知識と誤りは同じ精神的源泉から流れ出す。成功だけが一方を他方から区別できる。
Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach はオーストリアの物理学者および哲学者であり、衝撃波の研究などの物理学への貢献で知られている。音速に対する速度の比は彼の栄誉のために Mach 数と名付けられている。科学哲学者として、彼は論理実証主義とアメリカの実用主義に大きな影響を与えた。Newton の時空論の批判を通じて、彼は Einstein の相対性理論を予兆した。
経歴
Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach は、当時オーストリア帝国の一部であった Moravia の Chrlice（ドイツ語：Chirlitz）で生まれ、現在はチェコ共和国の Brno の一部である。彼の父親は Prague の Charles-Ferdinand University を卒業し、東 Moravia の Zlín にある高貴な Brethon 家の家庭教師として活動していた。彼の祖父 Wenzl Lanhaus は、Chirlitz 荘園の管理人であり、そこの街道の主任建築家でもあった。この分野での彼の活動は、後に Ernst Mach の理論的研究に影響を与えた。一部の資料では、Mach の生地を Tuřany（ドイツ語：Turas）とし、現在も Brno の一部であり、Chirlitz 登録事務所の所在地とされている。そこで Ernst Mach は Peregrin Weiss によって洗礼を受けた。Mach は後に社会主義者無神論者となった。彼の理論と人生は、特に Heinrich Gomperz によって Buddhism と比較されることがあり、Gomperz は Mach を彼の「感覚の分析」における「自我」の現象論的アプローチのために「科学の Buddha」と呼んだ。
14 歳までの間、Mach は両親から自宅で教育を受けた。その後、彼は Kroměříž（ドイツ語：Kremsier）の Gymnasium に入学し、3 年間勉学した。1855 年、彼は Vienna 大学の学生となった。そこで彼は物理学を研究し、1 学期間は医学生理学を研究し、1860 年に Andreas von Ettingshausen のもとで物理学の博士号を取得した。論文のタイトルは「Über elektrische Ladungen und Induktion」であり、翌年に habilitatrion を取得した。彼の初期の仕事は、光学と音響学における Doppler 効果に焦点を当てていた。1864 年、彼は Graz 大学の数学教授の職を得た。Salzburg 大学の外科学の講座の職を断ってである。そして 1866 年、彼は物理学教授として任命された。この期間、Mach は心理物理学と感覚知覚の研究を続けた。1867 年、彼は Charles-Ferdinand University の実験物理学の講座を担当し、28 年間そこに留まった後、Vienna に戻った。
Mach の物理学への主な貢献は、火花衝撃波および弾道衝撃波の説明と写真撮影であった。彼は、弾丸またはシェルが音速より速く移動する場合、その前に空気の圧縮が生じることを説明した。schlieren 写真撮影を使用して、彼と彼の息子 Ludwig は、目に見えない衝撃波の影を写真撮影することができた。1890 年代初頭、Ludwig はより鮮明な写真撮影を可能にする干渉計を発明することができた。しかし Mach はまた、心理学と生理学に多くの貢献もした。Gestalt 現象の予想、斜視効果の発見、Mach bands（抑制的な影響を受けた視覚錯覚の一種）の発見、そして特に人間のバランス制御に役立つ内耳の非音響機能の発見である。
Mach の最も有名なアイデアの 1 つは、いわゆる「Mach 原理」であり、慣性の物理的起源に関するものである。これは Mach によって書き下されることはなかったが、Philipp Frank によって Mach 自身に属することとして認識された、グラフィカルな言語形式で与えられた。すなわち、「地下鉄が揺れる場合、あなたを投げ下ろすのは固定された星である。」
