Ernst Mach
(pronunciat:
???nst ?max
) (
Brno
,
1838
-
Munic
,
1916
) fou un
fisic
i
filosof
austriac
. Va treballar com a catedratic de
matematiques
a la Universitat de
Graz
i, del
1867
al
1895
, com a catedratic de fisica experimental a la
Universitat de Praga
. Va realitzar importants descobriments en els camps de l'
optica
, l'acustica i la
termodinamica
. Els seus treballs sobre la mecanica newtoniana van tenir una gran importancia, ja que amb aquests va rebatre, en part, aquesta teoria i, en particular, el concepte de d'espai absolut.
Les seves tesis van fonamentar un paper molt important en la formulacio de la teoria especial de la relativitat per part d'
Albert Einstein
l'any 1905.
Aquest principi implica que l'existencia de forces inercials depen de l'existencia d'altres cossos amb els quals interaccionar.
Mach va estudiar sobretot la fisica de fluids a velocitats superiors a les del so, i va descobrir l'existencia del con que porta el seu nom. Es tracta d'una ona de pressio de forma conica que parteix dels cossos que es mouen a velocitats superiors a les del so. Descobri tambe que la relacio entre la velocitat a la qual es desplaca el cos i la velocitat del so es un factor fisic de gran importancia. Aquest factor es coneix amb el nom de
nombre de Mach
en honor seu. Una velocitat de Mach 2,7 significa que el cos es mou a una velocitat 2,7 vegades superior a la propagacio de so en aquell mitja.
Com a filosof de la natura, va refusar de manera contundent tota metafisica i religiositat, i es converti per aixo en un dels representants mes destacats del
positivisme
.
Mach va neixer a Chrlice (
alemany
:
Chirlitz
),
Moravia
,
Imperi austriac
(part de
Brno
, a la
Republica Txeca
). El seu pare, que s'havia graduat a
Universitat Carolina de Praga
de
Praga
, va actuar com a tutor de la noble familia Brethon a
Zlin
, a l'est de Moravia. El seu avi, Wenzl Lanhaus, administrador de la finca Chirlitz, tambe va ser mestre d'obres dels carrers d'alla. Les seves activitats en aquest camp van influir mes tard en el treball teoric d'Ernst Mach. Algunes fonts donen el lloc de naixement de Mach com Tu?any (
alemany
:
Turas
, tambe part de Brno), el lloc de l'oficina de registre de Chirlitz. Va ser alla on Mach va ser batejat per Peregrin Weiss. Mes tard, Mach es va convertir en
socialista
i
ateu
,
pero la seva teoria i la seva vida es van comparar de vegades amb
el budisme
. Heinrich Gomperz va anomenar Mach el
Buda de la ciencia
pel seu enfocament fenomenal de l'
Ego
en el seu
Analisi de les sensacions
.
[5]
Autoretrat d'Ernst Mach (1886) que apareix a
Analisi de les sensacions
, tambe conegut com
vista des de l'ull esquerre
Fins als 14 anys, Mach va ser educat a casa pels seus pares. Despres va entrar a un
gimnas
a Krom??i? (
alemany
:
Kremsier
), on va estudiar durant tres anys. El 1855 es va convertir en estudiant a la
Universitat de Viena
, on va estudiar
fisica
i durant un semestre fisiologia medica, es va doctorar en fisica el 1860 amb Andreas von Ettingshausen amb la tesi
Uber elektrische Ladungen und Induktion
, i la seva habilitacio l'any seguent. Els seus primers treballs es van centrar en l’
efecte Doppler
en
optica
i
acustica
.
Recerca professional
[
modifica
]
El 1864, va ocupar una placa com a professor de matematiques a la
Universitat de Graz
despres d'haver rebutjat la posicio d'una catedra de cirurgia a la Universitat de Salzburg, i el 1866 va ser nomenat professor de fisica. Durant aquest periode, Mach va continuar el seu treball en
psicofisica
i en percepcio sensorial. El 1867, va ocupar la catedra de fisica experimental a la
Universitat Carolina de Praga
, on va romandre durant 28 anys abans de tornar a Viena.
[6]
La principal contribucio de Mach a la fisica va incloure la seva descripcio i fotografies d'ones de xoc d'espurna i despres ones de xoc balistiques. Va descriure com quan una bala o un obus es movia mes rapid que la velocitat del so, creava una compressio d'aire davant seu. Utilitzant
la fotografia Schlieren
, ell i el seu fill Ludwig van fotografiar les ombres de les ones de xoc invisibles. A principis de la decada de 1890, Ludwig va inventar una modificacio de l’interferometre Jamin que permetia fotografies molt mes clares.
