elektrizität bezeichnen kann, einen Kraftspannungszustand, der eigentlich immer besteht zwischen Muskel und Nerv und der geweckt werden kann, wenn elektrische Ströme durch Muskel und Nerv hindurchgeführt werden. Sodass in der Tat dasjenige, was Galvani damals gesehen hat, zweierlei enthielt: Dasjenige, das man einfach auf unorganischem Gebiet nachbilden kann, indem man Metalle durch Vermittlung von Flüssigkeiten zur Ausbildung der elektrischen Ströme bringt. Dann auch hat er beobachtet dasjenige, was in jedem Organismus ist, bei gewissen elektrischen Fischen und anderen Tieren besonders hervortritt als Spannungszustand zwischen Muskel und Nerv, der sich auf den äußeren Anblick ähnlich ausnimmt in seinem Ausgleich wie strömende Elektrizität und ihre Wirkungen. Damit war aber alles dasjenige gefunden, was dann zu gewaltigen wissenschaftlichen Erkenntnisfortschritten auf materialistischem Gebiet einerseits geführt hat, was auf der anderen Seite so gewaltige, epochemachende Grundlagen für die Technik ergeben hat.
[ 7 ] Thus we have the electric current, which apparently flows solely within the realm of inorganic life, but by looking at what Galvani actually uncovered, we also have what can, in a sense, be called physiological electricity—a state of electrical potential that actually always exists between muscle and nerve and that can be stimulated when electric currents are passed through the muscle and nerve. So, in fact, what Galvani observed at that time comprised two aspects: that which can be simply replicated in the inorganic realm by causing metals to generate electric currents through the mediation of liquids. He also observed what is present in every organism—and is particularly evident in certain electric fish and other animals—as a state of tension between muscle and nerve, which, to the naked eye, resembles flowing electricity and its effects in its equilibrium. With this, however, everything had been discovered that subsequently led, on the one hand, to tremendous scientific advances in the materialistic realm and, on the other hand, laid such immense, epoch-making foundations for technology.
[ 8 ] Nun handelt es sich darum, dass ja das neunzehnte Jahrhundert hauptsächlich angefüllt war von der Anschauung, man müsse etwas herausfinden, was als ein abstrakt Einheitliches allen Naturkräften — wie man sie nennt — zugrunde liegt. In dieser Richtung hatte man ja auch dasjenige, wovon ich Ihnen schon gesprochen habe, ausgedeutet, was in den vierziger Jahren des vorigen Jahrhunderts Julius Robert Mayer, der bekannte geniale Heilbronner Arzt, zutage gefördert hat. Wir haben vorgeführt, was von ihm zutage gefördert worden ist: Wir haben mechanische Kraft entwickelt, indem wir ein Schwungrad in Drehung gebracht haben, das Wasser in innere mechanische Tätigkeit versetzt haben. Dadurch aber ist das Wasser wärmer geworden. Die Erwärmung konnten wir nachweisen, und man kann sagen, dass diese Entwicklung der Wärme eine Wirkung ist der mechanischen Leistung, der mechanischen Arbeit, die da war.
[ 8 ] The point is that the nineteenth century was largely dominated by the view that one had to discover something that, as an abstract, unified principle, underlies all the forces of nature—as they are called. It was in this vein that the discovery I have already mentioned to you—the one brought to light in the 1840s by Julius Robert Mayer, the well-known and brilliant physician from Heilbronn—was interpreted. We have demonstrated what he brought to light: We generated mechanical energy by setting a flywheel in motion, thereby setting the water in motion mechanically. As a result, however, the water became warmer. We were able to demonstrate this heating, and one can say that this generation of heat is an effect of the mechanical energy, the mechanical work, that was present.
[ 9 ] Diese Dinge hat man so ausgedeutet, dass man sie auf die verschiedensten Naturerscheinungen angewendet hat, was man ja auch in gewissen Grenzen leicht konnte. Man konnte die Entfaltung von chemischen Kräften bewirken, konnte sehen, wie auch aus der Entfaltung von chemischen Kräften Wärme sich bildet, man konnte umgekehrt Wärme gebrauchen, wie es ja in der Dampfmaschine geschieht im umfassendsten Sinne, um mechanische Arbeit hervorzurufen. Man hat den Blick insbesondere gerichtet auf diese sogenannte Umwandlung der Naturkräfte, und man war dazu veranlasst durch dasjenige, was man immer weiter ausgebildet hat, was bei Julius Robert Mayer seinen Anfang genommen hat, dass man zahlenmäßig berechnen kann, wie viel Wärme notwendig ist, um eine bestimmte, messbare Arbeit hervorzubringen, und umgekehrt, wie viel mechanische Arbeit notwendig ist, um ein bestimmtes, messbares Wärmequantum hervorzubringen. Man stellte sich vor, obwohl nicht Veranlassung dazu vorhanden ist, dass sich einfach verwandle Arbeit, die man verrichtet hat, indem man die Schaufelscheiben im Wasser in Drehung versetzt hat, dass sich diese mechanische Arbeit in Wärme umgewandelt habe. Man nahm an, dass sich, wenn wir Wärme anwenden in der Dampfmaschine, diese Wärme umwandelt in dasjenige, was dann als mechanische Leistung auftritt. Diese Richtung des Denkens nahm das physikalische Nachsinnen im neunzehnten Jahrhundert an, und daher war es bestrebt, Verwandtschaft zu finden zwischen den verschiedenen sogenannten Naturkräften, Verwandtschaften, die zeigen sollten, dass wirklich irgendetwas abstrakt Gleiches in all diesen verschiedenen Naturkräften eigentlich steckt.
[ 9 ] These concepts were interpreted in such a way that they were applied to a wide variety of natural phenomena, which, within certain limits, was indeed quite easy to do. It was possible to bring about the release of chemical forces, to observe how heat is generated from the release of chemical forces, and, conversely, to use heat—as indeed happens in the steam engine in the broadest sense—to produce mechanical work. Particular attention was focused on this so-called transformation of natural forces, and this was prompted by the ongoing development—which began with Julius Robert Mayer—of the ability to calculate numerically how much heat is required to produce a specific, measurable amount of work, and conversely, how much mechanical work is required to produce a specific, measurable quantity of heat. It was imagined—although there was no basis for this—that the mechanical work performed by setting the paddle wheels in the water in motion had simply been converted into heat. It was assumed that when we apply heat to a steam engine, this heat is converted into what then manifests as mechanical power. This line of thought characterized physical speculation in the nineteenth century, and consequently, it sought to find relationships between the various so-called forces of nature—relationships that were intended to show that there is indeed something abstractly similar underlying all these different forces of nature.
