Эрнст Мах - Ernst Mach

Эрнст Мах
Эрнст Мах 01.jpg
Родился
Эрнст Вальфрид Йозеф Венцель Мах

18 февраля 1838 г.
Умер 19 февраля 1916 г. (1916-02-19)(78 лет)
Образование Венский университет
(доктор философии, 1860; доктор филологических наук, 1861)
Известен Число
Маха Принцип Маха
Ударные волны
Волны
Маха Эффекты отражения
Маха Полоса Маха
Критика аргумента Ньютона о ведре
Алмазы Маха
Эмпириокритицизм
Реляционизм
Научная карьера
Поля Физик
Учреждения Университет Граца Университет
Карла-Фердинанда (Прага)
Венский университет
Тезис Über elektrische Ladungen und Induktion  (1860)
Докторант Андреас фон Эттингсхаузен
Докторанты Генрих Гомперц
Оттокар Тумлирц
Другие известные студенты Андрия Мохоровичич
Влияния Андреас фон Эттингсхаузен
Густав Фехнер
Карл Людвиг
Под влиянием Венский кружок
Людвиг Больцман
Альберт Эйнштейн
Вольфганг Паули
Уильям Джеймс
Вильгельм Кинцль
Пьер Дюгем
Анри Пуанкаре
Русский махизм, включая Александра Богданова
Подпись
Эрнст Мах Signature.svg
Примечания
Он был крестным отцом Вольфганга Паули . Маха-Цандера назван в честь его сына Людвига Маха , который также был физиком.

Эрнст Вальфрид Йозеф Венцель Мах ( / m ɑː x / ; немецкий: [ˈɛɐ̯nst ˈmax] ; 18 февраля 1838 - 19 февраля 1916) был австрийским ( моравским ) физиком и философом , известным своим вкладом в физику, в том числе изучением шока. волны . Отношение скорости человека к скорости звука названо в его честь числом Маха . Как философ науки он оказал большое влияние на логический позитивизм и американский прагматизм . Благодаря своей критике Ньютон «теорий s пространства и времени, он предвосхитил Эйнштейн » сек теории относительности .

биография

Эрнст Вальфрид Йозеф Венцель Мах родился в Хрлице ( нем . Chirlitz ), Моравия (тогда в Австрийской империи , ныне часть Брно в Чешской Республике ). Его отец, который окончил Университет Карла-Фердинанда в Праге , был наставником в благородной семье Бретонов в Злине в Восточной Моравии. Его дед, Венцль Ланхаус, управляющий имением Чирлиц, также был мастером строительства улиц. Его деятельность в этой области позже повлияла на теоретические работы Эрнста Маха. В некоторых источниках местом рождения Маха является Туржаны ( нем . Turas , ныне также часть Брно), место загса Хирлица. Именно там Маха крестил Перегрин Вайс. Позднее Мах стал социалистом и атеистом , но его теорию и жизнь иногда сравнивали с буддизмом . Генрих Гомперц называл Маха «Буддой науки» из-за его феноменалистического подхода к «эго» в его анализе ощущений .

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 . Там он изучал физику и в течение одного семестра медицинскую физиологию, получив докторскую степень по физике в 1860 году под руководством Андреаса фон Эттингсгаузена, защитив диссертацию под названием « Über elektrische Ladungen und Induktion» , а в следующем году получил степень абилитации . Его ранние работы были сосредоточены на эффекте Доплера в оптике и акустике . В 1864 году он стал профессором математики в Университете Граца , отказавшись от должности заведующего кафедрой хирургии в Университете Зальцбурга , а в 1866 году он был назначен профессором физики. В этот период Мах продолжал заниматься психофизикой и чувственным восприятием. В 1867 году он занял кафедру экспериментальной физики в Университете Шарля-Фердинанда, где пробыл 28 лет, прежде чем вернуться в Вену.

Главный вклад Маха в физику заключался в его описании и фотографиях искровых ударных волн, а затем баллистических ударных волн. Он описал, как, когда пуля или снаряд двигались быстрее скорости звука, они создавали сжатие воздуха перед собой. Используя шлирен-фотографию , он и его сын Людвиг сфотографировали тени невидимых ударных волн. В начале 1890-х Людвиг изобрел интерферометр, который позволил делать гораздо более четкие фотографии. Но Мах также внес большой вклад в психологию и физиологию, в том числе его ожидания гештальта явления, его открытия наклонного эффекта и от Маха полос , с ингибированием влиянием типа визуальной иллюзии, и особенно его открытия не-акустическим функцией из внутреннее ухо, которое помогает контролировать человеческое равновесие.

Одна из самых известных идей Маха - это так называемый « принцип Маха » о физическом происхождении инерции. Мах никогда не записывал это, но ему была придана графическая вербальная форма, которую Филипп Франк приписал самому Маху, как: «Когда метро дергается, вас сбивают неподвижные звезды».

