Ernst Macha - Ernst Mach

Ernst Mach
Ernst Mach 01.jpg
Urodzić się
Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach

18 lutego 1838
Brno , Morawy , Cesarstwo Austriackie (obecnie Czechy)
Zmarł 19 lutego 1916 (1916-02-19)(w wieku 78)
Edukacja Uniwersytet Wiedeński
(doktorat, 1860; dr fil. hab., 1861)
Znany z Liczba Macha
Zasada Macha
fale uderzeniowe
Mach fale
Mach efekty odbicia
Mach zespół
Krytyka Newton „s argumentem wiadro
diamentów Mach
Empirio-krytyka
relacjonizmu
Kariera naukowa
Pola Fizyk
Instytucje Uniwersytet w Grazu Uniwersytet
Karola Ferdynanda (Praga)
Uniwersytet Wiedeński
Praca dyplomowa Über elektrische Ladungen und Induktion  (1860)
Doradca doktorski Andreas von Ettingshausen
Doktoranci Heinrich
Gomperz Ottokar Tumlirz
Inni ważni studenci Andrija Mohorovičić
Wpływy Andreas von Ettingshausen
Gustav Fechner
Carl Ludwig
Pod wpływem Koło Wiedeńskie
Ludwig Boltzmann
Albert Einstein
Wolfgang Pauli
William James
Wilhelm Kienzl
Pierre Duhem
Henri Poincaré
Rosyjski machizm, w tym Alexander Bogdanov
Podpis
Ernst Mach Signature.svg
Uwagi
Był ojcem chrzestnym Wolfganga Pauliego . Mach-Zehnder interferometr jest nazwany synem Ludwika Macha , który również był fizykiem.

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach ( / m ɑː x / ; niemiecki: [ˈɛɐ̯nst ˈmax] ; 18 lutego 1838 - 19 lutego 1916) był austriackim ( urodzonym na Morawach ) fizykiem i filozofem , znanym ze swojego wkładu w fizykę, takiego jak badanie szoku fale . Stosunek szybkości do szybkości dźwięku nazwano na jego cześć liczbą Macha . Jako filozof nauki wywarł duży wpływ na pozytywizm logiczny i amerykański pragmatyzm . Poprzez swoją krytykę Newton „s teorii czasu i przestrzeni, on zapowiedzią Einsteina ” s teorię względności .

Biografia

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach urodził się w Chrlice ( niemiecki : Chirlitz ), Moraw (wówczas w Cesarstwie Austriackim , obecnie część Brna w Czechach ). Jego ojciec, który ukończył Uniwersytet Karola Ferdynanda w Pradze , był nauczycielem szlacheckiej rodziny Brethon w Zlínie na wschodnich Morawach. Jego dziadek, Wenzl Lanhaus, administrator majątku Chirlitz, był również budowniczym tamtejszych ulic. Jego działalność na tym polu wpłynęła później na pracę teoretyczną Ernsta Macha. Niektóre źródła podają miejsce urodzenia Macha jako Tuřany ( niem . Turas , obecnie także część Brna), gdzie mieścił się Urząd Stanu Cywilnego Chirlitz. To tam Mach został ochrzczony przez Peregrina Weissa. Mach został później socjalistą i ateistą , ale jego teorię i życie czasami porównywano do buddyzmu . Heinrich Gomperz nazwał Macha „Buddą nauki” ze względu na jego fenomenalne podejście do „ego” w swojej analizie doznań .

Do 14 roku życia Mach kształcił się w domu u rodziców. Następnie wstąpił do gimnazjum w Kromierzyżu ( niem . Kremsier ), gdzie uczył się przez trzy lata. W 1855 został studentem Uniwersytetu Wiedeńskiego . Tam studiował fizykę i przez jeden semestr fizjologię medyczną, otrzymując doktorat z fizyki w 1860 roku pod kierunkiem Andreasa von Ettingshausena na podstawie pracy pt. Über elektrische Ladungen und Induktion , a habilitację w następnym roku. Jego wczesne prace skupiały się na efekcie Dopplera w optyce i akustyce . W 1864 roku objął posadę profesora matematyki na uniwersytecie w Grazu , odrzucając w tym celu stanowisko katedry chirurgii na uniwersytecie w Salzburgu , aw 1866 został mianowany profesorem fizyki. W tym okresie Mach kontynuował pracę z zakresu psychofizyki i percepcji sensorycznej. W 1867 objął katedrę fizyki doświadczalnej na Uniwersytecie Karola Ferdynanda, gdzie przebywał przez 28 lat przed powrotem do Wiednia.

