Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach (; deutsch: [ˈɛɐ̯nst max]; 18. Februar 1838 - 19. Februar 1916) war ein österreichischer [7] Physiker und Philosoph. bekannt für seine Beiträge zur Physik wie das Studium von Stoßwellen. Das Verhältnis von Geschwindigkeit zu Schallgeschwindigkeit wird ihm als Mach-Nummer bezeichnet. Als Wissenschaftsphilosoph hatte er einen wesentlichen Einfluss auf den logischen Positivismus und den amerikanischen Pragmatismus. [8] Durch seine Kritik an Newtons Theorien von Raum und Zeit war er Vorstimmungen für Einsteins Relativitätstheorie.
Biografie [ edit ]
Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach wurde in Chrlice ( Chirlitz ), Mähren (damals im österreichischen Reich, jetzt Teil) geboren von Brünn in der Tschechischen Republik). Sein Vater, der sein Studium an der Karlsuniversität in Prag absolviert hatte, fungierte als Tutor der Adelsfamilie Brethon in Zlín in Ostmähren. Sein Großvater Wenzl Lanhaus, ein Verwalter des Chirlitzer Anwesens, war auch Baumeister der Straßen. Seine Aktivitäten auf diesem Gebiet beeinflussten später die theoretische Arbeit von Ernst Mach. Einige Quellen geben Machs Geburtsort als Tuřany (deutsch: Turas jetzt auch Teil von Brünn), den Standort des Standes von Chirlitz, an. Dort wurde Ernst Mach von Peregrin Weiss getauft. Mach wurde später Sozialist und Atheist. [9] Seine Theorie und sein Leben wurden jedoch manchmal mit dem Buddhismus verglichen, und zwar von Heinrich Gomperz, der Mach wegen des phänomenalistischen Ansatzes des "Ich" in Mach als "Buddha der Wissenschaft" ansprach Analysis of Sensations . [10][11]
Bis zu seinem 14. Lebensjahr erhielt Mach seine Ausbildung zu Hause von seinen Eltern. Anschließend besuchte er ein Gymnasium in Kroměříž (Kremsier ), in dem er drei Jahre lang studierte. 1855 wurde er Student an der Universität Wien. Dort studierte er Physik und für ein Semester medizinische Physiologie. 1860 promovierte er bei Andreas von Ettingshausen mit einer Dissertation mit dem Titel "Über elektrische Ladungen und Induktion" und im folgenden Jahr habilitierte er in Physik. Seine frühen Arbeiten konzentrierten sich auf den Doppler-Effekt in Optik und Akustik. 1864 nahm er eine Stelle als Professor für Mathematik an der Universität Graz an, nachdem er die Stelle eines Lehrstuhls für Chirurgie an der Universität Salzburg abgelehnt hatte. 1866 wurde er zum Professor für Physik ernannt. In dieser Zeit setzte Mach seine Arbeit in der Psychophysik und in der Sinneswahrnehmung fort. 1867 übernahm er den Lehrstuhl für Experimentalphysik an der Karlsuniversität in Prag, wo er 28 Jahre lang blieb, bevor er nach Wien zurückkehrte.
Machs Hauptbeitrag zur Physik umfasste seine Beschreibung und Fotografien von Funkenstoßwellen und dann ballistischen Stoßwellen. Er beschrieb, wie eine Kugel oder eine Schale sich schneller als die Schallgeschwindigkeit bewegte und eine Luftkompression davor erzeugte. Mit Schlierenfotografie konnten er und sein Sohn Ludwig die Schatten der unsichtbaren Stoßwellen fotografieren. In den frühen 1890er Jahren konnte Ludwig ein Interferometer erfinden, das deutlich klarere Aufnahmen ermöglichte. Mach leistete aber auch viele Beiträge zur Psychologie und Physiologie, einschließlich seiner Antizipation von Gestaltphänomenen, seiner Entdeckung der schiefen Wirkung und der Mach-Bänder, einer Art von Hemmung beeinflusster visueller Täuschung und insbesondere seiner Entdeckung einer nichtakustischen Funktion der Innenohr, das das menschliche Gleichgewicht kontrolliert.
Eine der bekanntesten Ideen Machs ist das sogenannte "Mach-Prinzip" bezüglich des physikalischen Ursprungs der Trägheit. Dies wurde von Mach nie niedergeschrieben, sondern mit einer grafischen verbalen Form versehen, die von Philipp Frank Mach selbst zugeschrieben wurde: "Wenn die U-Bahn ruckelt, sind es die Fixsterne, die Sie niederwerfen."
