Эрнст Мах

Эрнст Мах
Рожденный	Эрнст Вальдфрид Йозеф Венцель Мах 18 февраля 1838 г. Брно , Моравия , Австрийская империя
Умер	19 февраля 1916 г. (19 февраля 1916 г.) (78 лет) Фатерштеттен , Бавария , Германская империя
Гражданство	Моравский
Образование	Венский университет (Доктор философии, 1860 г.; доктор философии, 1861 г.)
Известный	Группа Маха Алмазы Маха число Маха Отражение Маха Волна Маха Принцип Маха Критика Ньютона ведра аргумента Эмпириокритицизм Косой эффект Реляционализм Ударные волны Стереокинетический стимул
Научная карьера
Поля	Физик
Учреждения	Университет Граца Университет Карла-Фердинанда (Прага) Венский университет
Диссертация	Об электрических зарядах и индукции   (1860 г.)
Докторантура	Андреас фон Эттингсгаузен
Докторанты	Генрих Гомперц Оттокар Тумлирц
Другие известные студенты	Андрия Мохоровичич
Подпись
Примечания
Он был крестным отцом Вольфганга Паули . Интерферометр Маха -Цендера назван в честь его сына Людвига Маха , который также был физиком.

Эрнст Вальдфрид Йозеф ( / mɑːx / Мах Венцель MAHKH , Немецкий: [ɛʁnst ˈmax] ; 18 февраля 1838 — 19 февраля 1916) был чехом . физик и философ, внесший вклад в физику ударных волн . Отношение скорости потока или объекта к скорости звука названо числом Маха в его честь . Как философ науки , он оказал большое влияние на логический позитивизм и американский прагматизм . Критикуя Исаака Ньютона теории пространства и времени Альберта Эйнштейна , он предвосхитил теорию относительности .

Биография

Ранняя жизнь

Мах родился в Хрлице ( нем . Chirlitz ), Моравия , Австрийская империя (часть Брно , в Чехии ). Его отец, окончивший Университет Карла-Фердинанда в Праге , был наставником знатной бретонской семьи в Злине в Восточной Моравии. Его дед, Венцль Ланхаус, управляющий поместьем Чирлиц, также был мастером-строителем улиц. Его деятельность в этой области позже повлияла на теоретические работы Эрнста Маха. В некоторых источниках местом рождения Маха называют Туржаны ( нем . Turas , также часть Брно), место загса Чирлица. Именно там Мах был крещен Перегрином Вайсом. Мах впоследствии стал социалистом и атеистом , но его теорию и жизнь иногда сравнивали с буддизмом . Генрих Гомперц назвал Маха «Буддой науки» из-за его феноменалистского подхода к «Я» в « Анализ ощущений » .

Автопортрет Эрнста Маха (1886 г.), представленный в «Анализ ощущений», также известном как «Взгляд левым глазом».

До 14 лет Мах воспитывался дома у родителей. Затем он поступил в гимназию в Кромержиже ( нем . Kremsier ), где проучился три года. В 1855 году он стал студентом Венского университета , где изучал физику и в течение одного семестра медицинскую физиологию, получив докторскую степень по физике в 1860 году под руководством Андреаса фон Эттингсгаузена с диссертацией Über elektrische Ladungen und Induktion , а получил степень доктора философии в следующем году . Его ранние работы были посвящены эффекту Доплера в оптике и акустике .

Профессиональные исследования

В 1864 году он устроился на работу профессором математики в Университет Граца после того, как ради этого отказался от должности кафедры хирургии в Зальцбургском университете , а в 1866 году он был назначен профессором физики. В этот период Мах продолжал свои работы в области психофизики и чувственного восприятия. В 1867 году он занял кафедру экспериментальной физики в Университете Шарля-Фердинанда , где проработал 28 лет, прежде чем вернуться в Вену.

Главный вклад Маха в физику заключался в его описании и фотографиях искровых ударных волн, а затем и баллистических ударных волн. Он описал, как, когда пуля или снаряд двигались со скоростью, превышающей скорость звука, перед собой создавалось сжатие воздуха. Используя шлирен-фотографии , он и его сын Людвиг сфотографировали тени невидимых ударных волн. В начале 1890-х годов Людвиг изобрел модификацию интерферометра Жамина , которая позволяла получать гораздо более четкие фотографии. Но Мах также внес большой вклад в психологию и физиологию, включая его предвидение гештальт -феноменов, открытие косого эффекта и полос Маха , зрительную иллюзию, вызванную торможением, и особенно открытие неакустической функции зрительной системы. внутреннее ухо, помогающее контролировать равновесие человека.