Główny wkład Macha w fizykę polegał na opisie i zdjęciach iskrzących fal uderzeniowych, a następnie balistycznych fal uderzeniowych. Opisał, jak gdy pocisk lub pocisk poruszał się z prędkością większą niż prędkość dźwięku, tworzył przed sobą kompresję powietrza. Używając fotografii schlieren , on i jego syn Ludwig sfotografowali cienie niewidzialnych fal uderzeniowych. Na początku lat 90. XIX wieku Ludwig wynalazł interferometr, który pozwalał na znacznie wyraźniejsze zdjęcia. Ale Mach wykonane również wiele wkładów do psychologii i fizjologii, w tym jego oczekiwaniu Gestalt zjawisk, odkrycie efektu ukośnym i Pasmo Macha , typ inhibicji pod wpływem iluzji wzrokowej, a zwłaszcza jego odkryciu funkcji non-akustyczny z ucho wewnętrzne, które pomaga kontrolować równowagę człowieka.

Jedną z najbardziej znanych idei Macha jest tak zwana „ zasada Macha ”, dotycząca fizycznego pochodzenia bezwładności. To nigdy nie zostało spisane przez Macha, ale nadano mu graficzną formę słowną, przypisaną przez Philippa Franka samemu Machowi: „Kiedy metro szarpie, to stałe gwiazdy rzucają cię w dół”.

Historyczna fotografia Ernsta Macha z 1887 roku ( shadowgraph ) przedstawiająca falę uderzeniową łuku wokół pocisku naddźwiękowego

Mach stał się również znany ze swojej filozofii, opracowanej w ścisłej współpracy z jego nauką. Mach bronił swego rodzaju fenomenalizmu, uznającego za rzeczywiste jedynie doznania . Ta pozycja wydawała się nie do pogodzenia z poglądem na atomy i molekuły jako na zewnętrzne, niezależne od umysłu rzeczy. Po wykładzie Ludwiga Boltzmanna w Cesarskiej Akademii Nauk w Wiedniu w 1897 roku oświadczył : „Nie wierzę, że atomy istnieją!”. Od około 1908 do 1911 roku Max Planck krytykował niechęć Macha do uznania rzeczywistości atomów za niezgodną z fizyką. Wykazanie Einsteina z 1905 r., że statystyczne fluktuacje atomów umożliwiały pomiar ich istnienia bez bezpośrednich, zindywidualizowanych dowodów sensorycznych, stanowiło punkt zwrotny w akceptacji teorii atomowej . Niektóre krytyki Macha dotyczące stanowiska Newtona w kwestii przestrzeni i czasu wpłynęły na Einsteina, ale później Einstein zdał sobie sprawę, że Mach zasadniczo sprzeciwiał się filozofii Newtona i doszedł do wniosku, że jego krytyka fizyczna nie była zasadna.

W 1898 Mach przeżył zatrzymanie akcji serca, aw 1901 przeszedł na emeryturę z Uniwersytetu Wiedeńskiego i został powołany do wyższej izby parlamentu austriackiego. Po opuszczeniu Wiednia w 1913 przeniósł się do domu syna w Vaterstetten koło Monachium , gdzie kontynuował pisanie i korespondencję aż do śmierci w 1916 roku, dzień po jego 78. urodzinach.