[ 10 ] Eine gewisse Krönung hat dieses Bestreben gefunden, als am Ende des neunzehnten oder gegen das Ende des neunzehnten Jahrhunderts mit einer gewissen Genialität der Physiker Hertz'% die sogenannten elektrischen Wellen gefunden hat — also auch hier Wellen! —, welche eine gewisse Berechtigung gaben, dasjenige, was als Elektrizität sich ausbreitet, in Verwandtschaft zu denken mit demjenigen, was als Licht sich ausbreitet, das man ja auch als eine wellenförmige Bewegung des Äthers sich dachte. Dass dasjenige, was man als Elektrizität anzusprechen hatte, namentlich in der Form der strömenden Elektrizität [in Drähten], nicht so einfach mit den primitiven mechanischen Grundbegriffen zu erfassen ist, sondern eigentlich notwendig macht, ein wenig schon den Ausblick der Physik auf das Qualitative zu erweitern: Das hätte schon zeigen können das Vorhandensein dessen, was man Induktionsströme nennt, wo dadurch, dass — ich will das hier nur roh andeuten — ein elektrischer Strom im Draht sich bewegt, ein in der Nähe befindlicher Strom entsteht einfach dadurch, dass der eine Draht in der Nachbarschaft des anderen ist. Es geschehen also Wirkungen der Elektrizität durch den Raum — so könnte man etwa sagen.
[ 10 ] This endeavor reached a certain culmination when, at the end of the nineteenth century or toward the end of the nineteenth century, the physicist Hertz, with a certain degree of genius, discovered the so-called electric waves—so here, too, waves! —, which provided some justification for conceiving of what propagates as electricity as related to what propagates as light, which was, after all, also thought of as a wave-like motion of the ether. The fact that what was referred to as electricity—particularly in the form of electric current [in wires]—cannot be so easily grasped using primitive mechanical concepts, but actually necessitates broadening physics’ perspective to include qualitative aspects: This could already have been demonstrated by the existence of what are called induction currents, where—to put it very roughly here—an electric current moving through a wire induces a current in a nearby wire simply because one wire is in the vicinity of the other. Thus, effects of electricity occur across space—one might say.
[ 11 ] Nun war es Hertz gelungen, auf das ganz Interessante zu kommen, dass in der Tat die Ausbreitung der elektrischen Agenzien etwas Verwandtes hat mit allem, was sich wellenförmig ausbreitet oder so gedacht werden kann. So hatte Hertz gefunden, dass, wenn man etwa einen elektrischen Funken erzeugt auf dieselbe Weise, wie er hier [mit der Leidener Flasche] erzeugt wird, wenn man hier also den elektrischen Funken erzeugt, das heißt die Spannung zur Entwicklung bringt, so würde man können das Folgende erreichen: Nehmen Sie an, hier hätten wir diesen überspringenden Funken. Wir würden immer die Möglichkeit haben, an einem entsprechenden Ort, irgendwo anders, zwei solche — man könnte sie kleine Induktoren nennen — einander gegenüberzustellen. Sie müssen nur [an] einem bestimmten [anderen] Orte sich gegenübergestellt werden. Und es würde in einiger entsprechender Entfernung entstehen können ein Überspringen auch hier, was ja keine andere Erscheinung wäre als eine solche, die ähnlich ist derjenigen, wo meinetwillen hier eine Lichtquelle ist, hier ein Spiegel ist, der [Lichtkegel] reflektiert wird, durch einen anderen Spiegel hier gesammelt wird und hier das Bild dann erscheint. Man kann sprechen von einer Ausbreitung des Lichtes und von einer Wirkung, die in der Entfernung sich vollzieht. So konnte auch Hertz sprechen von einer Ausbreitung der Elektrizität, deren Wirkung in entsprechender Entfernung wahrnehmbar ist, und hatte damit nach seiner und anderer Auffassung das zustande gebracht, was ein Beweis wäre dafür, dass wirklich durch die Elektrizität sich etwas verbreitet, was einer wellenförmigen Bewegung entspricht, so, wie man sich überhaupt wellenförmige Bewegungen in ihrer Ausbreitung denkt.
[ 11 ] Hertz had now succeeded in arriving at a very interesting conclusion: that the propagation of electrical agents does, in fact, share something in common with everything that propagates in a wave-like manner or can be conceived of in that way. Thus, Hertz had discovered that if, for example, one were to generate an electric spark in the same way that it is generated here [with the Leyden jar]—that is, if one were to generate the electric spark here by applying a voltage—then one could achieve the following: Suppose we had this jumping spark here. We would always have the possibility, at a corresponding location—somewhere else—to place two such devices—one might call them small inductors—opposite one another. They need only be placed opposite one another at a specific [other] location. And at a certain appropriate distance, a spark could also occur here, which would be nothing other than a phenomenon similar to the one where, for example, there is a light source here, a mirror here that reflects the [cone of light], which is then collected by another mirror here, and the image then appears here. One can speak of the propagation of light and of an effect that takes place at a distance. Thus, Hertz was also able to speak of the propagation of electricity, the effect of which is perceptible at a corresponding distance, and had thereby—according to his own and others’ views—achieved what would constitute proof that something corresponding to a wave-like motion is indeed propagated by electricity, just as one generally conceives of wave-like motions in their propagation.


[ 12 ] Wie also das Licht durch den Raum sich verbreitet und zur Wirkung gelangt in Entfernungen, wenn es auf andere Körper auftrifft und gewissermaßen da entfaltet werden kann, so können auch die elektrischen Wellen sich ausbreiten und in der Entfernung wieder entfalten. Das liegt dann zugrunde der sogenannten [drahtlosen] Telegrafie, wie Sie wissen, und man hat es also mit einer gewissen Erfüllung der Lieblingsidee der Physiker des neunzehnten Jahrhunderts zu tun, dass man, was man beim Schall sich vorstellt als Wellenzüge und beim Licht sich vorstellt als Wellenzüge, was man begonnen hat, weil die Wärmeerscheinungen ähnliche Erscheinungen aufweisen, bei der sich verbreitenden Wärme als Wellenbewegung sich vorzustellen, das konnte man auch bei der Elektrizität, bei der man sich nur recht lange Wellen vorzustellen hat. Das konnte man sich auch bei der Elektrizität vorstellen. Es war gewissermaßen damit etwas geliefert, was wie unwiderleglich bewies, dass die Denkweise der Physik im neunzehnten Jahrhundert voll begründet ist.
[ 12 ] Just as light propagates through space and produces effects at a distance when it strikes other bodies and, so to speak, unfolds there, so too can electric waves propagate and unfold again at a distance. This, as you know, forms the basis of so-called [wireless] telegraphy, as you know, and so we are dealing with a certain fulfillment of the favorite idea of nineteenth-century physicists—that what we conceive of as wave trains in the case of sound and as wave trains in the case of light, and what we have begun to conceive of—because thermal phenomena exhibit similar characteristics—as wave motion in the case of propagating heat, and this could also be imagined in the case of electricity, where one simply has to imagine very long waves. This could also be imagined in the case of electricity. In a sense, this provided something that irrefutably proved that the way of thinking in nineteenth-century physics is fully justified.