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

Мах также стал хорошо известен своей философией, развивающейся в тесном взаимодействии с его наукой. Мах защищал разновидность феноменализма, признающего реальными только ощущения . Эта позиция казалась несовместимой с взглядом на атомы и молекулы как на внешние, не зависящие от разума вещи. После лекции 1897 года Людвига Больцмана в Императорской академии наук в Вене он заявил : «Я не верю, что атомы существуют!» Примерно с 1908 по 1911 год Макс Планк критиковал нежелание Маха признать реальность атомов несовместимой с физикой. Демонстрация Эйнштейном 1905 года того, что статистические флуктуации атомов позволяют измерить их существование без прямых индивидуальных сенсорных свидетельств, стала поворотным моментом в принятии атомной теории . Некоторая критика Махом позиции Ньютона в отношении пространства и времени повлияла на Эйнштейна, но позже Эйнштейн понял, что Мах был в основном против философии Ньютона, и пришел к выводу, что его физическая критика не обоснована.

В 1898 году Мах пережил остановку сердца, а в 1901 году он ушел 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, на следующий день после своего 78-летия.

Физика

Большинство первоначальных исследований Маха в области экспериментальной физики было сосредоточено на интерференции , дифракции , поляризации и преломлении света в различных средах при внешних воздействиях. Затем последовали исследования в области сверхзвуковой механики жидкости. Мах и фотограф-физик Питер Салчер представили свой доклад на эту тему в 1887 году; он 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 локальной скорости звука v p / v s теперь называется 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

Бюст Маха в Rathauspark ( Ратушный парк) в Вене , Австрия

Эмпириокритицизм

С 1895 по 1901 год Мах возглавлял недавно созданную кафедру «истории и философии индуктивных наук» в Венском университете. В своих историко-философских исследованиях Мах разработал феноменалистическую философию науки, которая приобрела популярность в XIX и XX веках. Первоначально он рассматривал научные законы как сводку экспериментальных событий, созданную с целью сделать сложные данные понятными, но позже подчеркнул, что математические функции являются более полезным способом описания сенсорных явлений. Таким образом, научные законы, хотя и несколько идеализированные, имеют больше отношения к описанию ощущений, чем к реальности, существующей за пределами ощущений.

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

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

На самом деле закон всегда содержит меньше, чем сам факт, потому что он воспроизводит не факт в целом, а только в том его аспекте, который важен для нас, а остальное намеренно или по необходимости опущено.

Мысленно отделяя тело от изменчивой среды, в которой оно движется, на самом деле мы извлекаем группу ощущений, на которых сосредоточены наши мысли и которая является относительно более устойчивой, чем другие, из потока всех наших ощущений. Предположим, мы должны были приписать природе свойство производить одинаковые эффекты в одинаковых обстоятельствах; именно такие обстоятельства мы не должны знать, как их найти. Природа существует только один раз. Только наша схематическая ментальная имитация производит подобные события.

Позитивизм Маха также оказал влияние на многих русских марксистов , таких как Александр Богданов . В 1908 году Ленин написал философский труд « Материализм и эмпириокритицизм» , в котором подверг критике махизм и взгляды « русских махистов ». Его основные критические замечания заключались в том, что философия Маха привела к солипсизму и к абсурдному выводу о том, что природа не существовала до человека:

Если тела суть «комплексы ощущений», как говорит Мах, или «сочетания ощущений», как сказал Беркли, из этого неизбежно следует, что весь мир - всего лишь моя идея. Исходя из такой предпосылки, невозможно прийти к существованию других людей, кроме себя: это чистейший солипсизм. ... если [Мах] не признает, что «чувственное содержание» является объективной реальностью, существующей независимо от нас, остается только «голое абстрактное» Я, непогрешимо написанное с большой буквы и выделенное курсивом, равное « безумное пианино, которое вообразило, что это единственная существующая вещь в этом мире ». Если «чувственное содержание» наших ощущений - это не внешний мир, тогда ничего не существует, кроме этого обнаженного я, занимающегося пустой «философской» акробатикой.

-  Глава 1.1, «Ощущения и комплексы ощущений»

(Ленин также привел в этой работе концепцию эфира как среды, через которую распространяются световые волны, и концепцию времени как абсолюта - концепции, которые позже оказались ошибочными.)

Эмпириокритицизм - это термин, обозначающий строго позитивистскую и радикально эмпирическую философию, установленную немецким философом Рихардом Авенариусом и развитую далее Махом, которая утверждает, что все, что мы можем знать, - это наши ощущения и что знание должно быть ограничено чистым опытом.

В соответствии с эмпириокритической философией Мах выступил против Людвига Больцмана и других, которые предложили атомную теорию физики. Поскольку невозможно непосредственно наблюдать такие мелкие объекты, как атомы, и поскольку ни одна атомная модель в то время не была последовательной, атомная гипотеза казалась Маху необоснованной и, возможно, недостаточно «экономичной». Мах имел непосредственное влияние на философов Венского кружка и логический позитивизм в целом.

