Ernst Mach

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Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach एक ऑस्ट्रियाई भौतिकी विज्ञानी और दार्शनिक थे, जो भौतिकी में योगदान के लिए प्रसिद्ध हैं जैसे कि shock waves का अध्ययन। किसी की गति का ध्वनि की गति से अनुपात को उनके सम्मान में Mach number कहा जाता है। विज्ञान के दार्शनिक के रूप में, वे logical positivism और American pragmatism पर एक प्रमुख प्रभाव थे। Newton के space और time के सिद्धांतों की आलोचना के माध्यम से, उन्होंने Einstein के relativity के सिद्धांत की पूर्वकल्पना की।

जीवनी

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach का जन्म Chrlice (German: Chirlitz), Moravia में हुआ था जो तब Austrian Empire में था, अब Czech Republic में Brno का हिस्सा है। उनके पिता, जिन्होंने Prague के Charles-Ferdinand University से स्नातक की डिग्री प्राप्त की थी, पूर्वी Moravia के Zlín में noble Brethon family को शिक्षक के रूप में कार्य करते थे। उनके दादा, Wenzl Lanhaus, Chirlitz estate के एक प्रशासक थे, और वहां की सड़कों के मुख्य निर्माता भी थे। उनकी इस क्षेत्र में गतिविधियों ने बाद में Ernst Mach के सैद्धांतिक कार्य को प्रभावित किया। कुछ स्रोत Mach के जन्मस्थान को Tuřany (German: Turas) देते हैं, जो अब Brno का भी हिस्सा है, Chirlitz registry-office की जगह है। यह वहां था कि Ernst Mach को Peregrin Weiss द्वारा बपतिस्मा दिया गया था। Mach बाद में एक समाजवादी और नास्तिक बन गए। उनके सिद्धांत और जीवन की तुलना कभी-कभी Buddhism के साथ की जाती थी, विशेषकर Heinrich Gomperz द्वारा जिन्होंने Mach को "Science का Buddha" कहा था क्योंकि उनके "Analysis of Sensations" में "Ego" के प्रति phenomenalist दृष्टिकोण था।

14 साल की उम्र तक, Mach ने अपनी शिक्षा अपने माता-पिता से घर पर प्राप्त की। फिर वह Kroměříž (German: Kremsier) के Gymnasium में प्रवेश लिए, जहां उन्होंने तीन साल तक अध्ययन किया। 1855 में वह Vienna University का छात्र बन गए। वहां उन्होंने physics का अध्ययन किया और एक सेमेस्टर के लिए medical physiology का, 1860 में Andreas von Ettingshausen के तहत physics में अपनी doctorate प्राप्त की, जिसका शीर्षक था "Über elektrische Ladungen und Induktion", और अगले साल अपनी habilitation प्राप्त की। उनके प्रारंभिक कार्य ने optics और acoustics में Doppler effect पर ध्यान केंद्रित किया। 1864 में, उन्होंने Graz University में Mathematics के प्रोफेसर के रूप में एक नौकरी ली, Salzburg University में surgery के chair की स्थिति को ठुकरा दिया, और 1866 में उन्हें Physics के प्रोफेसर के रूप में नियुक्त किया गया। उस अवधि के दौरान, Mach ने psycho-physics और sensory perception में अपना काम जारी रखा। 1867 में, उन्होंने Charles-Ferdinand University में Experimental Physics की कुर्सी ले ली, जहां वह 28 साल तक रहे फिर Vienna लौट आए।