Mach はまた、彼の科学と密接に相互作用して発展した哲学についても有名になった。Mach は、感覚のみを現実として認識する現象論の一種を擁護した。この立場は、原子と分子を外部の、心に依存しない事物として見なす見方と両立不可能に見えた。彼は、Vienna の帝国科学アカデミーでの Ludwig Boltzmann による 1897 年の講演の後、有名に次のように宣言した：「原子が存在するとは信じない！」1908 年から 1911 年頃まで、Mach の原子の現実性を認識したくないという躊躇は、Max Planck によって物理学と両立不可能であると批判された。Einstein の 1905 年の原子の統計的変動が、直接的で個別的な感覚的証拠なしにそれらの存在を測定できるという証明は、原子論の受け入れにおける転機となった。Mach の Newton の空間と時間に関する位置への批判のいくつかは Einstein に影響を与えたが、後に Einstein は Mach が基本的に Newton の哲学に反対していると認識し、彼の物理的批判は妥当ではないと結論づけた。
1898 年、Mach は心停止に陥り、1901 年に Vienna 大学から引退し、オーストリア議会の上院に任命された。1913 年に Vienna を離れて、彼は Munich 近くの Vaterstetten にある息子の家に引っ越し、彼の死まで、彼の 78 歳の誕生日の 1 日後の 1916 年まで執筆と通信を続けた。
物理学
Mach の実験物理学分野での初期の研究の大部分は、外部の影響下での様々な媒体における光の干渉、回折、偏光、および屈折に集中していた。そこから、超音速流体力学分野での重要な調査が続いた。Mach と物理学者写真家 Peter Salcher は、1887 年にこのテーマについての論文を発表した。超音速発射体の運動中に観察される音響効果を正しく説明している。彼らは、発射体が頂点にある円錐形の衝撃波の存在を推論し、実験的に確認した。流体の速度と音速の局所速度 vp/vs の比は、現在 Mach 数と呼ばれている。これは、空気力学および流体力学における高速流体運動の説明における重要なパラメータである。Mach はまた、Mach 原理として知られている仮説を宇宙論に貢献した。
科学哲学
経験批判主義
1895 年から 1901 年まで、Mach は Vienna 大学で「帰納的科学の歴史と哲学」のために新たに作成された講座を保有していた。彼の歴史哲学的研究において、Mach は、19 世紀および 20 世紀に影響力を持つようになった科学の現象論的哲学を発展させた。彼は元々、科学法則を実験的事象の要約であり、複雑なデータを理解できるようにする目的で構成されたものと見なしていたが、後に感覚的な外観を説明するためのより有用な方法として数学的関数を強調した。したがって、科学法則はやや理想化されていますが、感覚を超えて存在する現実よりも感覚の説明に関係があります。
それ（物理科学）が自らに設定した目標は、事実の最も単純で最も経済的な抽象的表現である。
限られた力を持つ人間の心が、それ自体がほんの一部である世界の豊かな人生を自らに映そうとするとき、そしてそれを完全に説き尽くすことができることは決してないとき、それはそれ故に経済的に進める理由があります。
実際には、法則は事実自体よりも常に少ない含まれています。なぜなら、それは事実全体を再現せず、私たちにとって重要な側面のみを再現し、残りは意図的にまたは必要からして省略されるからです。
Mach の実証主義はまた、Alexander Bogdanov（1873～1928）などの多くのロシアの Marxist にも影響を与えた。1908 年、Lenin は哲学的著作「唯物論と経験批判主義」を著し、1909 年に出版された。その中で彼は Machism と「ロシアの Machist」の見方を批判した。彼の主な批判は、Mach の哲学が独我論へと導き、人間が存在する前に自然が存在しなかったという不合理な結論へと導いたということであった。Lenin はこの著作の中で、光波が伝播する媒体としての「ether」の概念と、絶対的な時間の概念も引用した。これらの概念は、後の科学的発展によって間違いであることが証明された。
経験批判主義は、ドイツの哲学者 Richard Avenarius によって確立され、Mach によってさらに発展させられた、厳密に実証主義的で根本的に経験主義的な哲学の用語であり、私たちが知ることができるのは私たちの感覚だけであり、知識は純粋な経験に限定されるべきであると主張している。