Mach wurde auch durch seine Philosophie bekannt, die er in engem Zusammenspiel mit seiner Wissenschaft entwickelte. [13] Mach verteidigte eine Art von Phänomen, das nur Empfindungen wahrnahm als echt. Diese Position schien mit der Ansicht von Atomen und Molekülen als äußeren, geistesunabhängigen Dingen unvereinbar. Nach einem Vortrag von Ludwig Boltzmann an der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien erklärte er bekanntermaßen: "Ich glaube nicht, dass Atome existieren!" [14] Von etwa 1908 bis 1911 wurde Machs Widerwillen, die Realität der Atome anzuerkennen, kritisiert Max Planck als inkompatibel mit der Physik. Einsteins Demonstration von 1905, dass die statistischen Fluktuationen der Atome eine Messung ihrer Existenz ohne direkte, individuelle sensorische Beweise erlaubten, markierte einen Wendepunkt in der Akzeptanz der Atomtheorie. Einige von Machs Kritik an Newtons Position zu Raum und Zeit beeinflussten Einstein, aber später erkannte Einstein, dass Mach grundsätzlich gegen Newtons Philosophie war, und schloss daraus, dass seine körperliche Kritik nicht stichhaltig war.
Im Jahr 1898 erlitt Mach einen Herzstillstand, zog sich 1901 von der Universität Wien zurück und wurde in die Oberkammer des österreichischen Parlaments berufen. Nachdem er 1913 Wien verlassen hatte, zog er nach Vaterstetten in der Nähe von München, wo er bis zu seinem Tod 1916, nur einen Tag nach seinem 78. Geburtstag, schrieb und korrespondierte.
Physics [ edit ]
Die ersten Studien von Mach auf dem Gebiet der experimentellen Physik konzentrierten sich auf Interferenz, Beugung, Polarisation und Brechung von Licht in verschiedenen Medien unter äußeren Einflüssen. Von dort folgten wichtige Erkundungen auf dem Gebiet der Überschallmechanik. Mach und der Physiker-Fotograf Peter Salcher präsentierten 1887 ihre Arbeit zu diesem Thema [15] ; Es beschreibt korrekt die Geräuscheffekte, die während der Überschallbewegung eines Projektils beobachtet werden. Sie folgerten und bestätigten experimentell die Existenz einer Schockwelle mit konischer Form mit dem Geschoß an der Spitze. [16] Das Verhältnis der Geschwindigkeit einer Flüssigkeit zur örtlichen Schallgeschwindigkeit v p / v s heißt jetzt Mach-Zahl. Es ist ein kritischer Parameter bei der Beschreibung der Fluidbewegung in hoher Geschwindigkeit in der Aerodynamik und der Hydrodynamik. Mach trug auch zur Kosmologie bei, der als Machs Prinzip bekannten Hypothese.
Wissenschaftstheorie [ edit ]
Empirio-Kritik [ edit
Von 1895 bis 1901 hatte Mach einen neuen Vorsitz inne für "Geschichte und Philosophie der induktiven Wissenschaften" an der Universität Wien. [17] In seinen geschichtsphilosophischen Studien entwickelte Mach eine phänomenalistische Wissenschaftsphilosophie, die im 19. und 20. Jahrhundert einflussreich wurde. Ursprünglich sah er wissenschaftliche Gesetze als Zusammenfassungen von experimentellen Ereignissen, die konstruiert wurden, um komplexe Daten verständlich zu machen. Später betonte er jedoch mathematische Funktionen als eine nützliche Methode, um sensorische Erscheinungen zu beschreiben. Wissenschaftliche Gesetze haben, obwohl sie etwas idealisiert sind, mehr mit der Beschreibung von Empfindungen als mit der Realität zu tun, wie sie jenseits der Empfindungen existiert. [18]
| Das Ziel, das sie (Naturwissenschaft) sich gesetzt hat, ist der einfachste und am wirtschaftlichsten abstrakteste Ausdruck von Tatsachen. Wenn der menschliche Geist mit seinen begrenzten Kräften versucht, das reiche Leben der Welt in sich zu spiegeln, von dem er selbst nur ein kleiner Teil ist und das er niemals erschöpfen kann, hat er allen Grund, fortzufahren wirtschaftlich. In Wirklichkeit enthält das Gesetz immer weniger als die Tatsache selbst, denn es reproduziert die Tatsache nicht als Ganzes, sondern nur in dem für uns wichtigen Aspekt, der Rest ist absichtlich oder aus Notwendigkeit weggelassen. | ” |
