stringtranslate.com

Эрнст Мах

Эрнст Вальдфрид Йозеф Венцель Мах ( / m ɑː x / MAHKH ; нем. [ɛʁnst ˈmax] ; 18 февраля 1838 — 19 февраля 1916) — чешский физик и философ, внёсший вклад в физику ударных волн . Отношение скорости потока или объекта к скорости звука названо в его честь числом Маха . Как философ науки , он оказал большое влияние на логический позитивизм и американский прагматизм . [2] Благодаря своей критике теорий пространства и времени Исаака Ньютона он предвосхитил теорию относительности Альберта Эйнштейна . [ 3]

Биография

Ранний период жизни

Мах родился в Хрлице ( нем . Chirlitz ), Моравия , Австрийская империя (часть Брно , в Чешской Республике ). Его отец, окончивший Университет Карла-Фердинанда в Праге , был учителем в дворянской бретонской семье в Злине в восточной Моравии. Его дед, Венцль Ланхаус, управляющий поместьем Хирлиц, также был там мастером-строителем улиц. Его деятельность в этой области позже повлияла на теоретические работы Эрнста Маха. Некоторые источники указывают местом рождения Маха Туржаны ( нем . Turas , также часть Брно), местонахождение Хирлицкого ЗАГСа. Именно там Мах был крещен Перегрином Вайсом. Позже Мах стал социалистом и атеистом , [4] но его теорию и жизнь иногда сравнивали с буддизмом . Генрих Гомперц называл Маха «Буддой науки» из-за его феноменалистского подхода к «Эго» в его «Анализе ощущений » . [5] [6]

Автопортрет Эрнста Маха (1886), представленный в «Анализе ощущений», также известный как «Взгляд левого глаза»

До 14 лет Мах обучался дома у своих 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 за диссертацию «Об электрических токах и индукции» , а в следующем году — хабилитацию . Его ранние работы были сосредоточены на эффекте Доплера в оптике и акустике .

Профессиональные исследования

В 1864 году он занял должность профессора математики в Университете Граца после того, как отказался от должности заведующего кафедрой хирургии в Университете Зальцбурга , чтобы сделать это, а в 1866 году он был назначен профессором физики. В этот период Мах продолжал свою работу в области психофизики и чувственного восприятия. В 1867 году он занял кафедру экспериментальной физики в Университете Карла-Фердинанда , где он оставался в течение 28 лет, прежде чем вернуться в Вену. [7]

Основной 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 годов Людвиг изобрел модификацию интерферометра Жамена , которая позволяла делать гораздо более четкие фотографии. [7] Но Мах также внес большой вклад в психологию и физиологию, включая его предвосхищение явлений гештальта , его открытие косого эффекта и полос Маха , типа зрительной иллюзии, на которую влияет торможение, и особенно его открытие неакустической функции внутреннего уха, которая помогает контролировать равновесие человека.

Одной из самых известных идей Маха является так называемый принцип Маха , физическое происхождение инерции. Мах никогда не записывал его, но ему была придана графическая словесная форма, приписываемая Филиппом Франком Маху: «Когда метро дергается, это неподвижные звезды сбрасывают вас вниз».

Историческая фотография Эрнста Маха 1887 года ( теневой снимок ) ударной волны вокруг сверхзвуковой пули [8]

Мах также стал известен своей философией, разработанной в тесном взаимодействии с его наукой. [a] Мах защищал тип феноменализма, признающий только ощущения реальными. 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, что атомы существуют!» [9] Примерно с 1908 по 1911 год Макс Планк критиковал нежелание Маха признать реальность атомов как несовместимое с физикой. Работа Эйнштейна 1905 года о броуновском движении показала, что статистические флуктуации атомов позволяют измерять их существование без прямых индивидуализированных чувственных свидетельств, что ознаменовало поворотный момент в принятии атомной теории . Некоторые критические замечания Маха в адрес позиции Ньютона относительно пространства и времени оказали влияние на Эйнштейна, однако позднее Эйнштейн понял, что Мах по сути своей был противником 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 он вышел на пенсию 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 он продолжал писать и переписываться до своей смерти в 1916 году, через день после своего 78-го дня рождения. [7]