Одной из самых известных идей Маха является так называемый принцип Маха , физическое происхождение инерции. Это никогда не было записано Махом, но получило графическую словесную форму, приписываемую Махам Филиппом Франком : «Когда метро дергается, это неподвижные звезды бросают тебя вниз».

Историческая фотография Эрнста Маха 1887 года ( теневой снимок ) головной ударной волны вокруг сверхзвуковой пули.

Мах также стал широко известен своей философией, развивавшейся в тесном взаимодействии с его наукой. Мах защищал тип феноменализма, только ощущения признававшего действительными . Эта позиция казалась несовместимой с представлением об атомах и молекулах как о внешних, независимых от разума вещах. После лекции Людвига Больцмана в Императорской академии наук в Вене в 1897 году он заявил: «Я не верю в существование атомов!» Примерно с 1908 по 1911 год Макс Планк критиковал нежелание Маха признать реальность атомов несовместимой с физикой. Работа Эйнштейна 1905 года о броуновском движении показала, что статистические колебания атомов позволяют измерить их существование без прямых индивидуальных сенсорных свидетельств, что стало поворотным моментом в принятии атомной теории . Некоторая критика Маха позиции Ньютона в отношении пространства и времени повлияла на Эйнштейна, но позже Эйнштейн понял, что Мах в основном был против философии Ньютона, и пришел к выводу, что его физическая критика необоснованна.

Эрнст Мах в 1905 году

В 1898 году Мах пережил паралитический инсульт, а в 1901 году вышел в отставку из Венского университета и был назначен в верхнюю палату австрийского парламента. Покинув Вену в 1913 году, он переехал в дом своего сына в Фатерштеттене , недалеко от Мюнхена , где продолжал писать и переписываться до своей смерти в 1916 году, через день после своего 78-летия.

Физика

Большинство первоначальных исследований Маха в области экспериментальной физики были сосредоточены на интерференции , дифракции , поляризации и преломлении света в различных средах под внешними воздействиями. Затем последовали исследования в области механики сверхзвуковой жидкости. Мах и физик-фотограф Питер Салчер представили свою статью на эту тему. в 1887 году; оно правильно описывает звуковые эффекты, наблюдаемые при сверхзвуковом движении снаряда . Они вывели и экспериментально подтвердили существование ударной волны конической формы со снарядом на вершине. Отношение скорости жидкости к местной скорости звука v _p / v _s по его имени названо числом Маха . Это критический параметр при описании высокоскоростного движения жидкости в аэродинамике и гидродинамике . Мах также внес в космологию гипотезу, известную как принцип Маха .

Философия науки

«Махизм» перенаправляется сюда. О преувеличенной мужественности см. Мачизм .

Бюст Маха в Ратхауспарке (парке Ратуши) в Вене , Австрия

Эмпириокритицизм

С 1895 по 1901 год Мах возглавлял вновь созданную кафедру «истории и философии индуктивных наук» в Венском университете. В своих историко-философских исследованиях Мах разработал феноменалистическую философию науки , получившую влияние в 19 и 20 веках. Первоначально он рассматривал научные законы как сводку экспериментальных событий, построенную с целью сделать сложные данные понятными, но позже сделал упор на математические функции как на более полезный способ описания чувственных явлений. Таким образом, научные законы, хотя и несколько идеализированы, больше связаны с описанием ощущений, чем с реальностью, существующей за пределами ощущений.

Цель, которую она ( физическая наука ) поставила перед собой, — это наиболее простое и экономичное абстрактное выражение фактов.

Когда человеческий разум с его ограниченными возможностями пытается отразить в себе богатую жизнь мира, которой он сам является лишь малой частью и которую он никогда не может надеяться исчерпать, у него есть все основания действовать экономно.

В действительности закон всегда содержит меньше самого факта, потому что он воспроизводит не факт в целом, а лишь в той его стороне, которая для нас важна, а остальное намеренно или по необходимости опущено.