Mach का physics को मुख्य योगदान spark shock-waves और फिर ballistic shock-waves के विवरण और photographs में शामिल था। उन्होंने वर्णन किया कि जब एक bullet या shell ध्वनि की गति से तेजी से चलता है, तो यह इसके सामने हवा का संपीडन बनाता है। Schlieren photography का उपयोग करके, वह और उनके बेटे Ludwig invisible shock waves की छाया को photograph करने में सक्षम थे। 1890 के दशक की शुरुआत में Ludwig बहुत स्पष्ट photographs के लिए एक interferometer का आविष्कार करने में सक्षम थे। लेकिन Mach ने psychology और physiology में भी कई योगदान दिए, जिनमें gestalt phenomena की उनकी प्रत्याशा, oblique effect की उनकी खोज और Mach bands, एक inhibition-influenced प्रकार का visual illusion, और विशेषकर inner ear के एक non-acoustic function की उनकी खोज शामिल थी जो मानव balance को नियंत्रित करने में मदद करती है।

Mach के सबसे प्रसिद्ध विचारों में से एक तथाकथित "Mach principle" है, जो inertia के भौतिक मूल से संबंधित है। यह कभी Mach द्वारा लिखा नहीं गया, लेकिन एक graphic verbal रूप दिया गया, Philipp Frank द्वारा Mach को जिम्मेदार ठहराया गया, जैसे, "जब subway झटका देती है, यह fixed stars हैं जो आपको नीचे फेंकते हैं।"

Mach अपने philosophy के लिए भी प्रसिद्ध हो गए, जो अपने science के साथ घनिष्ठ interplay में विकसित हुई। Mach ने phenomenalism के एक प्रकार की रक्षा की जो केवल sensations को real मानता है। यह स्थिति atoms और molecules को external, mind-independent चीजों के रूप में देखने के साथ असंगत लगती थी। उन्होंने विख्यात रूप से घोषित किया, Vienna के Imperial Academy of Science में Ludwig Boltzmann के 1897 के lecture के बाद: "मुझे विश्वास नहीं है कि atoms exist करते हैं!" 1908 से 1911 तक Mach की atoms की reality को स्वीकार करने की अनिच्छा को Max Planck द्वारा physics के अनुकूल नहीं माना गया। Einstein के 1905 के प्रदर्शन ने कि atoms के statistical fluctuations ने direct individuated sensory evidence के बिना उनके अस्तित्व का माप करने की अनुमति दी, atomic theory की स्वीकृति में एक turning point चिह्नित किया। Mach की Newton की space और time पर कुछ आलोचनाओं ने Einstein को प्रभावित किया, लेकिन बाद में Einstein को एहसास हुआ कि Mach मूलतः Newton की philosophy के विरुद्ध थे और निष्कर्ष निकाला कि उनकी physical criticism sound नहीं थी।

1898 में Mach को cardiac arrest से पीड़ित होना पड़ा और 1901 में वह Vienna University से सेवानिवृत्त हुए और Austrian parliament के upper chamber में नियुक्त किए गए। 1913 में Vienna छोड़ने पर वह Munich के निकट Vaterstetten अपने बेटे के घर चले गए, जहां वह 1916 में अपनी मृत्यु तक लिखना और पत्राचार करना जारी रखे, जो उनके 78 वें जन्मदिन के एक दिन बाद था।

भौतिकी

Mach के experimental physics में प्रारंभिक अध्ययन अधिकांश light के interference, diffraction, polarization और refraction पर external influences के तहत विभिन्न मीडिया में केंद्रित थे। वहां से supersonic fluid mechanics के क्षेत्र में महत्वपूर्ण explorations हुईं। Mach और physicist-photographer Peter Salcher ने इस विषय पर 1887 में अपना paper प्रस्तुत किया; यह projectile की supersonic motion के दौरान देखे गए sound effects को सही तरीके से वर्णित करता है। उन्होंने एक conical shape के shock wave के अस्तित्व को deduce और experimentally confirm किया, जिसमें projectile apex पर है। किसी fluid की गति और local speed of sound vp/vs का अनुपात अब Mach number कहलाता है। यह aerodynamics और hydrodynamics में high-speed fluid movement के विवरण में एक critical parameter है। Mach ने cosmology में भी Mach's principle के रूप में जानी जाने वाली hypothesis में योगदान दिया।