[ 13 ] Und dennoch, es ist mit den Hertz’schen Versuchen etwas gegeben, was darauf hinweist, dass mit ihnen eigentlich ein Abschluss des Alten sich vollzogen hat. sehen Sie, alles dasjenige, was sich in gewissen Gebieten vollzieht, das kann ja doch eigentlich nur innerhalb dieser gewissen Gebiete auch entsprechend beurteilt werden. Wenn wir jetzt Revolutionen erlebt haben, so erscheinen uns diese als gewaltige Erschütterungen des sozialen Lebens, weil wir eben auf ihre Gebiete besonders hinschauen. Derjenige, der auf das hinschaut, was mit den Neunzigerjahren des vorigen Jahrhunderts und mit den anderthalb Jahrzehnten dieses Jahrhunderts geschehen ist auf dem Gebiet der Physik, der muss sagen, dass sich da eigentlich eine Revolution vollzogen hat, die in ihrem Gebiete viel stärker ist als auf ihrem die äußere Revolution. Denn man braucht nicht mehr und nicht weniger zu sagen, als dass man auf physikalischem Gebiet in einer vollständigen Auflösung der alten physikalischen Begriffe im Grunde genommen darinnen steckt und dass sich die Physiker nur noch wehren, diese Auflösung wirklich zuzugeben.
[ 13 ] And yet, there is something about Hertz’s experiments that suggests they actually marked the end of the old era. You see, everything that takes place in certain fields can, after all, only be properly assessed within those specific fields. When we have experienced revolutions, they appear to us as tremendous upheavals in social life precisely because we focus our attention specifically on those areas. Anyone who looks at what has happened in the field of physics during the 1890s of the last century and the past decade and a half of this century must acknowledge that a revolution has in fact taken place there—one that is far more profound within its own field than the external revolution is in its own. For one need say no more and no less than that, in the field of physics, we are essentially in the midst of a complete dissolution of the old physical concepts, and that physicists are merely resisting the idea of truly acknowledging this dissolution.
[ 14 ] Während dasjenige, was Hertz zutage gefördert hat, durchaus die Abendröte des Alten noch ist, weil es eigentlich dazu geführt hat, die alte Wellentheorie zu erhärten, ist dasjenige, was später gekommen ist, was auch schon zu Hertzens Zeit vorhanden war, gewissermaßen schon vorbereitend da war, das ist von revolutionierender Bedeutung für die Physik geworden." Und das besteht darinnen, dass man den elektrischen Strom, der erzeugt und weitergeleitet werden kann, nun leitet durch Röhren, in denen die Luft ausgepumpt ist bis zu einem gewissen Grade, sodass man also den elektrischen Strom leitet durch eine Luft, die außerordentlich stark verdünnt ist. Sie sehen hier [in der Gasentladungsröhre] den Spannungszustand einfach dadurch hervorgerufen, dass die Enden, an denen sich die Elektrizität entladen kann, so weit auseinandergeschoben sind, wie hier die Röhrenlänge ist, sodass dasjenige, was man eine Spitze nennen kann, durch die sich die positive Elektrizität entlädt, der positive Pol, auf der einen Seite ist und der negative Pol auf der anderen Seite ist. Zwischen diesen beiden Spitzen entlädt sich die Elektrizität, und die farbige Linie, die Sie hier sehen, ist der Weg, den die Elektrizität nimmt. Sodass man sagen kann: Dasjenige, was sonst durch die Drähte geht, das nimmt, indem es sich durch die verdünnte Luft fortpflanzt, diese Form an, die Sie hier sehen. Das ist also bei stärker verdünnter Luft noch stärker. Sie sehen schon hier, dass gewissermaRen eine Art Bewegung stattfindet von der einen und anderen Seite her, wie sich die Erscheinung wesentlich modifiziert.
[ 14 ] “While what Hertz brought to light is still very much the twilight of the old era—because it actually served to reinforce the old wave theory—what came later, which was already present in Hertz’s time and, in a sense, had already been laid the groundwork for, has become of revolutionary significance for physics.” And this consists in the fact that the electric current, which can be generated and transmitted, is now conducted through tubes from which the air has been evacuated to a certain degree, so that the electric current is thus conducted through air that is extremely thinly diluted. You can see here [in the gas discharge tube] the state of electrical tension is simply caused by the fact that the ends, at which the electricity can discharge, are separated by a distance equal to the length of the tube here, so that what one might call a tip—through which the positive electricity discharges—the positive pole, is on one side, and the negative pole is on the other side. Electricity discharges between these two points, and the colored line you see here is the path the electricity takes. So one can say: What normally flows through the wires takes on this form—which you see here—as it propagates through the rarefied air. This effect is even stronger in more rarefied air. You can already see here that, in a sense, a kind of movement takes place from one side to the other, as the phenomenon changes significantly.
[ 15 ] So haben wir also die Möglichkeit, dasjenige, was durch den Draht als Elektrizität strömt, auf einem Teil seines Weges gewissermaßen so zu behandeln, dass es zeigt in Wechselwirkung mit anderem etwas von seiner inneren Wesenheit. Es zeigt sich, wie es ist, indem es sich nicht durch den Draht verbergen kann. Beobachten Sie das grüne Licht an dem Glas! Das ist fluoreszierendes Licht.
[ 15 ] So we have the opportunity, in a sense, to treat what flows through the wire as electricity in such a way—along part of its path—that it reveals something of its inner nature in interaction with something else. It reveals itself as it is because it cannot hide itself within the wire. Look at the green light on the glass! That is fluorescent light.
[ 16 ] Es tut mir leid, dass ich die Sachen nicht genauer besprechen kann, aber ich würde nicht erreichen, was ich erreichen möchte, wenn ich nicht so skizzenhaft spräche.
[ 16 ] I'm sorry I can't discuss these matters in more detail, but I wouldn't be able to achieve what I want to achieve if I didn't speak in such general terms.