経験批判主義の哲学に従って、Mach は物理学の原子論を提案した Ludwig Boltzmann および他の人に反対した。原子のようにあまりにも小さい事物を直接観察することができず、その時の原子モデルが一貫性がなかったため、原子仮説は Mach にとって、保証されていない、そしておそらく十分に「経済的」ではないように見えた。Mach は Vienna Circle の哲学者および論理実証主義の学派に直接的な影響を持っていた。
Mach に属性付けられているのは、彼の物理的理論化の理想を抽出する多くの原理である。現在「Machian 物理学」と呼ばれているもの：
- 彼の実証主義的な傾向に沿って、直接観察可能な現象に完全に基づくべきである
- 相対運動に有利に絶対空間と時間を完全に避けるべきである
- 絶対空間と時間に属性付けられるように見える任意の現象、例えば慣性と遠心力は、代わりに宇宙における物質の大規模分布から出現したものと見なされるべきである。
最後のものは、特に Albert Einstein によって、「the」Mach 原理として強調されている。Einstein はそれを一般相対性理論の基礎となる 3 つの原理の 1 つとして引用した。1930 年、彼は「Mach を一般相対性理論の前駆体として考えることは正当化されている」と述べたが、Mach は彼の死の前に、明らかに Einstein の理論を拒否するだろう。Einstein は彼の理論が Mach のすべての原理を満たさなかったことを認識していた。そして、かなりの努力にもかかわらず、その後の理論もそうである。
現象的構成主義
Alexander Riegler によれば、Ernst Mach の仕事は、構成主義として知られている影響力のある視点の先駆者であった。構成主義は、すべての知識が学習者によって受け取られるのではなく、構築されると主張している。彼は例外的に非二元論的で、現象論的な立場をとった。根本的構成主義の創始者である von Glasersfeld は、Mach を同盟者として認めた。
生理学
1873 年、互いに独立して Mach と生理学者および医師 Josef Breuer は、バランス感覚、すなわち頭部の不均衡の知覚がどのように機能するかを発見した。脳が内耳の半規管における流体の運動から受け取る情報によって管理されていることを追跡した。バランス感覚が 3 つの半規管に依存することは、1870 年に生理学者 Friedrich Goltz によって発見されたが、Goltz はバランス検出装置がどのように機能したかを発見しなかった。Mach は彼の理論をテストするためにスイベルチェアーを設計し、Floyd Ratliff はこの実験が Mach の物理的絶対空間と運動の概念への批判への道を開いた可能性があると提案している。
心理学
感覚知覚の領域において、心理学者は Mach bands と呼ばれる光学的幻覚に対して Mach を記憶している。この効果は、人間の視覚システムにおけるエッジ検出をトリガーするため、少し異なる灰色の陰のエッジ間のコントラストを、それらが接触する直後に誇張する。
Mach は、彼が生理学的、特に視覚的および幾何学的空間と呼ぶものの区別を、誰よりも明確にした。
Mach の仲介構造に関する見方は、B.F. Skinner の強く帰納的な立場を刺激し、それは心理学の分野における Mach のものと平行した。
エポニム
彼の名誉に敬意を表して、彼の名前は以下に与えられた：
- Mach、月のクレーター
- Mach bands、光学的幻覚
- 3949 Mach、小惑星
- Mach 数、音速に対する速度の単位
参考文献
Mach の英語での主要な著作：
- 力学の科学。McCormack、Thomas J. 訳。4 版。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. ドイツ語。95 Abt. II: 764–780. 1887. Peter Slacher との共著
- 感覚の分析 1897
- 大衆科学講演 1895
- 「物理的調査の観点からの空間と幾何学」。Monist。14 1: 1–32. 1903. doi:10.5840/monist190314139. ISSN 0026-9662. S.J.B. Sugden との共著
- エネルギー保存原理の歴史と根源 1911
- 物理光学の原理 1926
- 知識と誤り 1976
- 熱の原理 1986
- 運動知覚理論の基礎 2001