Политика

В 1901 году Мах принял назначение в австрийскую Палату лордов , но отказался от дворянства, поскольку считал неподобающим для ученого принимать такое звание. [10] Он был в хороших личных отношениях с политиком-социалистом Виктором Адлером [11] и оставил деньги в своем завещании социал-демократической газете Arbeiter-Zeitung . [12]

Мах критиковал колониальные завоевания европейских держав, говоря, что они «станут... самой неприятной главой истории для будущих поколений». [13]

Физика

Большинство первоначальных исследований Маха в экспериментальной физике были сосредоточены на интерференции , дифракции , поляризации и преломлении света в различных средах под внешним воздействием. Затем последовали исследования в области сверхзвуковой механики жидкости. Мах и физик-фотограф Питер Сальчер представили свою работу по этой теме [14] в 1887 году; она правильно описывает звуковые эффекты, наблюдаемые во время сверхзвукового движения снаряда . Они вывели и экспериментально подтвердили существование ударной волны конической формы со снарядом в вершине. [15] Отношение скорости жидкости к локальной скорости звука v p / v s называется числом Маха в его честь. Это критический параметр при описании высокоскоростного движения жидкости в аэродинамике и гидродинамике . Мах также внес в космологию гипотезу, известную как принцип Маха . [7]

Философия науки

Бюст Маха в Ратушном парке в Вене , Австрия

Эмпириокритицизм

С 1895 по 1901 год Мах занимал недавно созданную кафедру «истории и философии индуктивных наук» в Венском университете. [b] В своих историко-философских исследованиях Мах разработал феноменалистскую философию науки , которая стала влиятельной в 19 и 20 веках. Первоначально он рассматривал научные законы как резюме экспериментальных событий, построенные с целью сделать сложные данные понятными, но позже подчеркнул математические функции как более полезный способ описания чувственных явлений. Таким образом, научные законы, хотя и несколько идеализированные, больше связаны с описанием ощущений, чем с реальностью, которая существует за пределами ощущений. [c]

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, в котором он сам является лишь малой частью и который он никогда не сможет исчерпать, у него есть все основания действовать экономно.

В действительности закон всегда содержит в себе меньше, чем сам факт, потому что он воспроизводит факт не в целом, а только в той его части, которая для нас важна, а остальное намеренно или по необходимости опускается.

Мысленно отделяя тело от изменчивой среды, в которой оно движется, мы на самом деле извлекаем из потока всех наших ощущений группу ощущений, на которой закреплены наши мысли и которая относительно более устойчива, чем другие. Предположим, что мы приписываем природе свойство производить подобные эффекты в подобных обстоятельствах; как раз эти подобные обстоятельства мы не умеем находить. Природа существует только один раз. Только наше схематическое ментальное подражание производит подобные события.

Позитивизм Маха оказал влияние на многих русских марксистов , таких как Александр Богданов . [16] В 1908 году Ленин написал философскую работу « Материализм и эмпириокритицизм» , [17] в которой он критиковал махизм и взгляды « русских махистов ». Его главная критика заключалась в том, что философия Маха привела к солипсизму и абсурдному выводу о том, что природа не существовала до человека:

Если тела — это «комплексы ощущений», как говорит Мах, или «комбинации ощущений», как говорит Беркли, то отсюда неизбежно следует, что весь мир — это 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» есть объективная реальность, существующая независимо от нас, то остается только «голое абстрактное» Я, Я, непременно написанное с большой буквы и курсивом, равное «безумному фортепиано, вообразившему, что оно — единственная существующая вещь в этом мире». Если «чувственное содержание» наших ощущений — не внешний мир, то не существует ничего, кроме этого голого Я, занимающегося пустой «философской» акробатикой.