[ 17 ] Sie sehen, was da durchgeht, in einem sehr zerstobenen Zustand, in der stark verdünnten Luft der Röhre. Nun, die Erscheinungen, die sich so in luft- oder gasverdünnten Röhren zeigten, die brauchen nur studiert zu werden — die mannigfachsten Persönlichkeiten haben sich an diesem Studium beteiligt, unter anderen hat sich daran beteiligt Crookes. Und es handelt sich darum, zu verfolgen, wie sich die Erscheinungen in der Röhre eigentlich verhalten, und dass man versucht, mit den Erscheinungen, die sich in der Röhre ergeben, Versuche zu machen. Nun, gewisse Versuche, die zum Beispiel auch Crookes gemacht hat, die bezeugten, dass dasjenige, was da, ich möchte sagen, als innerer Charakter der Elektrizität sich zeigt, wo wir sie bloßgelegt haben, das wies darauf hin, dass man es nicht zu tun haben kann mit irgendetwas, was sich so fortpflanzt, wie man sich’s vorstellen wollte, dass sich das Licht durch Wellenbewegungen des Äthers fortpflanzt. Denn dasjenige, was da hinschießt durch die Röhre, das hat merkwürdige Eigenschaften, Eigenschaften, die stark erinnern an die Eigenschaften desjenigen, was einfach Materielles ist. Wenn Sie einen [Permanent-]Magneten haben oder einen Elektro-Magneten — ich muss da appellieren an dasjenige, was Sie schon wissen, es kann heute nicht alles besprochen werden —, so können Sie Materielles anziehen durch den Magneten. Dieselbe Eigenschaft, angezogen werden zu können durch den Magneten, die hat auch dieser Lichtkörper, der da durchgeht, diese modifizierte Elektrizität. Sie verhält sich ganz so zu einem Magneten, wie sich Materie zum Magneten verhält. Das magnetische Feld modifiziert dasjenige, was da durchschießt.
[ 17 ] You can see what’s passing through there, in a very diffuse state, in the highly diluted air of the tube. Well, the phenomena that manifested themselves in this way in tubes with diluted air or gas simply need to be studied—a wide variety of scholars have participated in this study, including Crookes, among others. And the point is to observe how the phenomena actually behave inside the tube, and to attempt to conduct experiments using the phenomena that arise there. Well, certain experiments—which Crookes, for example, also conducted—demonstrated that what manifests itself there, I would say, as the inner nature of electricity once we have laid it bare, indicated that we cannot be dealing with anything that propagates in the way one might imagine light to propagate through wave motions of the ether. For what shoots through the tube has peculiar properties—properties that strongly resemble those of what is simply material. If you have a [permanent] magnet or an electromagnet—I must rely here on what you already know, since we cannot cover everything today—you can attract material objects with the magnet. This same property of being attracted by the magnet is also possessed by this light body that passes through, this modified electricity. It behaves toward a magnet exactly as matter behaves toward a magnet. The magnetic field modifies what is passing through it.
[ 18 ] Solche und ähnliche Versuche haben Crookes und andere Personen dazu geführt, sich vorzustellen, dass da drinnen nicht das ist, was man im alten Sinne eine fortschreitende Wellenbewegung nennen kann, sondern dass da drinnen materielle Teilchen sind, die durch den Raum schießen und die als materielle Teilchen angezogen werden von der magnetischen Kraft. Crookes nannte daher dasjenige, was da hinüberschießt, was da wenigstens irgendwie in Betracht kommen müsse, strahlende Materie, und er stellte sich vor, dass durch die Verdünnung nach und nach die Materie, die da drinnen ist in der Röhre, in einen solchen Zustand gekommen ist, dass sie nicht nur ein Gas ist, sondern etwas ist, was schon über den Gaszustand hinausgeht, was eben strahlende Materie ist, Materie, deren einzelne Teile durch den Raum strahlen, die also gewissermaßen fein zerteilter Staub ist, dessen Körnchen durch die elektrische Ladung selbst die Eigenschaft haben, durch den Raum zu schießen. Diese Teilchen selbst, die würden nun angezogen von der elektromagnetischen Kraft. Dass sie angezogen würden, das beweise eben, dass wir es zu tun haben mit den letzten Resten von wirklichem Materiellem, nicht bloß mit einer Bewegung nach der Art der im alten Sinn gedachten Ätherbewegung.
[ 18 ] Such experiments and others like them led Crookes and others to imagine that what is inside is not what one might call, in the old sense, a propagating wave motion, but rather that there are material particles shooting through space that, as material particles, are attracted by the magnetic force. Crookes therefore called what shoots through the tube—whatever might at least somehow be considered to be present there—“radiant matter,” and he imagined that, through the process of rarefaction, the matter inside the tube had gradually reached a state in which it is not merely a gas, but something that goes beyond the gaseous state—namely, radiant matter, matter whose individual parts radiate through space—in other words, finely divided dust, whose particles, by virtue of their electric charge, possess the property of shooting through space. These particles themselves would now be attracted by the electromagnetic force. The fact that they would be attracted proves precisely that we are dealing with the last remnants of real matter, not merely with a movement of the kind conceived of in the old sense as the movement of the ether.
[ 19 ] Diese Versuche konnte man insbesondere machen mit demjenigen, was ausstrahlt, was sich als Ausstrahlendes ergab von dem negativ elektrischen Pol, von der sogenannten Kathode, und man studierte da diese Ausstrahlungen von der Kathode und nannte sie Kathodenstrahlen. Damit also war, ich möchte sagen, die erste Bresche in die alte physikalische Auffassung geschlagen. Man hatte in den Hittorf’schen Röhren — Hittrorf war der Erste, der, dann kam Geißler, solche Röhren konstruiert hat — einen Vorgang, der bewies, dass man es eigentlich mit einem durch den Raum gehenden Materiellen, durch den Raum schießenden Materiellen, wenn auch in sehr fein verteiltem Zustande, zu tun hat. Was in dem steckt, was man die Materie nannte, war ja damit nicht ausgemacht, aber es war jedenfalls auf etwas hingedeutet, was man mit dem Materiellen identifizieren musste.
[ 19 ] These experiments could be conducted, in particular, with the emissions—which were found to emanate from the negative electric pole, the so-called cathode—and researchers studied these emissions from the cathode and called them cathode rays. This, I would say, marked the first breach in the old physical conception. In Hittorf’s tubes—Hittorf was the first to construct such tubes, followed by Geissler—a process was observed that proved that one was actually dealing with a material substance traveling through space, a material substance shooting through space, albeit in a very finely dispersed state. What exactly was contained in what was called “matter” was not yet determined, but it certainly pointed to something that had to be identified with the material.
[ 20 ] Crookes war es also klar, dass er es da mit durch den Raum hindurchstäubendem Materiellem zu tun hatte. Diese Anschauung erschütterte die alte Wellenlehre. Auf der anderen Seite aber kamen dann wiederum andere Versuche, welche nun die Crookes’sche Anschauung nicht rechtfertigten. So gelang es Lenard 1893"%, diese sogenannten [Kathoden- oder Elektronen-]Strahlen, die von diesem [negativen] Pol ausgehen, von ihrem Weg abzubringen — man kann sie ja abbringen —, und er konnte sie nach außen leiten, er konnte eine Aluminiumwand einschalten und durch sie die Strahlen leiten.'"? Da entstand zunächst die Frage: Kann das so einfach sein, dass materielle Teilchen da so ohne Weiteres durch eine materielle Wand durchgehen? — Man musste also wieder die Frage aufwerfen: Sind das also materielle Teilchen, die da durch den Raum stieben? Ist es doch nicht etwas anderes, was durch den Raum stiebt?
