Materie

grundlegender physikalischer Begriff (neben seiner Bedeutung für die Philosophie und die anderen Naturwissenschaften), der im Laufe der Physikgeschichte unterschiedliche Interpretationen erfuhr. Im Weltbild der klassischen Physik ist Materie eine von der Energie abgegrenzte mess- und berechenbare Grösse, der Newtons Unterscheidung der trägen und schweren Masse materieller Körper zugrunde liegt. In der Speziellen Relativitätstheorie muss der Materiebegriff durch die Erkenntnis der endlichen Lichtgeschwindigkeit in der Elektrodynamik revidiert werden; insbesondere stellen sich Masse und Energie als äquivalent heraus (Masse-Energie-Äquivalenz). Die Äquivalenz von träger und schwerer Masse (Äquivalenzprinzip) wird zur Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Der Materiebegriff der Quantenmechanik unterscheidet sich durch den Welle-Teilchen-Dualismus, die Heisenbergsche Unschärferelation und das Superpositionsprinzip wesentlich von der klassischen Mechanik, und eine realistische Deutung der Quantenmechanik muss gewohnte Vorstellungen der Materie aus der klassischen Physik aufgeben (Quantenmechanik und ihre Interpretationen). In den Quantenfeldtheorien wird der Begriff des Materiefeldes eingeführt, mit dem die Wechselwirkungen von Elementarteilchen beschrieben werden (Standardmodell der Elementarteilchen).

Die Thermodynamik des 19. Jahrhunderts beschäftigte sich mit Materie zunächst unter dem Blickwinkel der Wärmelehre und leitete aus der Äquivalenz von Wärme und Arbeit die beiden Hauptsätze der Thermodynamik ab. Der statistische Zugang L. Boltzmanns untersucht die Entstehung von Ordnung im thermischen Gleichgewicht. Die moderne Thermodynamik des Nichtgleichgewichts liefert den Ansatz für die Erklärung von Selbtsorganisationsformen der Materie.