Мысленно отделяя тело от изменчивой среды, в которой оно движется, мы на самом деле высвобождаем из потока всех наших ощущений группу ощущений, на которых завязаны наши мысли и которые сравнительно более устойчивы, чем другие.Предположим, мы должны были бы приписать природе свойство производить одинаковые эффекты в одинаковых обстоятельствах; именно такие обстоятельства мы не должны знать, как найти. Природа существует только один раз. Только наше схематическое мысленное подражание производит подобные события.

Позитивизм Маха оказал влияние на многих русских марксистов , таких как Александр Богданов . В 1908 году Ленин написал философский труд « Материализм и эмпириокритицизм» . в которой он критиковал махизм и взгляды « русских махистов ». Его основная критика заключалась в том, что философия Маха привела к солипсизму и к абсурдному выводу, что природа не существовала до человека:

Если тела суть «комплексы ощущений», как говорит Мах, или «комбинации ощущений», как говорил Беркли, то из этого неизбежно следует, что весь мир есть лишь моя идея. Исходя из такой предпосылки, невозможно прийти к существованию других людей, кроме самого себя: это чистейший солипсизм....если [Мах] не признает, что «чувственное содержание» есть объективная реальность, существующая независимо от нас, то остается только «голое абстрактное» Я, безошибочно написанное с большой буквы и курсивом Я, равное « безумное пианино, которое воображало, что оно — единственная существующая вещь в этом мире». Если «чувственным содержанием» наших ощущений не является внешний мир, то не существует ничего, кроме этого обнаженного Я, занятого пустой «философской» акробатикой.

- Глава 1.1 «Ощущения и комплексы ощущений»

Эмпириокритицизм — это термин, обозначающий строго позитивистскую и радикально эмпиристскую философию, созданную немецким философом Рихардом Авенариусом и получившую дальнейшее развитие Маха, которая утверждает, что все, что мы можем знать, — это наши ощущения и что познание должно ограничиваться чистым опытом.

В соответствии с эмпириокритической философией Мах выступал против Больцмана и других, выдвигавших атомную теорию физики. Поскольку невозможно непосредственно наблюдать такие маленькие объекты, как атомы, и поскольку ни одна модель атома в то время не была последовательной, атомная гипотеза казалась Маха необоснованной и, возможно, недостаточно «экономной». Мах оказал непосредственное влияние на философов Венского кружка и логический позитивизм в целом.

Маху приписывают несколько принципов, которые отражают его идеал физического теоретизирования, называемый «махистской физикой»:

1. Оно должно быть полностью основано на непосредственно наблюдаемых явлениях (в соответствии с его позитивистскими взглядами).
2. Он должен полностью отказаться от абсолютного пространства и времени в пользу относительного движения.
3. Любые явления, которые кажутся связанными с абсолютным пространством и временем (например, инерция и центробежная сила ), вместо этого следует рассматривать как возникающие из распределения материи во Вселенной.

Последний выделяется, в частности, Эйнштейном, как « принцип Маха » . Эйнштейн назвал его одним из трех принципов, лежащих в основе общей теории относительности . В 1930 году он писал: «Оправданно считать Маха предшественником общей теории относительности». хотя Мах перед смертью, видимо, отверг теорию Эйнштейна. Эйнштейн знал, что его теории не соответствуют всем принципам Маха, как и ни одна последующая теория, несмотря на значительные усилия.

Феноменологический конструктивизм

По словам Александра Риглера, работа Маха была предшественником влиятельной точки зрения, известной как конструктивизм . Конструктивизм утверждает, что все знания конструируются, а не получаются обучающимся. Он занял исключительно недуалистическую, феноменологическую позицию. Основоположник радикального конструктивизма Эрнст фон Глазерсфельд дал добро на Маха как на союзника.

Вращающееся кресло, изобретенное Махом для исследования ощущения движения.

С другой стороны, есть также разумные основания рассматривать Маха просто как эмпирика и предшественника логических эмпириков и Венского кружка. С этой точки зрения цель науки состоит в том, чтобы детализировать функциональные связи между наблюдениями: «Цель, которую она (физическая наука) поставила перед собой, — это простейшее и наиболее экономичное абстрактное выражение фактов».