विज्ञान की दर्शनशास्त्र

Empirio-criticism

1895 से 1901 तक, Mach ने Vienna University में "the history and philosophy of the inductive sciences" के लिए एक newly created chair held किया। अपने historico-philosophical अध्ययनों में, Mach ने एक phenomenalistic philosophy of science विकसित किया जो 19वीं और 20वीं सदियों में प्रभावशाली बन गया। उन्होंने शुरुआत में scientific laws को experimental events के summaries के रूप में देखा, complex data को comprehensible बनाने के उद्देश्य से constructed, लेकिन बाद में sensory appearances का वर्णन करने के अधिक उपयोगी तरीके के रूप में mathematical functions पर जोर दिया। इस प्रकार scientific laws हालांकि कुछ idealized हैं, sensations के beyond reality के साथ करने की तुलना में sensations का वर्णन करने से अधिक संबंधित हैं।

जिस लक्ष्य को (physical science) ने अपने लिए निर्धारित किया है वह facts की सबसे सरल और सबसे economical abstract expression है।

जब human mind, अपनी limited powers के साथ, दुनिया के rich life को अपने में mirror करने का प्रयास करता है, जिसका यह केवल एक छोटा सा हिस्सा है, और जिसे यह कभी exhaust करने की आशा नहीं कर सकता, इसके पास economically आगे बढ़ने के लिए हर कारण है।

वास्तव में, the law हमेशा the fact ही से कम contains करता है, क्योंकि यह fact को समग्र रूप में reproduce नहीं करता है बल्कि केवल उस पहलू में जो हमारे लिए महत्वपूर्ण है, बाकी को intentionally या necessity से omit किया जा रहा है।

Mach की positivism ने कई Russian Marxists को भी प्रभावित किया, जैसे Alexander Bogdanov (1873–1928)। 1908 में, Lenin ने एक philosophical work लिखा, "Materialism and Empirio-criticism" (1909 में प्रकाशित), जिसमें उन्होंने Machism और "Russian Machists" के विचारों की आलोचना की। उनकी मुख्य आलोचनाएं थीं कि Mach की philosophy solipsism की ओर ले जाती थी और absurd निष्कर्ष में कि nature मनुष्यों से पहले exist नहीं करती थी। Lenin ने इस work में 'ether' की concept का भी उल्लेख किया, जो माध्यम है जिसके माध्यम से light waves propagated होती हैं, और time की concept को absolute के रूप में, concepts जो later scientific developments के साथ गलत साबित हुईं।

Empirio-criticism एक rigorously positivist और radically empiricist philosophy के लिए शब्द है जो German philosopher Richard Avenarius द्वारा स्थापित किया गया और Mach द्वारा further developed, जो claims करता है कि हम जो कुछ जान सकते हैं वह केवल हमारी sensations हैं और knowledge को pure experience तक सीमित किया जाना चाहिए।

Empirio-critical philosophy के अनुसार, Mach ने Ludwig Boltzmann और अन्यों का विरोध किया जिन्होंने physics के atomic theory का प्रस्ताव दिया। चूंकि कोई atoms जितना छोटा सीधे observe नहीं कर सकता है, और चूंकि कोई atomic model उस समय consistent नहीं था, atomic hypothesis Mach को unwarranted लगा, और शायद पर्याप्त रूप से "economical" नहीं। Mach का Vienna Circle philosophers पर direct influence था और logical positivism के school पर सामान्य रूप से।

Mach को कई principles जिम्मेदार ठहराए जाते हैं जो physical theorisation की उनकी ideal को distill करते हैं—जिसे अब "Machian physics" कहा जाता है:

1. यह entirely directly observable phenomena पर आधारित होना चाहिए जो उनकी positivistic leanings के अनुरूप हो
2. यह completely eschew absolute space और time को relative motion के favor में करना चाहिए
3. कोई भी phenomena जो absolute space और time को attributable लगता हो, जैसे inertia और centrifugal force, को इसके बजाय universe में matter के large scale distribution से emerging माना जाना चाहिए।

