Ernst Mach - Ernst Mach

Ernst Mach
Ernst Mach 01.jpg
Née
Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach

18 février 1838
Brno , Moravie , Empire autrichien (actuelle République tchèque)
Décédés 19 février 1916 (1916-02-19)(78 ans)
Éducation Université de Vienne
(PhD, 1860; Dr. phil. hab, 1861)
Connu pour Nombre de Mach
principe de Mach
des ondes de choc
Mach ondes
Mach effets de réflexion
bande Mach
critique de Newton l » argument seau
diamants de Mach
empiriocriticisme
relationnisme
Carrière scientifique
Des champs Physicien
Établissements Université de Graz Université
Charles-Ferdinand (Prague)
Université de Vienne
Thèse Über elektrische Ladungen und Induktion  (1860)
Conseiller de doctorat Andreas von Ettingshausen
Doctorants Heinrich Gomperz
Ottokar Tumlirz
D'autres étudiants notables Andrija Mohorovičić
Influences Andreas von Ettingshausen
Gustav Fechner
Carl Ludwig
Influencé Cercle de Vienne
Ludwig Boltzmann
Albert Einstein
Wolfgang Pauli
William James
Wilhelm Kienzl
Pierre Duhem
Henri Poincaré
Machisme russe dont Alexander Bogdanov
Signature
Ernst Mach Signature.svg
Remarques
Il était le parrain de Wolfgang Pauli . L' interféromètre Mach-Zehnder porte le nom de son fils Ludwig Mach , qui était également physicien.

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach ( / m ɑː x / ; allemand : [ˈɛɐ̯nst ˈmax] ; 18 février 1838 - 19 février 1916) était un physicien et philosophe autrichien ( né en Moravie ) , connu pour ses contributions à la physique telles que l'étude du choc vagues . Le rapport entre sa vitesse et celle du son est nommé nombre de Mach en son honneur. En tant que philosophe des sciences, il a eu une influence majeure sur le positivisme logique et le pragmatisme américain . Grâce à sa critique de Newton « s théories de l' espace et le temps, il préfigure Einstein » de la théorie de la relativité .

Biographie

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach est né à Chrlice ( allemand : Chirlitz ), Moravie (alors dans l' Empire autrichien , maintenant partie de Brno en République tchèque ). Son père, diplômé de l'université Charles-Ferdinand de Prague , était le tuteur de la noble famille Brethon à Zlín en Moravie orientale. Son grand-père, Wenzl Lanhaus, administrateur du domaine de Chirlitz, y était également maître d'œuvre des rues. Ses activités dans ce domaine ont ensuite influencé les travaux théoriques d'Ernst Mach. Certaines sources donnent le lieu de naissance de Mach comme Tuřany ( allemand : Turas , maintenant également partie de Brno), le site du bureau d'enregistrement de Chirlitz. C'est là que Mach a été baptisé par Peregrin Weiss. Mach devint plus tard un socialiste et un athée , mais sa théorie et sa vie étaient parfois comparées au bouddhisme . Heinrich Gomperz a appelé Mach le "Bouddha de la Science" en raison de son approche phénoméniste de "l'Ego" dans son Analyse des Sensations .

Jusqu'à l'âge de 14 ans, Mach a été éduqué à la maison par ses parents. Il entre ensuite au Gymnase de Kroměříž ( allemand : Kremsier ), où il étudie pendant trois ans. En 1855, il devient étudiant à l' Université de Vienne . Là, il a étudié la physique et pendant un semestre la physiologie médicale, recevant son doctorat en physique en 1860 sous Andreas von Ettingshausen avec une thèse intitulée Über elektrische Ladungen und Induktion , et son habilitation l'année suivante. Ses premiers travaux se sont concentrés sur l' effet Doppler en optique et en acoustique . En 1864, il a accepté un poste de professeur de mathématiques à l' Université de Graz , après avoir refusé la position d'une chaire de chirurgie à l' Université de Salzbourg pour ce faire, et en 1866, il a été nommé professeur de physique. Durant cette période, Mach a poursuivi son travail en psychophysique et en perception sensorielle. En 1867, il prend la chaire de physique expérimentale à l'université Charles-Ferdinand, où il reste 28 ans avant de retourner à Vienne.

La principale contribution de Mach à la physique impliquait sa description et ses photographies d'ondes de choc d'étincelles, puis d'ondes de choc balistiques. Il a décrit comment lorsqu'une balle ou un obus se déplaçait plus vite que la vitesse du son, cela créait une compression d'air devant elle. En utilisant la photographie schlieren , lui et son fils Ludwig ont photographié les ombres des ondes de choc invisibles. Au début des années 1890, Ludwig a inventé un interféromètre qui permettait d'obtenir des photographies beaucoup plus claires. Mais Mach a également apporté de nombreuses contributions à la psychologie et à la physiologie, notamment son anticipation des phénomènes de gestalt , sa découverte de l' effet oblique et des bandes de Mach , un type d'illusion visuelle influencé par l'inhibition, et surtout sa découverte d'une fonction non acoustique du l'oreille interne qui aide à contrôler l'équilibre humain.