[ 20 ] It was thus clear to Crookes that he was dealing with material particles traveling through space. This view shook the foundations of the old wave theory. On the other hand, however, other experiments were subsequently conducted that did not support Crookes’s view. Thus, in 1893, Lenard succeeded in diverting these so-called [cathode or electron] rays, which emanate from this [negative] pole—for they can indeed be diverted—and he was able to direct them outward; he was able to insert an aluminum wall and guide the rays through it.” This immediately raised the question: Can it really be that simple—that material particles can pass through a material wall just like that? —So the question had to be raised once again: Are these, then, material particles that are flying through space? Or is it, after all, something else that is flying through space?
[ 21 ] Nun, sehen Sie, das führte allmählich dazu, einzusehen, dass man weder mit dem alten Schwingungsbegriff noch mit dem alten Materiebegriff auf diesem Gebiet weiterkommt. Man war gewissermaßen in der Lage, durch die Hittorf’schen Röhren, der Elektrizität auf ihren Schleichwegen nachzugehen. Man hatte Hoffnungen, Wellenbewegungen zu finden; man konnte sie nicht finden. Man hatte sich nun damit getröstet: Also ist es durch den Raum schießende Materie. Auch das ging wiederum nicht recht, und so sagte man sich zum Schlusse, was nun tatsächlich durch die verschiedensten Versuche, von denen ich nur einzelne charakteristische Ihnen hier anführen konnte, man sagte sich: Es sind nicht Schwingungen vorhanden, es ist auch nicht eine solche zerstäubte Materie vorhanden, sondern es ist bewegte, strömende Elektrizität vorhanden. Die Elektrizität selbst strömt, aber sie zeigt, indem sie strömt, gewisse Eigenschaften, durch die sie sich verhält zu anderem, sagen wir zum Magneten, wie Materie. Natürlich, wenn Sie eine [Metall-]Kugel durch den Raum schießen lassen und Sie lassen sie am Magneten vorbeigehen, so wird sie von ihrem Wege abgelenkt. So macht es auch die Elektrizität. Das spricht dafür, dass sie etwas Materielles ist. Aber da sie ohne Weiteres durch eine Aluminiumplatte durchgeht wiederum, erweist sie sich doch wiederum nicht als Materie. Materie macht ja zum Beispiel ein Loch, wenn sie durch andere Materie durchgeht. Also sagte man: strömende Elektriz.
[ 21 ] Well, you see, this gradually led to the realization that neither the old concept of vibration nor the old concept of matter would get us anywhere in this field. Through Hittorf’s tubes, we were, so to speak, able to trace electricity along its hidden paths. There were hopes of finding wave motions; they could not be found. People had consoled themselves with the thought: So it is matter shooting through space. That, too, did not quite work out, and so in the end—based on a wide variety of experiments, of which I have been able to cite only a few characteristic examples here—it was concluded: There are no oscillations present, nor is there such atomized matter present; rather, there is moving, flowing electricity. Electricity itself flows, but as it flows, it exhibits certain properties through which it behaves toward other things—let’s say, a magnet—just like matter. Of course, if you shoot a [metal] ball through space and let it pass by a magnet, it will be deflected from its path. Electricity behaves the same way. This suggests that it is something material. But since it passes right through an aluminum plate without any difficulty, it does not prove to be matter after all. Matter, for example, makes a hole when it passes through other matter. So people said: flowing electricity.
[ 22 ] Diese strömende Elektrizität, sie zeigte nun die allermerkwürdigsten Dinge, und ich möchte sagen: An der Richtung, die sich ergab für die Betrachtung, konnte man die merkwürdigsten Entdeckungen machen. So konnte man nach und nach verfolgen, wie ebenso Ströme ausgehen von dem anderen Pol, die sich begegnen mit den Kathodenstrahlen. Man nennt das [andere] Ende die Anode und bekam die Strahlen, die Kanalstrahlen genannt wurden. Sodass man in einer solchen Röhre zwei sich begegnende Strahlen zu haben glaubte.
[ 22 ] This flowing electricity now revealed the most remarkable things, and I would say: Based on the direction that emerged from observation, one could make the most remarkable discoveries. Thus, one could gradually observe how currents also emanate from the other pole, which intersect with the cathode rays. This [other] end is called the anode, and it emitted rays known as channel rays. Consequently, it was believed that such a tube contained two intersecting beams.
[ 23 ] Etwas besonders Interessantes ergab sich in den Neunzigerjahren des vorigen Jahrhunderts, als Röntgen die Kathodenstrahlen leitete — auffing, könnte man sagen — auf eine Art Schirm, den er in den Weg der Kathodenstrahlen stellte. Als Röntgen auffing diese Strahlen durch den Schirm, der aus der Materie besteht, die aus gewissen chemischen theoretischen Untergründen heraus Bariumplatinzyanür genannt wird, also, wenn man die Kathodenstrahlen auffangen lässt durch einen Schirm von Bariumplatinzyanür, so bekommt man eine Modifikation durch diese Strahlen. Die Strahlen gehen modifiziert weiter, und man bekommt Strahlen, die auf gewisse Körper elektrisierend wirken, die sich auch zeigen in Wechselwirkung mit gewissen magnetischen und elektrischen Kräften. Man bekommt dasjenige, was man gewohnt worden ist, die Röntgenstrahlen oder X-Strahlen zu nennen. Daran haben sich wieder andere Entdeckungen geschlossen. Sie wissen, dass diese Röntgenstrahlen die Eigenschaft haben, dass sie durch die Körper gehen können, ohne dass sie wahrnehmbare Störungen hervorrufen, dass sie durch das Fleisch, durch die Knochen gehen in verschiedener Art, sodass sie große Bedeutung gewonnen haben für die Physiologie und Anatomie.
[ 23 ] Something particularly interesting occurred in the 1890s, when Röntgen directed—or, one might say, captured—the cathode rays onto a kind of screen that he placed in the path of the cathode rays. When Röntgen allowed these rays to pass through the screen—which is made of a substance called barium-platinum cyanide based on certain chemical theories—that is, when cathode rays are allowed to pass through a screen of barium-platinum cyanide, they undergo a modification. The rays continue on in their modified state, and one obtains rays that have an electrifying effect on certain bodies and that also interact with certain magnetic and electric forces. One obtains what we have come to call X-rays. This discovery has led to further findings. As you know, these X-rays have the property of being able to pass through the body without causing any perceptible disturbance; they pass through flesh and bone in various ways, and as a result, they have become of great importance to physiology and anatomy.