[6]
Pero Mach tambe va fer moltes contribucions a la psicologia i la fisiologia, inclosa la seva anticipacio dels fenomens
gestalt
, el seu descobriment de l’efecte oblic i de
les bandes de Mach
, un tipus d'il·lusio visual influenciada per la inhibicio, i especialment el seu descobriment d'una
funcio no acustica
de la oida interna que ajuda a controlar l'equilibri huma.
Una de les idees mes conegudes de Mach es l'anomenat
principi de Mach
, l'origen fisic de la inercia. Aixo mai va ser escrit per Mach, pero va rebre una forma verbal grafica, atribuida per
Philipp Frank
a Mach: ≪Quan el metro tremola, son les estrelles fixes les que et fan caure≫.
Fotografia historica de 1887 d'Ernst Mach (shadowgraph) d'una ona de xoc d'arc al voltant d'una bala supersonica.
[7]
Mach tambe es va fer conegut per la seva filosofia, desenvolupada en estreta interaccio amb la seva ciencia. Mach defensava un tipus de fenomenalisme que nomes reconeixia
les sensacions
com a reals. Aquesta posicio semblava incompatible amb la visio dels atoms i les molecules com a coses externes independents de la ment. Va declarar despres d'una conferencia de 1897 de
Ludwig Boltzmann
a l’
Academia Imperial de Ciencies
de
Viena
, ≪No crec que els atoms existeixin!≫.
Aproximadament entre 1908 i 1911,
Max Planck
va criticar la reticencia de Mach a reconeixer la realitat dels atoms com a incompatibles amb la fisica. El treball d'Einstein de 1905 sobre el moviment brownia va mostrar que les fluctuacions estadistiques dels atoms permetien mesurar la seva existencia sense proves sensorials individualitzades directes van marcar un punt d'inflexio en l'acceptacio de la
teoria atomica
. Algunes de les critiques de Mach a la posicio de Newton sobre l'espai i el temps van influir en Einstein, pero mes tard, Einstein es va adonar que Mach s'oposava basicament a la filosofia de Newton i va concloure que la seva critica fisica no era solida.
Ernst Mach el 1905
El 1898, Mach va sobreviure a un ictus paralitic i el 1901 es va retirar de la Universitat de Viena i va ser batejat membre de la cambra alta del Parlament austriac. En sortir de Viena el 1913, es va traslladar a la casa del seu fill a Vaterstetten, prop de
Munic
, on va continuar escrivint i mantenint correspondencia fins a la seva mort el 1916, un dia despres del seu 78e aniversari.
[6]
La majoria dels estudis inicials de Mach en fisica experimental es van concentrar en la
interferencia
,
la difraccio
,
la polaritzacio
i
la refraccio
de la llum en diferents medis sota influencies externes. A partir d'aqui van seguir exploracions en mecanica de fluids
supersonics
. Mach i el fisic-fotograf Peter Salcher van presentar el seu treball sobre aquest tema el 1887;
descriu correctament els efectes sonors observats durant el moviment supersonic d'un
projectil
. Van deduir i van confirmar experimentalment l'existencia d'una
ona de xoc
de forma conica, amb el projectil a l'apex.
La relacio entre la velocitat d'un fluid i la
velocitat local del so
v
p
/
v
s
s'anomena
nombre de Mach
per ell. Es un parametre critic en la descripcio del moviment de fluids d'alta velocitat en
aerodinamica
i
hidrodinamica
. Mach tambe va contribuir a
la cosmologia
la hipotesi coneguda com a
principi de Mach
.
[6]
Filosofia de la ciencia
[
modifica
]
Bust de Mach al Rathauspark (parc de l'Ajuntament) de
Viena
, Austria
Empiriocritica
[
modifica
]
De 1895 a 1901, Mach va ocupar una catedra de nova creacio per a
la historia i la filosofia de les ciencies inductives
a la Universitat de Viena. En els seus estudis historicofilosofics, Mach va desenvolupar una
filosofia de la ciencia
fenomenal que va esdevenir influent als segles XIX i XX. Originalment va veure les lleis cientifiques com a resums d'esdeveniments experimentals, construits amb el proposit de fer comprensibles dades complexes, pero mes tard va emfatitzar les funcions matematiques com una manera mes util de descriure les aparences sensorials. Aixi, les lleis cientifiques, encara que una mica idealitzades, tenen mes a veure amb la descripcio de les sensacions que amb la realitat tal com existeix mes enlla de les sensacions.
| ≪
|
L'objectiu que s'ha proposat (
ciencia fisica
) es l'expressio abstracta dels fets
mes simple
i
mes economica
.
Quan la ment humana, amb els seus poders limitats, intenta reflectir en si mateixa la rica vida del mon, de la qual ella mateixa nomes es una petita part, i que mai no pot esperar esgotar, te totes les raons per procedir economicament.