Fizyka

Większość początkowych badań Macha w fizyce doświadczalnej koncentrowała się na interferencji , dyfrakcji , polaryzacji i załamywaniu światła w różnych ośrodkach pod wpływem czynników zewnętrznych. Stamtąd rozpoczęły się badania w zakresie naddźwiękowej mechaniki płynów. Mach i fizyk-fotograf Peter Salcher przedstawili swój artykuł na ten temat w 1887 roku; poprawnie opisuje efekty dźwiękowe obserwowane podczas ruchu ponaddźwiękowego pocisku . Wydedukowali i eksperymentalnie potwierdzili istnienie fali uderzeniowej o stożkowatym kształcie, z pociskiem na wierzchołku. Stosunek prędkości płynu do lokalnej prędkości dźwięku v p / v s jest teraz nazywany liczba Macha . Jest to parametr krytyczny w opisie szybkiego ruchu płynu w aerodynamice i hydrodynamice . Mach przyczynił się również do kosmologii hipotezy znanej jako zasada Macha .

Filozofia nauki

Popiersie Macha w Rathauspark (City Hall Park) w Wiedniu , Austria

Empiriokrytyka

Od 1895 do 1901 roku Mach piastował nowo utworzoną katedrę „historii i filozofii nauk indukcyjnych” na Uniwersytecie Wiedeńskim. W swoich studiach historyczno-filozoficznych Mach rozwinął fenomenalną filozofię nauki, która stała się wpływowa w XIX i XX wieku. Początkowo prawa naukowe postrzegał jako podsumowania zdarzeń eksperymentalnych, skonstruowane w celu uczynienia złożonych danych zrozumiałymi, ale później podkreślił, że funkcje matematyczne są bardziej użytecznym sposobem opisywania zjawisk zmysłowych. Tak więc prawa naukowe, choć nieco wyidealizowane, mają więcej wspólnego z opisywaniem wrażeń niż z rzeczywistością, która istnieje poza doznaniami.

Cel, jaki sobie postawiła ( nauki fizyczne ), jest najprostszym i najbardziej oszczędnym abstrakcyjnym wyrażeniem faktów.

Kiedy ludzki umysł, ze swoimi ograniczonymi władzami, próbuje odzwierciedlić w sobie bogate życie świata, którego sam jest tylko niewielką częścią i którego nigdy nie może mieć nadziei na wyczerpanie, ma wszelkie powody, by postępować ekonomicznie.

W rzeczywistości prawo zawsze zawiera mniej niż sam fakt, ponieważ nie odtwarza faktu w całości, ale tylko w tym jego aspekcie, który jest dla nas ważny, przy czym reszta jest celowo lub z konieczności pominięta.

Odseparowując mentalnie ciało od zmiennego środowiska, w którym się ono porusza, tak naprawdę wydobędziemy ze strumienia wszystkich naszych doznań grupę doznań, na których zakotwiczone są nasze myśli i która ma stosunkowo większą stabilność niż inne. Załóżmy, że przypisujemy naturze właściwość wywoływania podobnych skutków w podobnych okolicznościach; właśnie takie jak okoliczności, których nie powinniśmy wiedzieć, jak je znaleźć. Natura istnieje tylko raz. Tylko nasza schematyczna imitacja mentalna wytwarza podobne zdarzenia.

Pozytywizm Macha wpłynął także na wielu rosyjskich marksistów , takich jak Aleksander Bogdanow . W 1908 r. Lenin napisał pracę filozoficzną Materializm i empiriokrytycyzm , w której skrytykował machizm i poglądy „ rosyjskich machistów ”. Jego głównym zarzutem było to, że filozofia Macha doprowadziła do solipsyzmu i do absurdalnego wniosku, że natura nie istniała przed ludźmi:

Jeśli ciała są „zespołami wrażeń”, jak mówi Mach, lub „kombinacjami wrażeń”, jak powiedział Berkeley, to nieuchronnie wynika z tego, że cały świat jest tylko moją ideą. Wychodząc z takiej przesłanki nie sposób dojść do istnienia innych osób poza sobą: to najczystszy solipsyzm. ...jeśli [Mach] nie przyznaje, że „sensowna treść” jest obiektywną rzeczywistością, istniejącą niezależnie od nas, pozostaje tylko „nagi abstrakt” ja, ja nieomylnie napisany z dużej litery i pisany kursywą, równy „ szalony fortepian, który wyobrażał sobie, że jest jedyną istniejącą rzeczą na tym świecie.” Jeśli "sensowną treścią" naszych doznań nie jest świat zewnętrzny, to nic nie istnieje prócz tej nagiej, którą zajmowałem się pustymi "filozoficznymi" akrobacjami.