L'une des idées les plus connues de Mach est ce qu'on appelle le « principe de Mach », concernant l'origine physique de l'inertie. Cela n'a jamais été écrit par Mach, mais a reçu une forme verbale graphique, attribuée par Philipp Frank à Mach lui-même, comme "Quand le métro secoue, ce sont les étoiles fixes qui vous jettent."

Photographie historique d'Ernst Mach en 1887 ( shadowgraph ) d'une onde de choc d'arc autour d'une balle supersonique

Mach est également devenu bien connu pour sa philosophie, développée en étroite interaction avec sa science. Mach a défendu un type de phénoménisme ne reconnaissant que les sensations comme réelles. Cette position semblait incompatible avec la vision des atomes et des molécules comme des choses externes, indépendantes de l'esprit. Il a déclaré, après une conférence de 1897 par Ludwig Boltzmann à l' Académie impériale des sciences de Vienne : « Je ne crois pas que les atomes existent ! De 1908 à 1911 environ, Max Planck a critiqué la réticence de Mach à reconnaître la réalité des atomes comme incompatible avec la physique. La démonstration d' Einstein en 1905 selon laquelle les fluctuations statistiques des atomes permettaient de mesurer leur existence sans preuves sensorielles individuées directes marqua un tournant dans l'acceptation de la théorie atomique . Certaines des critiques de Mach sur la position de Newton sur l'espace et le temps ont influencé Einstein, mais plus tard, Einstein s'est rendu compte que Mach était fondamentalement opposé à la philosophie de Newton et a conclu que sa critique physique n'était pas fondée.

En 1898, Mach a survécu à un arrêt cardiaque et en 1901, il a pris sa retraite de l'Université de Vienne et a été nommé à la chambre haute du parlement autrichien. En quittant Vienne en 1913, il s'installe dans la maison de son fils à Vaterstetten , près de Munich , où il continue d'écrire et de correspondre jusqu'à sa mort en 1916, un jour après son 78e anniversaire.

La physique

La plupart des études initiales de Mach en physique expérimentale se sont concentrées sur l' interférence , la diffraction , la polarisation et la réfraction de la lumière dans différents milieux sous des influences extérieures. De là ont suivi des explorations en mécanique des fluides supersoniques . Mach et le physicien-photographe Peter Salcher ont présenté leur article sur ce sujet en 1887 ; il décrit correctement les effets sonores observés lors du mouvement supersonique d'un projectile . Ils en ont déduit et confirmé expérimentalement l'existence d'une onde de choc de forme conique, avec le projectile au sommet. Le rapport de la vitesse d'un fluide à la vitesse locale du son v p / v s est maintenant appelé nombre de Mach . C'est un paramètre critique dans la description du mouvement des fluides à grande vitesse en aérodynamique et en hydrodynamique . Mach a également contribué à la cosmologie l'hypothèse connue sous le nom de principe de Mach .

Philosophie des sciences

Buste de Mach dans le Rathauspark (Parc de l'Hôtel de Ville) à Vienne , Autriche

Empirio-critique

De 1895 à 1901, Mach a occupé une chaire nouvellement créée pour « l'histoire et la philosophie des sciences inductives » à l'Université de Vienne. Dans ses études historico-philosophiques, Mach a développé une philosophie phénoménale de la science qui est devenue influente aux XIXe et XXe siècles. Il considérait à l'origine les lois scientifiques comme des résumés d'événements expérimentaux, construits dans le but de rendre compréhensibles des données complexes, mais a ensuite mis l'accent sur les fonctions mathématiques comme un moyen plus utile de décrire les apparences sensorielles. Ainsi, les lois scientifiques, bien que quelque peu idéalisées, ont plus à voir avec la description des sensations qu'avec la réalité telle qu'elle existe au-delà des sensations.

Le but qu'elle ( la science physique ) s'est fixé est l' expression abstraite des faits la plus simple et la plus économique .

Quand l'esprit humain, avec ses pouvoirs limités, essaie de refléter en lui la riche vie du monde, dont il n'est lui-même qu'une petite partie, et qu'il ne peut jamais espérer épuiser, il a toutes les raisons de procéder économiquement.

En réalité, la loi contient toujours moins que le fait lui-même, parce qu'elle ne reproduit pas le fait dans son ensemble mais seulement dans cet aspect de celui-ci qui nous importe, le reste étant volontairement ou par nécessité omis.