[ 24 ] Nun trat eine Erscheinung auf, die nötig macht, sich weitere Gedanken zu machen. Es trat die Erscheinung [auf], dass, wenn diese Kathodenstrahlen oder ihre Modifikationen Glaskörper oder andere Körper treffen, eine gewisse Art von Fluoreszenz hervorgerufen wird, das heißt, dass diese Materien leuchtend werden dadurch. Da sagte man sich, da müssen diese Strahlen wiederum weiter modifiziert worden sein. Man hat es da also mit einer ganzen Menge von Strahlenarten zu tun. Die Strahlen, die da direkt kamen von dem negativen Pol, die erwiesen sich als modifizierbar durch allerlei anderes. Man hat versucht nun, Körper zu finden, von denen man geglaubt hat, dass sie diese Modifikation sehr stark hervorrufen können, dass sie also sehr stark diese hingeworfenen Strahlen in etwas anderes verwandeln, zum Beispiel in Fluoreszenzstrahlen. Und auf diese Weise ist man darauf gekommen, dass man Körper haben kann wie zum Beispiel Uransalze, die gar nicht nötig haben, erst bestrahlt zu werden unter allen Umständen, sondern die unter gewissen Verhältnissen selbst diese Strahlen wiederum aussenden, die also die innere Eigenschaft haben, solche Strahlen auszusenden. Und unter diesen Körpern waren ja insbesondere die Körper, die man die radiumhaltigen nennt. Da haben gewisse Körper höchst merkwürdige Eigenschaften. Sie strahlen, sagen wir, zunächst gewisse Kraftlinien aus, die in merkwürdiger Weise behandelt werden können.
[ 24 ] Now a phenomenon arose that calls for further consideration. It was observed that when these cathode rays or their modifications strike glass or other materials, a certain type of fluorescence is produced—that is, these materials become luminous as a result. People then concluded that these rays must have been further modified. We are thus dealing with a whole range of different types of rays. The rays that came directly from the negative pole proved to be modifiable by all sorts of other factors. Attempts were then made to find substances believed to be capable of inducing this modification very strongly—that is, to transform the emitted rays very effectively into something else, such as fluorescent rays. And in this way, it was discovered that there are substances—such as uranium salts—that do not need to be irradiated under any circumstances, but which, under certain conditions, emit these rays themselves; they thus possess the intrinsic property of emitting such rays. And among these substances were, in particular, those known as radium-containing substances. Certain of these substances possess highly peculiar properties. They emit, so to speak, certain lines of force that can be manipulated in remarkable ways.


[ 25 ] Wenn wir solch eine Ausstrahlung haben von einem radiumhaltigen Körper — [der Körper ist] hier in einem Bleitröglein drinnen und wir haben hier [bei der Öffnung] die Ausstrahlung —, so können wir untersuchen diese Ausstrahlung mit dem Magneten. Dann finden wir, dass sich etwas absondert von dieser Ausstrahlung, die wir durch den Magneten stark hier [nach rechts] herüberleiten können, das dann diese Form annimmt. Etwas anderes bleibt starr und pflanzt sich in dieser Richtung [geradlinig nach oben] fort; etwas anderes wird in entgegengesetztem Sinn [nach links] abgelenkt, das heißt, es steckt hier ein Dreifaches darinnen. Zuletzt hatte man schon gar nicht mehr genug Namen, um das zu bezeichnen. Deshalb nannte man dasjenige, was nach rechts abgelenkt werden kann, \(γ\)-Strahlen, die in gerader Linie folgenden die y-Strahlen und die nach entgegengesetzter Richtung abgelenkt werden, nannte man die \(γ\)-Strahlen. Wenn man gewisse Rechnungen anstellt, dann kann man dadurch, dass man einen Magneten demjenigen, was da strahlt, seitlich herankommen lässt, dadurch kann man die Ablenkung studieren und damit die Geschwindigkeit. Und da stellte sich das Interessante heraus, dass die \(γ\)-Strahlen etwa sich bewegen mit \(\frac{9}{10}\) Lichtgeschwindigkeit, die a-Strahlen mit etwa \(\frac{1}{10}\) Lichtgeschwindigkeit. Wir haben also da gewissermaßen Kraft-Explosionen, die wir getrennt haben, analysiert haben, und die uns zeigen, wie sie auffallende Verschiedenheiten in der Geschwindigkeit haben.
[ 25 ] When we have such radiation emanating from a body containing radium—[the body is] inside a small lead container here, and we have the radiation coming out here [at the opening]—we can examine this radiation using a magnet. We then find that something separates from this radiation, which we can strongly direct here [to the right] using the magnet, and this then takes on this shape. Something else remains rigid and continues in this direction [straight upward]; something else is deflected in the opposite direction [to the left], which means there is a threefold nature to it. Eventually, there simply weren’t enough names left to describe it. That is why the rays that can be deflected to the right were called \(γ\)-rays, those traveling in a straight line were called y-rays, and those deflected in the opposite direction were also called \(γ\)-rays. If you perform certain calculations, you can study the deflection—and thus the speed—by bringing a magnet alongside the source of radiation. And it turned out—interestingly—that the \(γ\)-rays move at about \(\frac{9}{10}\) the speed of light, while the a-rays move at about \(\frac{1}{10}\) the speed of light. So, in a sense, we have these bursts of energy that we’ve separated and analyzed, and they show us how they differ significantly in speed.
[ 26 ] Ich erinnere Sie an dieser Stelle, dass wir rein geistig im Beginne dieser Betrachtungen die Formel zu erfassen versuchten: \(v=\frac{s}{t}\) und haben gesagt, dass das Reale im Raum die Geschwindigkeit ist, dass auf die Geschwindigkeit das ankommt, was einen berechtigt, hier von Wirklichem zu sprechen. Hier sehen Sie, wie dasjenige, was da, ich möchte sagen, herausexplodiert, sich hauptsächlich dadurch charakterisiert, dass man es zu tun hat mit verschieden stark aufeinander wirkenden Geschwindigkeiten. Denken Sie sich nur einmal, was das bedeutet, dass in demselben Kraftzylinder, der hier herausstrahlt, etwas drinnen ist, was sich neunmal so schnell bewegen will als das andere, dass also eine schießende Kraft, die zurückbleiben will gegen die andere, die neunmal so schnell gehen will, sich geltend macht.
[ 26 ] I would like to remind you at this point that, at the beginning of these reflections, we attempted to grasp the formula purely intellectually: \(v=\frac{s}{t}\), and we said that what is real in space is velocity, and that it is velocity that determines what justifies us speaking of the real here. Here you can see how that which, I might say, explodes out is characterized primarily by the fact that we are dealing with velocities acting upon one another with varying intensities. Just imagine for a moment what it means that within the very same force cylinder radiating outward from here, there is something inside that wants to move nine times as fast as the other—that is, a propelling force that wants to lag behind asserts itself against the other, which wants to move nine times as fast.