Физиология

В 1873 году независимо друг от друга Мах и физиолог и врач Йозеф Брейер открыли, как функционирует чувство равновесия (т. е. восприятие дисбаланса головы), проследив его управление по информации, которую мозг получает от движения жидкости в полукружных каналах внутреннего уха . То, что чувство равновесия зависит от трех полукружных каналов, было обнаружено в 1870 году физиологом Фридрихом Гольцем , но Гольц не открыл, как функционирует аппарат восприятия равновесия. Мах изобрел вращающееся кресло для проверки своих теорий, а Флойд Рэтлифф предположил, что этот эксперимент, возможно, проложил путь к критике Маха физической концепции абсолютного пространства и движения.

Психология

Преувеличенный контраст между краями слегка различающихся оттенков серого появляется, как только они соприкасаются.

В области чувственного восприятия психологи помнят Маха за оптическую иллюзию, называемую полосами Маха . Эффект усиливает контраст между краями слегка различающихся оттенков серого, как только они соприкасаются, запуская обнаружение краев в зрительной системе человека.

Более четко, чем кто-либо до или после, Мах провел различие между тем, что он называл физиологическим (в частности, зрительным ) и геометрическим пространствами.

Взгляды Маха на опосредующие структуры вдохновили Б. Ф. Скиннера на сильно индуктивную позицию, которая соответствовала позиции Маха в области психологии.

Эпонимы

В знак уважения его имя было присвоено:

• 3949 Мах , астероид
• Мах , лунный кратер
• Полосы Маха , оптическая иллюзия
• Алмазы Маха в сверхзвуковых выхлопах
• Mach Five — автомобиль, используемый Speed ​​Racer.
• Число Маха — единица измерения скорости относительно скорости звука.

Библиография

Механика , 1904 год.

• Мах, Эрнст (1873). Оптико-акустические эксперименты (на немецком языке). Прага: Кальве.
• Мах, Эрнст (1900). Основы термодинамики (на немецком языке). Лейпциг: Иоганн Амброзиус Барт.
• Мах, Эрнст (1903). Анализ ощущений и взаимосвязь физического и психологического (на итальянском языке). Турин: Фрателли Бокка .
• Мах, Эрнст (1904). Механика в своем развитии представлена ​​исторически и критически (на французском языке). Париж: Научная библиотека Hermann et C.ie.
• Мах, Эрнст (1908). Знание и ошибка (на французском языке). Париж: Фламмарион.

Основные произведения Маха на английском языке:

• Наука механика . Перевод МакКормака, Томаса Дж. (4-е изд.). Чикаго: Издательство Open Court Publishing Co., 1919 [1883].
• «Фотофиксация процессов, инициируемых снарядами в воздухе» . Зона встреч Кайзерл. Акад. Висс., Вена, Матем.-Естествознание. кл. (на немецком языке). 95 (Отдел II): 764–780. 1887. Бибкод : 1887АнП...268..277М . дои : 10.1002/andp.18872681008 . с Питером Слэчером
• Уильямс, CW, изд. (1897). «Анализ ощущений». Вклад в анализ ощущений (1-е изд.). Чикаго: Издательство Open Court.
• «Научно-популярные лекции» (1895); Переработанное и дополненное 3-е издание (1898 г.)
• «Пространство и геометрия с точки зрения физического исследования». Монист . 14 (1): 1–32. 1903. дои : 10.5840/monist190314139 . ISSN   0026-9662 . с SJB Сагденом
• История и корни принципа сохранения энергии (1911 г.)
• Принципы физической оптики (1926)
• Знание и ошибка (1976)
• Принципы теории тепла (1986)
• Основы теории восприятия движения (2001)

См. также

• Энергетика
• Мах (ядро)
• Полосы Маха
• диск Маха
• Отражение Маха
• Принцип Маха
• Интерферометр Маха – Цендера
• Стереокинетический стимул
• Визуальное пространство