En séparant mentalement un corps de l'environnement changeant dans lequel il se meut, ce que nous faisons en réalité, c'est d'extraire un groupe de sensations sur lesquelles nos pensées sont attachées et qui est d'une stabilité relativement plus grande que les autres, du flux de toutes nos sensations. Supposons que nous attribuions à la nature la propriété de produire les mêmes effets dans les mêmes circonstances ; juste ces mêmes circonstances que nous ne devrions pas savoir trouver. La nature n'existe qu'une seule fois. Notre imitation mentale schématique produit à elle seule des événements semblables.

Le positivisme de Mach a également influencé de nombreux marxistes russes , comme Alexander Bogdanov . En 1908, Lénine écrivit un ouvrage philosophique, Matérialisme et empiriocritique , dans lequel il critiquait le machisme et les vues des « machistes russes ». Ses principales critiques étaient que la philosophie de Mach menait au solipsisme et à la conclusion absurde que la nature n'existait pas avant les humains :

Si les corps sont des « complexes de sensations », comme dit Mach, ou des « combinaisons de sensations », comme disait Berkeley, il s'ensuit inévitablement que le monde entier n'est que mon idée. Partant d'une telle prémisse, il est impossible d'arriver à l'existence d'autrui en dehors de soi : c'est le solipsisme le plus pur. ...si [Mach] n'admet pas que le "contenu sensible" soit une réalité objective, existant indépendamment de nous, il ne reste qu'un I "abstrait nu", un I infailliblement écrit avec une majuscule et en italique, égal à " le piano fou, qui s'imaginait qu'il était la seule chose existante dans ce monde." Si le « contenu sensible » de nos sensations n'est pas le monde extérieur, alors rien n'existe que ce je nu engagé dans de vaines acrobaties « philosophiques ».

—  Chapitre 1.1, "Sensations et complexes de sensations"

(Lénine a également cité dans cet ouvrage le concept de l' éther , en tant que moyen à travers lequel les ondes lumineuses se sont propagées, et le concept de temps en tant qu'absolu, concepts qui se sont ensuite révélés faux.)

Empirio-critique est le terme pour la philosophie rigoureusement positiviste et radicalement empiriste établie par le philosophe allemand Richard Avenarius et développée par Mach, qui prétend que tout ce que nous pouvons connaître sont nos sensations et que la connaissance devrait être confinée à l'expérience pure.

Conformément à la philosophie empiriocritique, Mach s'est opposé à Ludwig Boltzmann et à d'autres qui ont proposé une théorie atomique de la physique. Comme on ne peut pas observer directement des choses aussi petites que des atomes, et comme aucun modèle atomique à l'époque n'était cohérent, l'hypothèse atomique semblait injustifiée à Mach, et peut-être pas suffisamment "économique". Mach a eu une influence directe sur les philosophes du Cercle de Vienne et le positivisme logique en général.

A Mach sont attribués un certain nombre de principes qui distillent son idéal de théorisation physique - ce qu'on appelle maintenant la « physique machienne » :

  1. Il devrait être basé entièrement sur des phénomènes directement observables (en ligne avec ses penchants positivistes)
  2. Il devrait éviter complètement l'espace et le temps absolus en faveur du mouvement relatif
  3. Tous les phénomènes qui semblent attribuables à l'espace et au temps absolus (par exemple, l' inertie et la force centrifuge ) devraient plutôt être considérés comme émergeant de la répartition de la matière dans l'univers.

Le dernier est pointé du doigt, notamment par Einstein, comme "le" principe de Mach . Einstein l'a cité comme l'un des trois principes sous-jacents à la relativité générale . En 1930, écrit-il, « il est justifié de considérer Mach comme le précurseur de la théorie générale de la relativité », bien que Mach, avant sa mort, ait apparemment rejeté la théorie d'Einstein. Einstein était conscient que ses théories ne remplissaient pas tous les principes de Mach, et aucune théorie ultérieure ne l'a fait non plus, malgré des efforts considérables.

Constructivisme phénoménologique

Selon Alexander Riegler, le travail de Mach était un précurseur de la perspective influente connue sous le nom de constructivisme . Le constructivisme soutient que toute connaissance est construite plutôt que reçue par l'apprenant. Il a adopté une position phénoménologique exceptionnellement non dualiste. Le fondateur du constructivisme radical, von Glasersfeld , a fait un clin d'œil à Mach en tant qu'allié.