| “ | Wenn wir einen Körper mental von der veränderlichen Umgebung, in der er sich bewegt, trennen, besteht das, was wir wirklich tun, darin, eine Gruppe von Empfindungen aus dem Strom von allen zu ziehen, an denen unsere Gedanken befestigt sind und die eine relativ größere Stabilität als die anderen haben unsere Empfindungen Nehmen wir an, wir würden der Natur die Eigenschaft zuschreiben, unter gleichen Umständen gleiche Wirkungen zu erzeugen. Genau diese Umstände sollten wir nicht finden können. Die Natur existiert nur einmal. Allein unsere schematische geistige Nachahmung erzeugt ähnliche Ereignisse. | ” |
Der Positivismus von Mach beeinflusste auch viele russische Marxisten wie Alexander Bogdanov (1873–1928). Im Jahr 1908 schrieb Lenin ein philosophisches Werk, Materialismus und Empirio-Kritik (veröffentlicht 1909), in dem er den Machismus und die Ansichten "russischer Machisten" kritisierte (Lenin zitierte in dieser Arbeit auch das Konzept des ' Äther 'als das Medium, durch das sich die Lichtwellen ausbreiten, und der Begriff der Zeit als absolut). Empirio-Kritik ist die Bezeichnung für die rigoros positivistische und radikal empirische Philosophie des deutschen Philosophen Richard Avenarius, die von Mach weiterentwickelt wurde. Sie behauptet, dass alles, was wir wissen können, unsere Empfindungen sind und dass das Wissen darauf beschränkt sein sollte pure experience. [19]
In Übereinstimmung mit der empirisch-kritischen Philosophie widersprach Mach Ludwig Boltzmann und anderen, die eine atomare Theorie der Physik vorschlugen. Da man Dinge, die nicht so klein wie Atome sind, nicht direkt beobachten kann und da damals kein atomares Modell konsistent war, schien die Atomhypothese für Mach ungerechtfertigt und vielleicht nicht ausreichend "ökonomisch" zu sein. Mach hatte einen direkten Einfluss auf die Philosophen des Vienna Circle und die Schule des logischen Positivismus im Allgemeinen.
Dem Mach werden eine Reihe von Prinzipien zugeschrieben, die sein Ideal der physikalischen Theorie prägen - was jetzt "Machian-Physik" genannt wird:
- Es sollte sich vollständig auf direkt beobachtbare Phänomene (in Übereinstimmung mit seiner positivistischen Neigung) beziehen. [20]
- Es sollte absolut keinen absoluten Raum und keine absolute Zeit zugunsten der relativen Bewegung zulassen. [21]
- Alle Phänomene, die dem absoluten Raum und der absoluten Zeit zuzuschreiben scheinen (z. B. Trägheit und Zentrifugalkraft) sollte stattdessen als aus der Massenverteilung der Materie im Universum hervorgegangen angesehen werden. [22]
Letztere wird insbesondere von Albert Einstein als "Mach-Prinzip" bezeichnet. Einstein zitierte es als eines der drei Prinzipien der Allgemeinen Relativitätstheorie. 1930 erklärte er, es sei "gerechtfertigt, Mach als Vorläufer der allgemeinen Relativitätstheorie zu betrachten" [23] obwohl Mach vor seinem Tod Einsteins Theorie offenbar ablehnen würde. [24] Einstein war sich dessen Theorien bewusst nicht alle Mach-Prinzipien erfüllen, und trotz erheblichem Aufwand hat auch keine nachfolgende Theorie dies.
Phänomenologischer Konstruktivismus [ edit ]
Die Arbeiten von Ernst Mach waren laut Alexander Riegler ein Vorläufer der als Konstruktivismus bekannten einflussreichen Perspektive. [25] Konstruktivismus ist der Ansicht, dass alles Wissen konstruiert ist als vom Lernenden erhalten. Er nahm eine außergewöhnlich nicht-dualistische, phänomenologische Position ein. Der Gründer des radikalen Konstruktivismus, von Glasersfeld, nickte Mach als Verbündeter. [ Zitat erforderlich ]
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