Ссылки

Источники

• Андерсон, Дж. (1998), Мак, Памела Э. (редактор), «Исследования в области сверхзвуковых полетов и преодоления звукового барьера», От инженерной науки к большой науке: победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy , НАСА
• Барбур, Джулиан (2001). Конец времени: следующая революция в физике . США: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-514592-2 .
• Баатц, Урсула (1992). «Эрнст Мах — учёный-буддист?». В Блэкморе, Дж. Т. (ред.). Эрнст Мах — Взгляд глубже . Дордрехт: Спрингер. стр. 183–199. дои : 10.1007/978-94-011-2771-4_9 . ISBN  978-0-7923-1853-8 .
• Блэкмор, Джон Т. (1972). Эрнст Мах. Его жизнь, работа и влияние . Беркли и Лос-Анджелес: Издательство Калифорнийского университета. ISBN  9780520018495 . OCLC   534406 . ОЛ   4466579М .
• Буннин, Николас; Ю, Цзиюань (2008). «Мах, Эрнст (1838-1916)» . Словарь западной философии Блэквелла . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-470-99721-5 .
• Кьеза, Мекка (1994). Радикальный бихевиоризм: философия и наука . Авторский кооператив. ISBN  978-0-9623311-4-5 .
• Коэн, Роберт С.; Сигер, Раймонд Дж. (1975). Эрнст Мах: физик и философ . Дордрехт: Спрингер. ISBN  90-277-0016-8 .
• Хокинс, Дж. Э.; Шахт, Дж. (12 апреля 2005 г.). «Очерки отоистории. Часть 8: Возникновение вестибулярной науки» (PDF) . Аудиология и нейротология . 10 (4): 185–190. дои : 10.1159/000085076 . ПМИД   15832015 . S2CID   30875633 . Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 года.
• Хайнцманн, Герхард; Стамп, Дэвид (10 октября 2017 г.), «Анри Пуанкаре» , Стэнфордская энциклопедия философии
• Хентшель, Клаус (1985). «О версии Фейерабенда «теории исследования Маха и ее связи с Эйнштейном» » . Исследования по истории и философии науки . Часть А. 16 (4): 387–394. Бибкод : 1985SHPSA..16..387H . дои : 10.1016/0039-3681(85)90019-6 . ISSN   0039-3681 .
• Хентшель, Клаус (1988). «Переписка Дюгема-Маха: О «модельной загруженности» истории науки» . Анналы науки . 45 (1): 73–91. дои : 10.1080/00033798800200121 . ISSN   0003-3790 .
• Ленин, VI (1909), Материализм и эмпириокритицизм: критические комментарии к реакционной философии.
• Мехра, Джагдиш ; Рехенберг, Гельмут (2001). Историческое развитие квантовой теории . Спрингер. ISBN  978-0-387-95180-5 .
• Паис, Авраам (2005). Тонок Господь: Наука и жизнь Альберта Эйнштейна . Оксфорд: ОУП. п. 283 . ISBN  978-0-19-280672-7 .
• Пенроуз, Роджер (2016). Дорога к реальности: Полное руководство по законам Вселенной . Случайный дом. ISBN  978-1-4464-1820-8 .
• Пойман, Пол (21 мая 2008 г.). «Эрнст Мах» . Стэнфордская энциклопедия философии . Проверено 19 августа 2019 г.
• Рэтлифф, Флойд (1965). Полосы Маха: количественные исследования нейронных сетей сетчатки . Холден-Дэй.
• Рэтлифф, Флойд (1975). «О вкладе Маха в анализ ощущений». В Сигере, Раймонд Дж.; Коэн, Роберт С. (ред.). Эрнст Мах, физик и философ .
• Риглер, Александр (2011). «Конструктивизм». В Лучано Л'Абате (ред.). Парадигмы в теоретическом построении . Спрингер. стр. 235–255. дои : 10.1007/978-1-4614-0914-4_13 . ISBN  978-1-4614-0914-4 .
• Скотт, Джефф (9 ноября 2003 г.). «Эрнст Мах и число Маха» . Aerospaceweb.org . Проверено 24 октября 2015 г.
• Зоннерт, Герхард (2005). Эйнштейн и культура (иллюстрированное издание). Книги о человечности. ISBN  978-1-59102-316-6 .
• Стейла, Даниэла (2013). Наука и революция. Рецепция эмпириокритицизма в русской культуре (1877-1910 гг.) [ Наука и революция. Рецепция эмпириокритицизма в русской культуре ] (на хорватском языке). Москва: Академический проект. hdl : 2318/141997 .
• Уолтерс, Гереон (2012). «Мах и Эйнштейн, или Очищение мутной воды в истории науки» . В Ленере, Кристоф; Ренн, Юрген; Шеммель, Матиас (ред.). Эйнштейн и меняющиеся взгляды на мир в физике . Бостон: Спрингер – Биркхойзер. ISBN  978-0-8176-4940-1 .
• Юрграу, Палле (2005). Мир без времени: забытое наследие Гёделя и Эйнштейна . Аллен Лейн. ISBN  978-0-7139-9387-5 .