Chaise tournante conçue par Mach pour étudier l'expérience du mouvement

Physiologie

En 1873, indépendamment l'un de l'autre, Mach et le physiologiste et médecin Josef Breuer ont découvert le fonctionnement du sens de l'équilibre (c'est-à-dire la perception du déséquilibre de la tête), traçant sa gestion par les informations que le cerveau reçoit du mouvement d' un fluide dans la canaux semi-circulaires de l' oreille interne . Que le sens de l'équilibre dépend des trois canaux semi-circulaires a été découvert en 1870 par le physiologiste Friedrich Goltz , mais Goltz n'a pas découvert comment fonctionne l'appareil de détection de l'équilibre. Mach a conçu une chaise pivotante pour tester ses théories, et Floyd Ratliff a suggéré que cette expérience pourrait avoir ouvert la voie à la critique de Mach d'une conception physique de l'espace et du mouvement absolus.

Psychologie

Contraste exagéré entre les bords des nuances de gris légèrement différentes, apparaît dès qu'ils se touchent

Dans le domaine de la perception sensorielle, les psychologues se souviennent de Mach pour l' illusion d'optique appelée bandes de Mach . L'effet exagère le contraste entre les bords des nuances de gris légèrement différentes dès qu'ils se touchent, en déclenchant la détection des bords dans le système visuel humain.

Plus clairement que quiconque auparavant ou depuis, Mach a fait la distinction entre ce qu'il a appelé les espaces physiologiques (spécifiquement visuels ) et géométriques .

Les vues de Mach sur les structures médiatrices ont inspiré la position fortement inductive de BF Skinner , parallèle à celle de Mach dans le domaine de la psychologie.

Éponymes

En hommage son nom a été donné à :

Bibliographie

La mécanique , 1904
  • Mach, Ernst (1873). Optisch-akustische Versuche (en allemand). Praha : Vêler.
  • Mach, Ernst (1900). Principien der Wärmelehre (en allemand). Leipzig : Johann Ambrosius Barth.
  • Mach, Ernst (1903). Analyse der Empfindungen und das Verhältnis des Physischen zum Psychischen (en italien). Turin : Fratelli Bocca.
  • Mach, Ernst (1904). Mechanik in ihrer Entwicklung historisch-kritisch dargestellt (en français). Paris : Librairie scientifique Hermann et C.ie.
  • Mach, Ernst (1908). Erkenntnis und Irrtum (en français). Paris : Flammarion.

Les principaux ouvrages de Mach en anglais :

Voir également

Les références

Remarques

Citations

Sources

Lectures complémentaires

  • Erik C. Banks : Éléments du monde d'Ernst Mach. Une étude de philosophie naturelle . Dordrecht : Kluwer (maintenant Springer), 2013.
  • John Blackmore et Klaus Hentschel (éd.) : Ernst Mach als Außenseiter . Vienne : Braumüller, 1985 (avec correspondance choisie).
  • Blackmore, JT; Itagaki, R.; Tanaka, Satoru, éd. (2001). Ernst Mach's Vienna 1895-1930 : Ou le phénoménisme comme philosophie des sciences . Dordrecht : Springer. ISBN 978-0-7923-7122-9.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki et Setsuko Tanaka (éd.) : Ernst Mach's Science . Kanagawa : Tokai University Press, 2006.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki et Setsuko Tanaka : l'influence d'Ernst Mach se propage . Bethesda : Sentinel Open Press, 2009.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki et Setsuko Tanaka : Ernst Mach's Graz (1864-1867), où beaucoup de science et de philosophie ont été développées . Bethesda : Sentinel Open Press, 2010.
  • John T. Blackmore: Ernst Mach's Prague 1867-1895 as a human adventure , Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
  • Everdell, Guillaume (1997). Les premiers modernes. Profils aux origines de la pensée du XXe siècle . Presse de l'Université de Chicago.
  • Haller, Rodolphe ; Stadler, Friedrich, éd. (1988). Ernst Mach – Werk und Wirkung (en allemand). Vienne : Hoelder-Pichler-Tempsky.
  • Hentschel, Klaus (2013). "Ernst Mach" . Dans Hessenbruch, Arne (éd.). Guide du lecteur d'histoire des sciences . Londres : Routledge. ISBN 978-1-134-26301-1 – via Taylor et Francis.
  • Hoffmann, D. ; Laitko, H., éd. (1991). Ernst Mach – Studien und Dokumente (en allemand). Berlin.
  • Kockelmans, Joseph J. (1968). Philosophie des sciences. Le contexte historique . New York : La presse libre.
  • Prosser, V. ; Folta, J., éd. (1991), Ernst Mach and the development of Physics – Conference Papers , Prague : Universitas Carolina Pragensis
  • Thiele, Joachim (1978), Wissenschaftliche Kommunikation – Die Korrespondenz Ernst Machs (en allemand), Kastellaun: Hain (avec correspondance choisie).

Liens externes