[ 27 ] Nun bitte ich, ein wenig auf dasjenige zu sehen, wovon nur Anthroposophen das Recht haben, es heute noch nicht als Verrücktheit anzusehen. Ich bitte, sich daran zu erinnern, wie oft und oft wir sprechen mussten, dass in den größten uns überschaubaren Aktionen der Welt Geschwindigkeitsunterschiede das Wesentliche sind. Wodurch spielen denn in unsere Gegenwart wichtigste Erscheinungen herein? Dadurch, dass mit verschiedener Geschwindigkeit die normalen, die luziferischen, die ahrimanischen Wirkungen ineinander spielen, dass Geschwindigkeitsdifferenzen in den geistigen Strömungen, denen das Weltgefüge unterworfen ist, vorhanden sind. Der Weg, der sich der Physik eröffnet hat in der letzten Zeit, zwingt sie, auf Geschwindigkeitsdifferenzen in einem ganz ähnlichen Sinn, vorläufig ganz unbewusst, einzugehen, wie sie die Geisteswissenschaft geltend machen muss für die umfassendsten Agenzien der Welt.
[ 27 ] Now I ask you to consider for a moment that which only anthroposophists have the right not to regard as madness today. I ask you to recall how often we have had to point out that, in the greatest events in the world that we can comprehend, differences in speed are the essential factor. How, then, do the most important phenomena come into play in our present time? Through the interplay—at different speeds—of the normal, the Luciferic, and the Ahrimanic forces, and through the differences in speed within the spiritual currents to which the structure of the world is subject. The path that has recently opened up for physics compels it to address differences in speed in a very similar sense—for the time being, quite unconsciously—just as spiritual science must take them into account for the most comprehensive forces in the world.
[ 28 ] Es ist aber damit noch nicht erschöpft alles dasjenige, was da aus diesem Radiumkörper herausstrahlt, sondern es strahlt noch etwas anderes heraus, was wiederum in seinen Wirkungen nachgewiesen werden kann und was sich in diesen Wirkungen zeigt als etwas, das ausstrahlt wie eine Ausstrahlung der Radiummaterie, was sich aber nach und nach nicht mehr als Radium zeigt, sondern zum Beispiel als Helium, was ein ganz anderer Körper ist. Dieses Radium sendet also nicht nur dasjenige, was da in ihm ist, als Agenzien aus, sondern dieses Radium gibt sich selber hin und wird dabei etwas anderes. Mit der Konstanz der Materie hat das nicht mehr viel zu tun, sondern mit einer Metamorphose der Materie.
[ 28 ] However, this does not exhaust everything that radiates from this body of radium; rather, it radiates something else as well, which in turn can be demonstrated through its effects and which, in these effects, manifests as something that radiates like an emanation from the radium matter, but which gradually ceases to appear as radium and instead appears, for example, as helium—which is an entirely different substance. This radium, then, not only emits what is within it as active agents, but it also gives of itself and thereby becomes something else. This has little to do with the constancy of matter, but rather with a metamorphosis of matter.
[ 29 ] Nun habe ich Ihnen heute Erscheinungen vorgeführt, welche alle verlaufen in einem Gebiet, das man nennen könnte das elektrische Gebiet. Diese Erscheinungen, sie haben alle ein Gemeinsames, nämlich das Gemeinsame, dass sie sich zu uns selber ganz anders verhalten wie zum Beispiel die Schall-, die Licht- und selbst die Wärmeerscheinungen. In Licht, Schall und Wärme schwimmen wir gewissermaßen so darinnen, wie wir das in den vorhergehenden Betrachtungen beschrieben haben. Das können wir von den elektrischen Erscheinungen nicht so ohne Weiteres sagen. Denn Elektrizität nehmen wir nicht als so etwas Spezifisches wahr wie das Licht. Wir nehmen selbst dann, wenn die Elektrizität gezwungen wird, sich uns zu enthüllen, sie durch eine Lichterscheinung wahr. Das hat ja längst dazu geführt, dass man immer sagt: Elektrizität hat keinen Sinn im Menschen. Das Licht hat im Menschen das Auge als Sinn, der Schall das Ohr, für die Wärme ist eine Art von Wärmesinn konstruiert; für die Elektrizität ist so etwas Ähnliches, sagt man, nicht vorhanden. Man nimmt sie mittelbar wahr. Aber über diese Charakteristik des mittelbaren Wahrnehmens kann man eben nicht hinausgehen, wenn man nicht vorrückt zu einer solchen naturwissenschaftlichen Betrachtung, wie wir sie hier wenigstens inauguriert haben. Wenn wir uns dem Lichte exponieren, so tun wir es so, dass wir in dem Lichtelemente darinnen schwimmen und wir selber an ihm teilnehmen, [wenigstens] teilweise, mit unserem Bewusstsein teilnehmen; ebenso bei der Wärme, ebenso beim Schall, beim Ton. Das können wir nicht sagen bei der Elektrizität.
[ 29 ] Today I have presented to you phenomena that all fall within a realm that could be called the electrical realm. These phenomena all have one thing in common: namely, that they relate to us quite differently than, for example, phenomena involving sound, light, and even heat. With light, sound, and heat, we are, so to speak, immersed in them, as we described in the previous discussions. We cannot say the same about electrical phenomena so readily. For we do not perceive electricity as something as specific as light. Even when electricity is compelled to reveal itself to us, we perceive it through a light phenomenon. This has long led to the common assertion that electricity has no sense in human beings. Light has the eye as its sense in human beings, sound has the ear; a kind of sense of warmth has been postulated for heat; but for electricity, it is said, nothing similar exists. We perceive it indirectly. But we simply cannot go beyond this characteristic of indirect perception unless we advance to a scientific approach such as the one we have at least begun to outline here. When we expose ourselves to light, we do so in such a way that we swim within the light elements and participate in it ourselves—[at least] partially—with our consciousness; the same is true of heat, sound, and tone. We cannot say the same of electricity.
[ 30 ] Aber nun bitte ich Sie, sich zu erinnern daran, wie ich Ihnen immer vorgeführt habe, wie wir Menschen eigentlich sind — wir Menschen sind ja, grob gesprochen, Doppelwesen, eigentlich in Wirklichkeit dreigliedrige Wesen: Denkwesen, Fühlwesen, Willenswesen —, und ich konnte Ihnen immer zeigen, dass wir eigentlich nur in unserem Denken wachen, dass wir in unseren Gefühlen träumen, in unseren Willensvorgängen, auch wenn wir wachend sind, schlafen. Die Willensvorgänge erleben wir nicht unmittelbar, wir verschlafen dasjenige, was im wesentlichen Wille ist, und in diesen Betrachtungen habe ich Sie darauf hingewiesen, wie, wenn wir in den physikalischen Formeln, wo wir das m gleich Masse hinschreiben, wie wir, da wir da hinausgehen von dem bloßen Zählbaren, von der Bewegung und von der Zeit, vom Raum, zu etwas übergehen, was nicht bloß phoronomisch ist, so müssen wir uns klar sein, dass dem entspricht ein Übergehen unseres Bewusstseins in einen Schlafzustand. Wenn Sie unbefangen betrachten diese Gliederung der menschlichen Wesenheit, so können Sie sich sagen: Das Erleben von Licht, Schall, Wärme fällt bis zu einem gewissen Grade, bis zu einem gewissen hohen Grade in das Feld, das wir mit unserem Sinnesvorstellungsleben umfassen, besonders stark die Lichterscheinungen — sodass das sich zeigt einfach dadurch, dass wir unbefangen den Menschen studieren, sodass das alles sich zeigt als verwandt mit unseren bewussten Seelenkräften. Indem wir zum eigentlich Massenhaften, zum Materiellen vorschreiten, nähern wir uns demjenigen, was verwandt ist mit den Kräften, die sich in uns entwickeln, wenn wir schlafen.