—  Rozdział 1.1, „Wrażenia i kompleksy doznań”

(Lenin przytoczył również w tej pracy pojęcie eteru , jako medium, przez które rozchodziły się fale świetlne, oraz pojęcie czasu jako absolutu, które później okazały się błędne).

Empiriokrytycyzm to określenie rygorystycznie pozytywistycznej i radykalnie empirystycznej filozofii ustanowionej przez niemieckiego filozofa Richarda Avenariusa, a następnie rozwiniętej przez Macha, która twierdzi, że wszystko, co możemy wiedzieć, to nasze odczucia i że wiedza powinna ograniczać się do czystego doświadczenia.

Zgodnie z filozofią empiryczno-krytyczną, Mach przeciwstawił się Ludwigowi Boltzmannowi i innym, którzy zaproponowali atomową teorię fizyki. Ponieważ nie można bezpośrednio obserwować rzeczy tak małych jak atomy, a żaden model atomowy w tamtym czasie nie był spójny, hipoteza atomowa wydawała się Machowi nieuzasadniona i być może niewystarczająco „ekonomiczna”. Mach miał bezpośredni wpływ na filozofów Koła Wiedeńskiego i pozytywizmu logicznego w ogóle.

Machowi przypisuje się szereg zasad, które destylują jego ideał teorii fizyki – to, co obecnie nazywa się „fizyką Macha”:

  1. Powinna opierać się całkowicie na zjawiskach bezpośrednio obserwowalnych (zgodnie z jego pozytywistycznymi skłonnościami)
  2. Powinien całkowicie zrezygnować z absolutnej przestrzeni i czasu na rzecz ruchu względnego
  3. Wszelkie zjawiska, które wydają się być związane z absolutną przestrzenią i czasem (np. bezwładność i siła odśrodkowa ), powinny być zamiast tego postrzegane jako wyłaniające się z rozkładu materii we wszechświecie.

Ta ostatnia jest wyróżniana, zwłaszcza przez Einsteina, jako „ zasadaMacha . Einstein przytoczył ją jako jedną z trzech zasad leżących u podstaw ogólnej teorii względności . W 1930 napisał: „uzasadnione jest uważanie Macha za prekursora ogólnej teorii względności”, chociaż Mach przed śmiercią najwyraźniej odrzucił teorię Einsteina. Einstein zdawał sobie sprawę, że jego teorie nie spełniają wszystkich zasad Macha, podobnie jak żadna późniejsza teoria, pomimo znacznych wysiłków.

Konstruktywizm fenomenologiczny

Według Alexandra Rieglera praca Macha była prekursorem wpływowej perspektywy zwanej konstruktywizmem . Konstruktywizm utrzymuje, że cała wiedza jest konstruowana, a nie odbierana przez uczącego się. Zajął wyjątkowo niedualistyczne, fenomenologiczne stanowisko. Twórca radykalnego konstruktywizmu, von Glasersfeld , ukłonił się w stronę Macha jako sojusznika.

Obrotowe krzesło opracowane przez Macha w celu zbadania doświadczenia ruchu

Fizjologia

W 1873 roku, niezależnie od siebie, Mach oraz fizjolog i lekarz Josef Breuer odkryli, w jaki sposób funkcjonuje zmysł równowagi (tj. percepcja nierównowagi głowy), śledząc jego zarządzanie na podstawie informacji, które mózg otrzymuje z ruchu płynu w mózgu . kanały półkoliste z ucha wewnętrznego . To, że zmysł równowagi zależy od trzech kanałów półkolistych, odkrył w 1870 fizjolog Friedrich Goltz , ale Goltz nie odkrył, jak działa aparat wyczuwania równowagi. Mach skonstruował krzesło obrotowe, aby przetestować swoje teorie, a Floyd Ratliff zasugerował, że ten eksperyment mógł utorować drogę jego krytyce fizycznej koncepcji absolutnej przestrzeni i ruchu.