En realitat, la llei sempre conte menys que el fet en si mateix, perque no reprodueix el fet en el seu conjunt sino nomes en aquell aspecte d'aquest que es important per a nosaltres, s'omet la resta intencionadament o per necessitat.
|
≫
|
| ≪
|
En separar mentalment un cos de l'entorn canviant en que es mou, el que realment fem es extreure un grup de sensacions en que estan subjectes els nostres pensaments i que es d'una estabilitat relativament mes gran que els altres, del corrent de totes les nostres sensacions.
Suposem que haviem d'atribuir a la naturalesa la propietat de produir efectes semblants en circumstancies semblants; nomes aquestes circumstancies semblants que no hauriem de saber trobar. La natura nomes existeix una vegada. Nomes la nostra imitacio mental esquematica produeix esdeveniments semblants.
|
≫
|
El positivisme de Mach va influir en molts
marxistes
russos, com
Aleksandr Bogdanov
.
El 1908,
Lenin
va escriure una obra filosofica,
Materialisme i empiriocritica
,
en la qual criticava el machisme i les opinions dels
machistes russos
. Les seves principals critiques van ser que la filosofia de Mach va portar al
solipsisme
i a la conclusio absurda que la natura no existia abans dels humans:
| ≪
|
Si els cossos son
complexos de sensacions
, com diu Mach, o
combinacions de sensacions
, com deia Berkeley, se'n dedueix inevitablement que el mon sencer no es mes que la meva idea. Partint d'aquesta premissa es impossible arribar a l'existencia d'altres persones fora d'un mateix: es el solipsisme mes pur.
...si [Mach] no admet que el "contingut sensible" es una realitat objectiva, existent independentment de nosaltres, nomes queda un jo "abstracte nu", un jo escrit infal·liblement amb majuscula i cursiva, igual a "el piano boig" que s'imaginava que era l'unica cosa existent en aquest mon. Si el
contingut sensible
de les nostres sensacions no es el mon extern, llavors no existeix res excepte aquest nu i jo em vaig dedicar a acrobacies
filosofiques
buides.
|
≫
|
L'empiriocritica
es el terme per a la filosofia rigorosament
positivista
i radicalment
empirista
establerta pel filosof alemany
Richard Avenarius
i desenvolupada posteriorment per Mach, que afirma que tot el que podem coneixer son les nostres sensacions i que el coneixement s'ha de limitar a l'experiencia pura.
D'acord amb la filosofia empiriocritica, Mach es va oposar a Boltzmann i altres que van proposar una teoria atomica de la fisica. Com que no es pot observar coses tan petites com els atoms directament, i com que cap model atomic en aquell moment era coherent, la hipotesi atomica semblava injustificada a Mach, i potser no prou
economica
. Mach va tenir una influencia directa en els filosofs del
Cercle de Viena
i en el
neopositivisme
en general.
S'atribueixen a Mach diversos principis que destil·len el seu ideal de teoritzacio fisica, anomenat
fisica maquiana
:
- Hauria de basar-se completament en fenomens observables directament (d'acord amb les seves tendencies positivistes)
- Hauria d'evitar completament l'espai i el temps absoluts a favor del
moviment relatiu
- Qualsevol fenomen que sembli atribuible a l'espai i al temps absoluts (per exemple, la
inercia
i la
forca centrifuga
) s'hauria de veure com emergint de la distribucio de la materia a l'univers.
L'ultim es assenyalat, especialment per Einstein, com el
principi de Mach
. Einstein el va citar com un dels tres principis subjacents
a la relativitat general
. El 1930, va escriure,
esta justificat considerar a Mach com el precursor de la teoria general de la relativitat
,
encara que Mach, abans de la seva mort, aparentment va rebutjar la teoria d'Einstein. Einstein sabia que les seves teories no complien tots els principis de Mach, i cap altra teoria posterior, malgrat un esforc considerable.
El constructivisme fenomenologic
[
modifica
]
Segons Alexander Riegler, el treball de Mach va ser un precursor de la perspectiva influent coneguda com a
constructivisme
.
El constructivisme soste que tot el coneixement es construit i no rebut per l'aprenent. Va prendre una posicio fenomenologica excepcionalment no dualista. El fundador del constructivisme radical, Ernst von Glasersfeld, va fer una picada d'ull a Mach com a aliat.
Cadira giratoria ideada per Mach per investigar l'experiencia del moviment
D'altra banda, tambe hi ha un cas raonable per veure a Mach simplement com un empirista i un precursor dels empiristes logics i del Cercle de Viena. Segons aquest punt de vista, el proposit de la ciencia es detallar les relacions funcionals entre les observacions:
L'objectiu que s'ha proposat (la ciencia fisica) es l'expressio abstracta mes simple i economica dels fets
.
