Abstract
“The introduction of a ‘luminiferous’ ether will prove to be superfluous …”.203 As far as the question of the meaning of ‘electromagnetic field’ is concerned, we can stop here — with the third paragraph of Einstein’s 1905 paper on relativity. If the aether is “superfluous,” the field must be a state of space itself, which is the present conception. However, since we are concerned with the development of the field concept, we need to discuss what led Einstein to dismiss, in one bold stroke, the major object of concern of late-19th century physicists.
The online version of the original chapter can be found at http://dx.doi.org/10.1007/978-94-009-6187-6_8
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Notes
Einstein (1905c). I will make use of the translation provided by Miller (1981) because it contains corrections Einstein made to the published original.
Einstein (1949).
Einstein (1973), p. 264.
See, e.g., Holton (1973), Miller (1981), and Pais (1982).
Einstein (1905a, b, c, and d), (1907a and b), and (1910).
Einstein (1949), p. 53.
Ibid.
Ibid.
Einstein (1894 or 1895).
Pais (1982), p. 132.
See, Einstein (1953).
Einstein (1949), pp. 25–27.
Ibid., p. 19.
Ibid., p. 37.
Ibid.
Ibid.
Ibid.
See Klein (1962) and (1979). There is some controversy in the historical literature over what, precisely, Planck did. I am only concerned with how Einstein interpreted him at the time.
Einstein (1949), p. 45.
Hume (1874) and Mach (1883). It is interesting to note that the late publication of Hume’s Treatise made him somewhat of a contemporary of Einstein!
Einstein (1949), p. 45.
Ibid.
Ibid., p. 53.
See, “Methods of theoretical physics,” in Einstein (1973).
Miller (1981), p. 392.
Ibid.
Ibid.
Einstein (1907), p. 413. In this article he discussed in detail the differences between his theory and that of Lorentz. He argued that in order to get relativity theory from Lorentz’ (1904), all that is required is to replace “Ortzeit” with “Zeit”. Technically, as I have said previously, he is right. However, the conceptual change this requires is not so “slight”.
Einstein (1949), p. 53.
Hume (1874), p. 358.
Ibid., p. 368.
Ibid., p. 342.
See esp., Shankland (1963). For a somewhat different statement by Einstein, see Ogawa (1979).
Miller (1981), p. 394.
See, Miller (1980).
Miller (1981), p. 414.
Einstein (1905d).
See, e.g., Einstein (1907), (1909), and (1910).
Miller (1981), p. 414.
“Indessen lehrt ein genaueres Nachdenken, dass diese Leugnung des Äthers nicht notwendig durch das spezielle Relativitätsprinzip gefordert wird. Man kann die Existenz eines Äthers annehmen; nur muss man darauf verzichten, ihm einen bestimmten Bewegungszustand zuzuschreiben, d.h. man muss ihm durch Abstraktion das letzte mechanische Merkmal nehmen, welches ihm Lorentz noch gelassen hatte.” Einstein (1920), p. 9.
“Das spezielle Relativitätsprinzip verbietet uns, den Äther als aus zeitlich verfolgbaren Teilchen bestehend anzunehmen, aber die Ätherhypothese an sich widerstreitet der speziellen Relativitätstheorie nicht. Nur muss man sich davor hüten, dem Äther einen Bewegungszustand zuzusprechen. Allerdings erscheint die Ätherhypothese vom Standpunkte der speziellen Relativitätstheorie zunächst als eine leere Hypothese. In den elektromagnetischen Feldgleichungen treten ausser den elektrischen Ladungsdichten nur die Feldstärken auf. Der Ablauf der elektromagnetischen Vorgänge im Vakuum scheint durch jenes innere Gesetz völlig bestimmt zu sein, unbeeinflusst durch andere physikalische Grössen. Die elektromagnetischen Felder erscheinen als letzte, nicht weiter zurückführbare Realitäten, und es erscheint zunächst überflüssig, ein homogenes, isotropes Äthermedium zu postulieren, als dessen Zustände jene Felder aufzufassen wären. Anderseits [sic!] lässt sich aber zugunsten der Ätherhypothese ein wichtiges Argument anführen. Den Äther leugnen, bedeutet letzten Endes annehmen, dass dem leeren Raume keinerlei physikalische Eigenschaften zukommen. Mit dieser Auffassung stehen die fundamentalen Tatsachen der Mechanik nicht im Einklang.” Ibid., pp. 10–11.
“Nur die Vorstellung eines Lichtäthers als des Trägers der elektrischen und magnetischen Kräfte passt nicht in die hier dargelegte Theorie hinein; elektromagnetische Felder erscheinen nämlich hier nicht als Zustände irgendeiner Materie, sondern als selbständig existierende Dinge, die der ponderabeln Materie gleichartig sind und mit ihr das Merkmal der Trägheit gemeinsam haben.” Einstein (1907), p. 413.
An excellent account of this struggle is to be found in Sewell (1975).
Einstein (1973), pp. 261–262.
See, e.g., Einstein (1929).
“Zusammenfassend können wir sagen: Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäss der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gabe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Massstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilchen zur bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden.” Einstein (1920), p. 15.
Maxwell (1890b), p. 322.
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Nersessian, N.J. (1984). Erratum to: Einstein’s ‘field’. In: Faraday to Einstein: Constructing Meaning in Scientific Theories. Science and Philosophy, vol 1. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-009-6187-6_15
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