Маху приписывают ряд принципов, которые выражают его идеал физического теоретизирования - то, что теперь называется «махистской физикой»:

  1. Он должен быть полностью основан 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 относящимися к абсолютному пространству и времени (например, инерция и центробежная сила ), должны вместо этого рассматриваться как происходящие из распределения материи во Вселенной.

Последнее 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, что «оправданно рассматривать Маха как предшественника общей теории относительности», хотя Мах перед своей смертью, по-видимому, отверг теорию Эйнштейна. Эйнштейн знал, что его теории не соответствовали всем принципам Маха, как и никакая 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 учащимся. Он занял исключительно недуалистическую, феноменологическую позицию. Основатель радикального конструктивизма фон Глазерсфельд считал Маха своим союзником.

Вращающееся кресло, изобретенное Махом для исследования переживания движения

Физиология

В 1873 году, независимо друг от друга, Мах и физиолог и врач Йозеф Брейер обнаружили, как действует чувство равновесия (т. Е. Восприятие дисбаланса головы), проследив управление им с помощью информации, которую мозг получает от движения жидкости в мозге. полукруглые каналы по внутреннему уху . То, что чувство равновесия зависит от трех полукружных каналов, было обнаружено в 1870 году физиологом Фридрихом Гольцем , но Гольц не обнаружил, как функционирует аппарат, чувствительный к равновесию. Мах изобрел вращающееся кресло для проверки своих теорий, и Флойд Рэтлифф предположил, что этот эксперимент мог проложить путь к критике Махом физической концепции абсолютного пространства и движения.

Психология

Повышенный 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, за счет активации распознавания краев в зрительной системе человека.

Более четко, чем кто-либо до или после, Мах проводил различие между тем, что он называл физиологическими (в частности, визуальными ) и геометрическими пространствами.

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

Эпонимы

В знак уважения его имя было присвоено:

Библиография

La mécanique , 1904 год.
  • Мах, Эрнст (1873). Optisch-akustische Versuche (на немецком языке). Прага: Кальве.
  • Мах, Эрнст (1900). Principien der Wärmelehre (на немецком языке). Лейпциг: Иоганн Амброзиус Барт.
  • Мах, Эрнст (1903). Analyze der Empfindungen und das Verhältnis des Physischen zum Psychischen (на итальянском языке). Турин: Fratelli Bocca.
  • Мах, Эрнст (1904). Mechanik in ihrer Entwicklung Historisch-kritisch dargestellt (на французском языке). Париж: Librairie scientifique Hermann et C.ie.
  • Мах, Эрнст (1908). Erkenntnis und Irrtum (на французском языке). Париж: Фламмарион.

Принципиальные работы Маха на английском языке:

Смотрите также

использованная литература

Примечания

Цитаты

Источники

дальнейшее чтение

  • Эрик С. Бэнкс: Элементы мира Эрнста Маха. Исследование по естественной философии . Дордрехт: Kluwer (ныне Springer), 2013.
  • Джон Блэкмор и Клаус Хентшель (ред.): Эрнст Махалс Аусенсейтер . Вена: Браумюллер, 1985 (с избранной перепиской).
  • Блэкмор, JT; 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, Риоичи Итагаки и Сэцуко Танака (ред.): Наука Эрнста Маха . Канагава: Издательство Университета Токай, 2006.
  • Джон Т. Блэкмор, Риоичи Итагаки и Сэцуко Танака: влияние Эрнста Маха распространяется . Bethesda: Sentinel Open Press, 2009.
  • Джон Т. Блэкмор, Рёити Итагаки и Сэцуко Танака: Грац Эрнста Маха (1864–1867), где было развито много науки и философии . Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
  • Джон Т. Блэкмор: Прага 1867–1895 Эрнста Маха как человеческое приключение , Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
  • Эверделл, Уильям (1997). Первые современные. Профили в истоках мысли двадцатого века . Издательство Чикагского университета.
  • Галлер, Рудольф; Штадлер, Фридрих, ред. (1988). Эрнст Мах - Werk und Wirkung (на немецком языке). Вена: Hoelder-Pichler-Tempsky.
  • Хентшель, Клаус (2013). «Эрнст Мах» . В Гессенбрухе, Арне (ред.). Справочник по истории науки . Лондон: Рутледж. ISBN 978-1-134-26301-1 - через Тейлора и Фрэнсиса.
  • Hoffmann, D .; Лайтко, Х., ред. (1991). Эрнст Мах - Studien und Dokumente (на немецком языке). Берлин.
  • Кокельманс, Джозеф Дж. (1968). Философия науки. Историческая справка . Нью-Йорк: Свободная пресса.
  • Проссер, В .; Фолта, Дж., Ред. (1991), Эрнст Мах и развитие физики - Материалы конференции , Прага: Universitas Carolina Pragensis
  • Тиле, Иоахим (1978), Wissenschaftliche Kommunikation - Die Korrespondenz Ernst Machs (на немецком языке), Kastellaun: Hain (при избранной переписке).

внешние ссылки