Дальнейшее чтение

• Эрик К. Бэнкс: Элементы мира Эрнста Маха. Исследование естественной философии . Дордрехт: Клювер (ныне Спрингер), 2013.
• Джон Блэкмор и Клаус Хентшель (ред.): Эрнст Мах как аутсайдер . Вена: Браумюллер, 1985 (с избранной перепиской).
• Блэкмор, Джей Ти; Итагаки, Р.; Танака, Сатору, ред. (2001). Вена Эрнста Маха 1895–1930: или Феноменализм как философия науки . Дордрехт: Спрингер. ISBN  978-0-7923-7122-9 .
• Джон Т. Блэкмор, Рёичи Итагаки и Сэцуко Танака (ред.): Наука Эрнста Маха . Канагава: Издательство Университета Токай, 2006.
• Джон Т. Блэкмор, Рёичи Итагаки и Сэцуко Танака: влияние Эрнста Маха распространяется . Бетесда: Sentinel Open Press, 2009.
• Джон Т. Блэкмор, Рёичи Итагаки и Сэцуко Танака: Грац Эрнста Маха (1864–1867), где было развито много науки и философии . Бетесда: Sentinel Open Press, 2010.
• Джон Т. Блэкмор: Прага Эрнста Маха 1867–1895 годов как человеческое приключение , Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
• Эверделл, Уильям (1997). Первые модерны. Профили в истоках мысли двадцатого века . Издательство Чикагского университета.
• Халлер, Рудольф; Штадлер, Фридрих, ред. (1988). Эрнст Мах – работа и влияние (на немецком языке). Вена: Гельдер-Пихлер-Темпски.
• Хентшель, Клаус (2013). «Эрнст Мах» . В Хессенбрухе, Арне (ред.). Путеводитель для читателей по истории науки . Лондон: Рутледж. ISBN  978-1-134-26301-1 – через Тейлора и Фрэнсиса.
• Хоффманн, Д.; Лайтко, Х., ред. (1991). Эрнст Мах – Исследования и документы (на немецком языке). Берлин. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
• Кокельманс, Джозеф Дж. (1968). Философия науки. Историческая справка . Нью-Йорк: Свободная пресса.
• Проссер, В.; Фолта, Дж., ред. (1991), Эрнст Мах и развитие физики - Доклады конференции , Прага: Universitas Carolina Pragensis
• Тиле, Иоахим (1978), Научное сообщение - Переписка Эрнста Маха (на немецком языке), Кастеллаун: Хайн (с избранной перепиской).

Внешние ссылки

• Библиография Эрнста Маха всех его статей и книг с 1860 по 1916 год , составленная венским лектором доктором Петером Маром в 2016 году.
• Различные ссылки на Эрнста Маха , составленные Грегом Элверсом.
• Клаус Хентшель : Мах, Эрнст, в: Neue Deutsche Biography 15 (1987), стр. 605–609.
• Работы Эрнста Маха в Project Gutenberg
• Работы Эрнста Маха или о нем в Internet Archive
• Работы Эрнста Маха в LibriVox (аудиокниги, являющиеся общественным достоянием)
• Пойман, Пол . «Эрнст Мах» . В Залте, Эдвард Н. (ред.). Стэнфордская энциклопедия философии .
• Краткая биография и библиография в Виртуальной лаборатории Института истории науки Макса Планка.
• Эрнст Мах: Анализ ощущений (1897 г.) [перевод « Вкладов в анализ ощущений» (1886 г.)]
• Эрнст Мах в проекте «Математическая генеалогия»
• «Критический позитивизм Маха и Авенариуса» : запись в онлайн-энциклопедии «Британника».