—  Глава 1.1 «Ощущения и комплексы ощущений»

Эмпириокритицизм — термин, обозначающий строго позитивистскую и радикально эмпиристскую философию, созданную немецким философом Рихардом Авенариусом и далее развитую Махом, Йозефом Петцольдтом и другими, которая утверждает, что все, что мы можем знать, — это наши ощущения, и что знание должно ограничиваться чистым опытом. [18]

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

Маху приписывают несколько принципов, которые определяют его идеал физической теоретизации, называемый «махистской физикой»:

  1. Она должна быть основана исключительно на непосредственно наблюдаемых явлениях (в соответствии с его позитивистскими взглядами) [d]
  2. Он должен полностью отказаться от абсолютного пространства и времени в пользу относительного движения [19]
  3. Любые явления, которые кажутся приписываемыми абсолютному пространству и времени (например, инерция и центробежная сила ), следует вместо этого рассматривать как возникающие из распределения материи во Вселенной. [20]

Последний выделяется, в частности, Эйнштейном, как « принцип Маха » . Эйнштейн ссылался на него как на один из трех принципов, лежащих в основе общей теории относительности . В 1930 году он писал: «Оправдано считать Маха предшественником общей теории относительности» [21] , хотя Мах перед своей смертью, по-видимому, отверг теорию Эйнштейна. [e] Эйнштейн знал, что его теории не соответствовали 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 . [22] Конструктивизм утверждает, что все знания конструируются, а не приобретаются обучающимся. Он занял исключительно недуалистическую, феноменологическую позицию. Основатель радикального конструктивизма Эрнст фон Глазерсфельд считал Маха своим союзником. [ требуется цитата ]

Вращающийся стул, изобретенный Махом для исследования опыта 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 — детализировать функциональные связи между наблюдениями: «Цель, которую она (физическая наука) поставила перед собой, — это простейшее и наиболее экономичное абстрактное выражение фактов». [c]

Влияние

Фридрих Хайек писал, что, когда он учился в Венском университете с 1918 по 1921 год, «что касается философских дискуссий, то они в основном вращались вокруг идей Маха». [23] Работы Маха также упоминаются как оказавшие влияние на Венский кружок , и описываются как «главный предшественник логического позитивизма». [24]

Работа Маха была «предтечей» гештальтпсихологии . [25]

Физиология

В 1873 году, независимо друг от друга, [26] Мах и физиолог и врач Йозеф Брейер открыли, как функционирует чувство равновесия (т. е. восприятие дисбаланса головы), прослеживая его управление с помощью 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, чтобы проверить свои теории, и Флойд Ратлифф предположил, что этот эксперимент, возможно, проложил путь к критике Махом физической концепции абсолютного пространства и движения. [27]

Психология

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

В области сенсорного восприятия психологи помнят Маха по оптической иллюзии, называемой полосами Маха . Эффект усиливает контраст между краями слегка отличающихся оттенков серого, как только они соприкасаются, запуская обнаружение краев в зрительной системе человека. [7] [28]

Мах более четко, чем кто-либо до или после него, провел различие между тем, что он называл физиологическим (в частности, визуальным ) и геометрическим пространствами. [29]

Взгляды Маха на опосредующие структуры вдохновили Б. Ф. Скиннера на его выраженную индуктивную позицию, которая была параллельна взглядам Маха в области психологии. [30]

Эпонимы

В знак уважения его имя было присвоено:

Библиография

Механика , 1904

Основные работы Маха на английском языке:

Смотрите также

Ссылки

Примечания

  1. ↑ Об этой взаимозависимости физики Маха, физиологии, истории и философии науки см. Blackmore 1972, Blackmore (ed.) 1992 и Hentschel 1985, против попыток Пола Фейерабенда разделить эти три направления.
  2. ^ Об историографии Маха см., например, Hentschel 1988. О его влиянии в Вене см. Stadler et al. (1988) и Blackmore et al. (2001).
  3. ^ ab Отрывки взяты из его эссе «Экономическая природа физического исследования» , отрывки из которого были взяты Кокельмансом и слегка исправлены Блэкмором. (цитата ниже).
  4. ^ Barbour 2001, стр. 220 утверждает: «В махистской точке зрения свойства системы исчерпываются массами частиц и их разделениями, но разделения являются взаимными свойствами. Помимо масс, частицы не имеют атрибутов, которые были бы исключительно их собственными. Они — в форме треугольника — представляют собой единое целое. В ньютоновской точке зрения частицы существуют в абсолютном пространстве и времени. Эти внешние элементы придают частицам атрибуты — положение, импульс, момент импульса — отрицаемые в махистской точке зрения. Частицы становятся тремя вещами. Абсолютное пространство и время являются неотъемлемой частью атомизма».
  5. ^ В предисловии к посмертно опубликованным «Принципам физической оптики» явно отвергаются релятивистские взгляды Эйнштейна, однако утверждается, что текст является недостоверным. (Wolters 2012, стр. 39–57)