Psychologia

Przesadny kontrast między krawędziami o nieco różniących się odcieniach szarości, pojawia się, gdy tylko się zetkną

W obszarze percepcji zmysłowej psychologowie pamiętają Macha ze względu na złudzenie optyczne zwane pasmami Macha . Efekt wyolbrzymia kontrast pomiędzy krawędziami o nieco różniących się odcieniach szarości, gdy tylko się zetkną, uruchamiając wykrywanie krawędzi w ludzkim układzie wzrokowym.

Mach wyraźniej niż ktokolwiek wcześniej i później rozróżniał to, co nazywał przestrzeniami fizjologicznymi (szczególnie wizualnymi ) i geometrycznymi .

Poglądy Macha na struktury pośredniczące zainspirowały silnie indukcyjne stanowisko BF Skinnera , które było analogiczne do stanowiska Macha w dziedzinie psychologii.

Eponimy

W hołdzie jego imię nadano:

Bibliografia

La mecanique , 1904
  • Mach, Ernst (1873). Optisch-akustische Versuche (w języku niemieckim). Praha: Cielę.
  • Mach, Ernst (1900). Principien der Wärmelehre (w języku niemieckim). Lipsk: Johann Ambrosius Barth.
  • Mach, Ernst (1903). Analyze der Empfindungen und das Verhältnis des Physischen zum Psychischen (w języku włoskim). Turyn: Fratelli Bocca.
  • Mach, Ernst (1904). Mechanik in ihrer Entwicklung historisch-kritisch dargestellt (w języku francuskim). Paryż: Librairie scientifique Hermann et C.ie.
  • Mach, Ernst (1908). Erkenntnis und Irrtum (w języku francuskim). Paryż: Flammarion.

Główne prace Macha w języku angielskim:

Zobacz też

Bibliografia

Uwagi

Cytaty

Źródła

Dalsza lektura

  • Erik C. Banks: Elementy świata Ernsta Macha. Studium z filozofii naturalnej . Dordrecht: Kluwer (obecnie Springer), 2013.
  • John Blackmore i Klaus Hentschel (red.): Ernst Mach als Außenseiter . Wiedeń: Braumüller, 1985 (z wybraną korespondencją).
  • Blackmore, JT; Itagaki, R.; Tanaka, Satoru, wyd. (2001). Wiedeń 1895–1930 Ernsta Macha: czyli fenomenalizm jako filozofia nauki . Dordrecht: Springer. Numer ISBN 978-0-7923-7122-9.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki i Setsuko Tanaka (red.): Ernst Mach's Science . Kanagawa: Tokai University Press, 2006.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki i Setsuko Tanaka: wpływy Ernsta Macha rozprzestrzeniają się . Bethesda: Sentinel Open Press, 2009.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki i Setsuko Tanaka: Ernst Mach's Graz (1864-1867), gdzie rozwinęło się wiele nauki i filozofii . Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
  • John T. Blackmore: Ernst Macha Praga 1867-1895 jako ludzka przygoda , Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
  • Everdell, William (1997). Pierwsi moderniści. Profile w początkach myśli XX wieku . Wydawnictwo Uniwersytetu Chicago.
  • Hallera, Rudolfa; Stadler, Friedrich, wyd. (1988). Ernst Mach – Werk und Wirkung (w języku niemieckim). Wiedeń: Hoelder-Pichler-Tempsky.
  • Hentschel, Klaus (2013). „Ernsta Macha” . W Hessenbruch, Arne (red.). Przewodnik czytelnika po historii nauki . Londyn: Routledge. Numer ISBN 978-1-134-26301-1 – przez Taylora i Francisa.
  • Hoffmann, D.; Laitko, H., wyd. (1991). Ernst Mach – Studien und Dokumente (w języku niemieckim). Berlin.
  • Kockelmans, Joseph J. (1968). Filozofia nauki. Tło historyczne . Nowy Jork: Wolna prasa.
  • Prosser, V.; Folta, J., wyd. (1991), Ernst Mach and the development of Physics – Conference Papers , Praga: Universitas Carolina Pragensis
  • Thiele, Joachim (1978), Wissenschaftliche Kommunikation - Die Korrespondenz Ernst Machs (w języku niemieckim), Kastellaun: Hain (z wybraną korespondencją).

Zewnętrzne linki