El 1873, independentment l'un de l'altre,
Mach i el fisioleg i metge Josef Breuer van descobrir com funciona el sentit de l'equilibri (es a dir, la percepcio del desequilibri del cap), tracant la seva gestio mitjancant la informacio que el cervell rep del moviment d’
un liquid
als
canals semicirculars
de l’
oida interna
. Que el sentit de l'equilibri depen dels tres canals semicirculars va ser descobert el 1870 pel fisioleg Friedrich Goltz, pero Goltz no va descobrir com funciona l'aparell sensor de l'equilibri. Mach va idear una cadira giratoria per provar les seves teories, i Floyd Ratliff ha suggerit que aquest experiment podria haver obert el cami a la critica de Mach a una concepcio fisica de l'espai i el moviment absoluts.
Un contrast exagerat entre les vores dels tons de gris lleugerament diferents, apareix tan bon punt es toquen
En l'area de la percepcio sensorial, els psicolegs recorden Mach per la
il·lusio optica
anomenada
bandes de Mach
. L'efecte exagera el contrast entre les vores dels tons de gris lleugerament diferents tan bon punt es toquen, activant la deteccio de vores en el sistema visual huma.
[6]
Mes clarament que ningu abans o despres, Mach va fer la distincio entre el que va anomenar espais
fisiologics
(especificament visuals) i
geometrics
.
Les opinions de Mach sobre les estructures mediadores van inspirar la posicio fortament
inductiva
de
BF Skinner
, que va ser paral·lela a la de Mach en el camp de la psicologia.
En homenatge es va donar el seu nom a:
- 3949 Mach
, un asteroide
- Mach, un crater lunar
- Bandes de Mach
, una il·lusio optica
- Diamants Mach
, vists en tubs d'escapament supersonics
- Mach Five, el cotxe utilitzat per Speed Racer
- Nombre de Mach
, la unitat de velocitat relativa a la velocitat del so
La mecanica
, 1904
- Mach, Ernst
.
Optisch-akustische Versuche
(en alemany). Praga: Calve, 1873.
- Mach, Ernst
.
Principien der Warmelehre
(en alemany). Leipzig: Johann Ambrosius Barth, 1900.
- Mach, Ernst
.
Analyse der Empfindungen und das Verhaltnis des Physischen zum Psychischen
(en italia). Tori:
Fratelli Bocca
, 1903.
- Mach, Ernst
.
Mechanik in ihrer Entwicklung historisch-kritisch dargestellt
(en frances). Paris: Librairie scientifique Hermann et C.ie, 1904.
- Mach, Ernst
.
Erkenntnis und Irrtum
(en frances). Paris: Flammarion, 1908.
- ↑
Blackmore, 1972
, p. 293, Chapter 18 ? Mach and Buddhism.
- ↑
6,0
6,1
6,2
6,3
6,4
Reichenbach
, H ≪
Copia arxivada
≫.
Annual Review of Fluid Mechanics
, 15, 1, gener 1983, pag. 1?29. Arxivat de l'
original
el 29 de maig 2024.
Bibcode
:
1983AnRFM..15....1R
.
DOI
:
10.1146/annurev.fl.15.010183.000245
.
ISSN
:
0066-4189
[Consulta: 23 febrer 2023].
- ↑
Anderson, 1998
, p. 65, Chapter 3.
Bibliografia
[
modifica
]
- John T. Blackmore, "Ernst Mach - His Work, Life, and Influence", University of California Press: Berkeley & Los Angeles, 1972.
- John Blackmore (ed.),"Ernst Mach - A Deeper Look", Kluwer, Dordrecht, Netherlands, 1992.
- J. Blackmore, R. Itagaki and S. Tanaka (editors), "Ernst Mach's Vienna 1895-1930", Kluwer, Dordreht, Netherlands, 2001.
- John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki and Setsuko Tanaka (editors), " Ernst Mach's Science", Tokai University Press, Kanagawa, Japan, 2006.
- Erik C. Banks, "Ernst Mach's World Elements", Kluwer (now Springer), Dordrecht, 2003.
- John Blackmore und Klaus Hentschel (Hrsg.) "Ernst Mach als Aussenseiter", [Korrespondenz], Braumuller, 1985.
- Rudolf Haller & Friedrich Stadler (Hrsg., "Ernst Mach - Werk und Wirkung", Hoelder-Pichler-Tempsky, Wien, 1988.)
- D. Hoffmann und H. Laitko (Hrsg.), Ernst Mach -Studien und Dokumente..., Berlin, 1991.
- V. Prosser and J. Folta (editors), "Ernst Mach and the development of Physics - Conference Papers", Prague, 1991.
- Joachim Thiele (Hrsg.), "Wissenschaftliche Kommunikation - Die Korrespondenz Ernst Machs", Kastellaun, 1978.
Enllacos externs
[
modifica
]