Цитаты

  1. ↑ Мах 1919, стр. 227.
  2. ↑ Блэкмор 1972.
  3. ^ Зоннерт 2005, стр. 221.
  4. ↑ Cohen & Seeger 1975, стр. 158: А Мах, по личным убеждениям, был социалистом и атеистом.
  5. ^ Баатц 1992, стр. 183–199.
  6. ↑ Блэкмор 1972, стр. 293, Глава 18 – Мах и буддизм: Мах был логически буддистом и нелогично верующим в науку.
  7. ^ abcde Reichenbach, H (январь 1983 г.). «Вклад Эрнста Маха в механику жидкости». Annual Review of Fluid Mechanics . 15 (1): 1–29. Bibcode : 1983AnRFM..15....1R. doi : 10.1146/annurev.fl.15.010183.000245. ISSN  0066-4189 . Получено 23 февраля 2023 г.
  8. ↑ Андерсон 1998, стр. 65, Глава 3.
  9. ^ Йорграу 2005.
  10. ^ Джонстон, Уильям М. (2023). Австрийский разум: интеллектуальная и социальная история, 1848-1938 . Издательство Калифорнийского университета. стр. 70.
  11. ↑ Блэкмор 1972, стр. 186.
  12. ^ Блум, Марк Э. (2021). Австро-марксисты 1890–1918: психобиографическое исследование . Издательство Университета Кентукки.
  13. ^ Блэкмор, Джон Т. (2023). Эрнст Мах: его жизнь, работа и влияние . Издательство Калифорнийского университета. стр. 223.
  14. ↑ Мах и Солчер 1887, стр. 764–780.
  15. ^ Скотт 2003.
  16. ^ Стейла 2013.
  17. ↑ Ленин 1909.
  18. ^ Баннин и Ю 2008, стр. 405.
  19. ^ Пенроуз 2016, стр. 753: Принцип Маха утверждает, что физика должна определяться исключительно в терминах отношения одного тела к другому, и что само понятие фонового пространства должно быть отвергнуто.
  20. ^ Мах 1919: [Исследователь] должен чувствовать потребность в ... знании непосредственных связей, скажем, масс вселенной. Перед ним будет парить как идеальное понимание принципов всей материи, из которых ускоренные и инерционные движения будут вытекать тем же путем.
  21. ^ Паис 2005, стр. 283.
  22. ^ Риглер 2011, стр. 235–255.
  23. ^ Ф.А. фон Хайек, «Discussionsbemergungen über Ernst Mach und das sozialwissenschaftliche Denken in Wien», Симпозиум (Фрайбург, 1967), стр. 41–44.
  24. ^ "Эрнст Мах". Oxford Reference .
  25. ^ Пойман, Пол, «Эрнст Мах», Стэнфордская энциклопедия философии (зимнее издание 2023 г.), Эдвард Н. Залта и Ури Нодельман (ред.)
  26. ^ Хокинс и Шахт 2005.
  27. ^ Рэтлифф 1975.
  28. ^ Рэтлифф 1965.
  29. ↑ Сагден и Мах 1903.
  30. ^ Кьеза 1994.

Источники

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Эрнст Мах.
В Викицитатнике есть цитаты, связанные с Эрнстом Махом .
В Wikisource есть текст статьи « Мах, Эрнст » из Британской энциклопедии 1911 года .
В Викицитатнике есть цитаты, связанные с «Наукой механики» .