अंतिम को, विशेषकर Albert Einstein द्वारा, "the" Mach's principle के रूप में अलग किया गया। Einstein ने इसे general relativity को underlying तीन principles में से एक के रूप में cited किया। 1930 में, उन्होंने कहा कि "यह justified है Mach को general theory of relativity के precursor के रूप में consider करना", हालांकि Mach, अपनी मृत्यु से पहले, apparently Einstein के theory को reject करेंगे। Einstein को पता था कि उनके theories ने Mach के सभी principles को fulfill नहीं किया, और considerable effort के बावजूद, कोई subsequent theory भी नहीं किया है।

Phenomenological constructivism

Alexander Riegler के अनुसार, Ernst Mach का काम influential perspective के लिए एक precursor था जिसे constructivism के रूप में जाना जाता है। Constructivism holds करता है कि सभी knowledge constructed है न कि learner द्वारा received। उन्होंने एक exceptionally non-dualist, phenomenological position लिया। radical constructivism के founder, von Glasersfeld, ने एक ally के रूप में Mach को एक nod दिया।

शरीरविज्ञान

1873 में, एक दूसरे से independently Mach और physiologist और physician Josef Breuer ने खोज की कि कैसे balance की sense, अर्थात्, head के imbalance की perception functions, इसे trace करते हुए management उस information द्वारा करते हैं जो brain को inner ear के semicircular canals में एक fluid की movement से प्राप्त होती है। यह कि balance की sense तीन semicircular canals पर निर्भर करती है, 1870 में physiologist Friedrich Goltz द्वारा खोज की गई थी, लेकिन Goltz ने balance-sensing apparatus को कैसे functioned किया यह खोज नहीं की। Mach ने अपने theories को test करने के लिए एक swivel chair devise किया, और Floyd Ratliff ने suggest किया कि यह experiment Mach की absolute space और motion की physical conception की critique के path को पave करने में सक्षम हो सकता है।

मनोविज्ञान

Sensory perception के क्षेत्र में, psychologists Mach को optical illusion के लिए याद करते हैं जिसे Mach bands कहा जाता है। यह effect slightly differing gray shades की edges के बीच contrast को exaggerate करता है, जैसे ही वे एक दूसरे से contact करते हैं, human visual system में edge-detection को trigger करके।

Mach ने पहले और बाद के किसी से अधिक clearly उस distinction को किया जिसे उन्होंने physiological specifically visual और geometrical spaces कहा।

Mach के mediating structures पर विचारों ने B. F. Skinner की strongly inductive position को inspired किया, जो psychology के field में Mach के parallel था।

नामकरण

सम्मान में उनका नाम दिया गया:

• Mach, एक lunar crater
• Mach bands, एक optical illusion
• 3949 Mach, एक asteroid
• Mach number, ध्वनि की गति के सापेक्ष speed के लिए unit

संदर्भ

Mach की principal works English में:

• The Science of Mechanics. Translated by McCormack, Thomas J. 4th ed.. Chicago: The Open Court Publishing Co. 1919.
• "Photographische Fixirung der durch Projectile in der Luft eingeleiteten Vorgänge". Sitzungsber. Kaiserl. Akad. Wiss., Wien, Math.-Naturwiss. Cl. in German. 95 Abt. II: 764–780. 1887. with Peter Slacher
• The Analysis of Sensations 1897
• Popular Scientific Lectures 1895
• "Space and Geometry from the Point of View of Physical Inquiry". Monist. 14 1: 1–32. 1903. doi:10.5840/monist190314139. ISSN 0026-9662. with S.J.B. Sugden
• History and Root of the Principle of the Conservation of Energy 1911
• The Principles of Physical Optics 1926
• Knowledge and Error 1976
• Principles of the Theory of Heat 1986
• Fundamentals of the Theory of Movement Perception 2001