[ 30 ] But now I ask you to recall how I have always shown you what we human beings are really like—we human beings are, roughly speaking, dual beings, or rather, in reality, threefold beings: beings of thought, beings of feeling, beings of will—and I have always been able to show you that we are actually awake only in our thinking, that we dream in our feelings, and that in our volitional processes—even when we are awake—we are asleep. We do not experience volitional processes directly; we sleep through that which is essentially will, and in these reflections I have pointed out to you how, when we deal with physical formulas—where we write “m” for mass—and move beyond the merely countable, beyond motion, time, and space, to something that is not merely phoronomic, we must be clear that this corresponds to a transition of our consciousness into a state of sleep. If you consider this structure of the human being with an open mind, you can say to yourself: The experience of light, sound, and warmth falls, to a certain degree—indeed, to a very high degree—within the realm encompassed by our sensory-imaginative life, with light phenomena being particularly prominent—so that this becomes evident simply by impartially studying human beings, and so that all of this reveals itself as related to our conscious soul forces. As we move toward what is truly massive, toward the material, we approach that which is related to the forces that develop within us when we sleep.
[ 31 ] Genau denselben Weg machen wir, meine lieben Freunde, wenn wir aus dem Gebiet des Lichtes, des Schalles, der Wärme hinuntersteigen in das Gebiet der elektrischen Erscheinungen. Wir erleben unsere Willenserscheinungen nicht direkt, sondern dasjenige, was wir von ihnen vorstellen können; wir erleben die elektrischen Erscheinungen der Natur nicht direkt, sondern dasjenige, was sie heraufliefern in das Gebiet des Lichtes, des Schalles, der Wärme und so weiter. Wir betreten nämlich für die Außenwelt, ich möchte sagen, denselben Orkus, indem wir schlafen, den wir betreten in uns selbst, wenn wir aus unserem vorstellenden, bewussten Leben hinuntersteigen in unser Willensleben. Während verwandt ist alles dasjenige, was Licht, Schall, Wärme ist, mit unserem bewussten Leben, ist innig verwandt alles dasjenige, was auf dem Gebiet der Elektrizität und des Magnetismus sich abspielt, mit unserem unbewussten Willensleben. Und das Auftreten der physiologischen Elektrizität bei gewissen niederen Tieren, das ist nur ein Symptom, ein sich an einer bestimmten Stelle der Natur äußerndes Symptom für eine sonst nicht bemerkbare, aber allgemeine Erscheinung: Überall, wo Wille durch den Stoffwechsel wirkt, wirkt ein den äußeren elektrischen und magnetischen Erscheinungen Ähnliches. Und man steigt eigentlich, indem man auf den komplizierten Wegen, die wir heute nur roh skizzieren konnten, in dem man hinuntersteigt auf diesen Wegen in das Gebiet der elektrischen Erscheinungen, steigt man in dasselbe Gebiet hinunter, in das man hinuntersteigen muss, wenn man überhaupt nur zur Masse kommt.
[ 31 ] We follow exactly the same path, my dear friends, when we descend from the realm of light, sound, and heat into the realm of electrical phenomena. We do not experience our manifestations of will directly, but rather what we can conceive of them; we do not experience the electrical phenomena of nature directly, but rather what they bring forth into the realm of light, sound, heat, and so on. For, as far as the external world is concerned, I would say we enter the same Orcus when we sleep as we do within ourselves when we descend from our imaginative, conscious life into our life of will. While everything that is light, sound, and heat is related to our conscious life, everything that takes place in the realm of electricity and magnetism is intimately related to our unconscious life of the will. And the occurrence of physiological electricity in certain lower animals is merely a symptom—a symptom manifesting itself at a specific point in nature—of an otherwise imperceptible but universal phenomenon: wherever the will acts through metabolism, a process similar to external electrical and magnetic phenomena is at work. And in fact, by descending along the complex paths—which we have been able to sketch only roughly today—into the realm of electrical phenomena, one descends into the very same realm into which one must descend if one is to reach the mass at all.
[ 32 ] Was tut man, wenn man Elektrizität und Magnetismus studiert? Man studiert die Materie konkret. Steigen Sie zur Materie hinunter, indem Sie Elektrizität und Magnetismus studieren! Und es ist wahr, recht wahr, was ein englischer Philosoph gesagt hat: Früher hat man in verschiedenster Weise geglaubt, dass der Elektrizität Materie zugrunde liegt. Jetzt muss man annehmen, dass dasjenige, was man als Materie glaubt, eigentlich nichts anderes ist als flüssige Elektrizität. Früher hat man die Materie atomisiert. Jetzt denkt man: Die Elektronen, die bewegen sich durch den Raum und haben ähnliche Eigenschaften wie früher die Materie. Man hat den ersten Schritt gemacht — nur gibt man ihn noch nicht zu — zur Überwindung der Materie und den ersten Schritt dazu, anzuerkennen, dass man hinuntersteigt im Reich der Natur, indem man von den Licht-, Schall-, Wärmeerscheinungen zu den elektrischen Erscheinungen [übergeht], dass man hinuntersteigt zu demjenigen, was sich zu diesen [Licht-, Schall- und Wärme-]Erscheinungen verhält wie unser Wille zu unserem Vorstellungsleben. Das möchte ich Ihnen auf die Seele legen als ein Fazit der heutigen Betrachtung. Ich will Ihnen ja hauptsächlich das sagen, was Sie in den Büchern nicht vorfinden. Was davon doch vorgeführt wird, möchte ich nur sagen als etwas, was das andere begründet.
[ 32 ] What do you do when you study electricity and magnetism? You study matter in concrete terms. Delve down into matter by studying electricity and magnetism! And it is true, quite true, what an English philosopher once said: In the past, people believed in various ways that electricity was the basis of matter. Now one must assume that what is believed to be matter is actually nothing other than liquid electricity. In the past, matter was atomized. Now people think: The electrons move through space and have properties similar to those of matter in the past. We have taken the first step—though we do not yet admit it—toward transcending matter, and the first step toward recognizing that we are descending into the realm of nature by moving from phenomena of light, sound, and heat to electrical phenomena, that we are descending to that which relates to these [light, sound, and heat] phenomena as our will relates to our life of imagination. I would like to impress this upon you as a conclusion to today’s reflection. My main aim is to tell you what you will not find in books. As for what is presented there, I would like to mention it only as something that serves to ground the other.
