Ernst Mach

Bilgi ve hata aynı zihinsel kaynaklardan kaynaklanır; yalnızca başarı birini diğerinden ayırabilir.

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach, Avusturyalı fizikçi ve filozof olup, şok dalgalarının incelenmesi gibi fiziğe yaptığı katkılarıyla bilinmektedir. Birinin hızının ses hızına oranı, onun onuruna Mach sayısı olarak adlandırılmıştır. Bilim felsefeci olarak, mantıksal pozitivizm ve Amerikan pragmatizminde büyük bir etki yarattı. Newton'un uzay ve zaman teorilerine yönelik eleştirileri aracılığıyla, Einstein'ın görelilik teorisini önceden haber verdi.

Biyografi

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach, Moravia'daki Chrlice (Almanca: Chirlitz) şehrinde, o zamanlar Avusturya İmparatorluğu'nda doğmuş, şimdi Çek Cumhuriyeti'nin Brno şehrinin bir parçasıdır. Babası, Prag'daki Charles-Ferdinand Üniversitesi'nden mezun olmuş, Doğu Moravia'daki Zlín'de asil Brethon ailesine özel öğretmen olarak görev yapmıştır. Dedesi Wenzl Lanhaus, Chirlitz mülkünün yöneticisi ve oradaki sokakların mimar ustası idi. Bu alandaki faaliyetleri daha sonra Ernst Mach'ın teorik çalışmalarını etkilemiştir. Bazı kaynaklar Mach'ın doğum yerini, şimdi de Brno'nun bir parçası olan ve Chirlitz sicil ofisinin bulunduğu Tuřany (Almanca: Turas) olarak göstermektedir. Ernst Mach orada Peregrin Weiss tarafından vaftiz edilmiştir. Mach daha sonra sosyalist ve ateist olmuştur. Onun teorisi ve yaşamı, Heinrich Gomperz tarafından Budizm ile karşılaştırılmıştır; Gomperz, Mach'ı "Bilimin Buda'sı" olarak adlandırmıştır; çünkü onun Duyumların Analizi eserinde "Ego"ya fenomenalist yaklaşım sergilemişti.

14 yaşına kadar Mach, eğitimini evde ebeveynlerinden almıştır. Daha sonra Kroměříž (Almanca: Kremsier) şehrindeki bir Gymnasium'a girmiş, üç yıl orada okumuştur. 1855 yılında Viyana Üniversitesi'nde öğrenci olmuştur. Orada fizik ve bir dönem tıbbi fizyoloji okumuş, 1860 yılında Andreas von Ettingshausen danışmanlığında "Über elektrische Ladungen und Induktion" başlıklı tezle fizik doktorasını almış ve bunu takip eden yıl habilitasyonunu tamamlamıştır. Erken dönem çalışmaları optik ve akustikte Doppler etkisine odaklanmıştır. 1864 yılında, Salzburg Üniversitesi'ndeki cerrahi profesörlüğü reddederek, Graz Üniversitesi'nde Matematik Profesörü olarak göreve başlamıştır ve 1866 yılında Fizik Profesörü olarak atanmıştır. Bu dönemde Mach, psikofizik ve duyusal algı alanında çalışmalarını sürdürmüştür. 1867 yılında, Charles-Ferdinand Üniversitesi'nde Deneysel Fizik profesörlüğü görevini almış, Viyana'ya dönemeden önce 28 yıl orada kalmıştır.

Mach'ın fiziğe yaptığı ana katkı, kıvılcım şok dalgalarının ve ardından balistik şok dalgalarının tanımı ve fotoğraflarını içermektedir. Mermi veya mermi, ses hızından daha hızlı hareket ettiğinde, önünde hava sıkışmasına sebep olduğunu tanımlamıştır. Schlieren fotoğrafçılığını kullanarak, o ve oğlu Ludwig, görünmez şok dalgalarının gölgelerini fotoğraflamak üzere çalışmışlardır. 1890'ların başında Ludwig, çok daha net fotoğraflar almayı sağlayan bir interferometre icat etmiştir. Ancak Mach, psikoloji ve fizyolojiye de birçok katkılarda bulunmuştur; bunlara gestalt fenomenlerinin önceden hissedilmesi, eğik etki keşfi ve Mach bandları (görsel yanılsamanın bir türü olan inhibisyon etkilenen bir tür) dahildir ve özellikle de insan dengesinin kontrolüne yardımcı olan iç kulakta akustik olmayan bir işlev keşfetmiştir.

Mach'ın en iyi bilinen fikirlerinden biri, eylemsizliğin fiziksel kaynağı ile ilgili "Mach ilkesi" olarak adlandırılan ilkedir. Bunu hiç yazıya dökmemiştir, ancak Philipp Frank tarafından Mach'a atfedilen, grafiksel bir sözel biçim almıştır: "Metrö sarsıldığında, sizi yere çarpanlar sabit yıldızlardır."

Mach ayrıca, fiziği ile yakından ilişkili olarak gelişen felsefesiyle de ünlü olmuştur. Mach, yalnızca duyumları gerçek olarak gösteren bir tür fenomenalizmi savunmuştur. Bu konum, atomlar ve molekülleri harici, zihin bağımsız şeyler olarak görmek açısından uyumsuz görünmüştür. 1897 yılında Viyana'daki İmperator Bilim Akademisi'nde Ludwig Boltzmann'ın bir konferansından sonra meşhur biçimde şöyle demiştir: "Atomların var olduğuna inanmıyorum!" Yaklaşık 1908 ile 1911 yılları arasında Mach'ın atomların gerçekliğini kabul etmek için gösterdiği isteksizlik, Max Planck tarafından fiziğe uyumsuz olduğu açısından eleştirilmiştir. Einstein'ın 1905 yılındaki, atomların istatistiksel dalgalanmalarının doğrudan bireysel duyu kanıtı olmaksızın varlıklarının ölçülmesine izin verdiğini gösteren gösterimi, atom teorisinin kabulünde bir dönüm noktası olmuştur. Mach'ın Newton'un uzay ve zaman konumundaki bazı eleştirileri Einstein'ı etkilemiştir, ancak daha sonra Einstein, Mach'ın temelde Newton felsefesine karşı olduğunu ve fiziksel eleştirisinin sağlam olmadığını sonuç bulmuştur.

1898 yılında Mach kalp krizi geçirmiş ve 1901 yılında Viyana Üniversitesi'nden emekli olmuş ve Avusturya parlamentosunun üst kamarası için atanmıştır. 1913 yılında Viyana'yı terk ederek, Münih yakınlarındaki Vaterstetten'de oğlunun evine taşınmış, 1916 yılında ölümüne kadar yazma ve yazışmaya devam etmiştir; bu, 78. yaş gününün bir gün sonrasıdır.

Fizik

Mach'ın deneysel fizik alanında yapılan ilk çalışmaları, çoğunlukla ışığın farklı ortamlarda ve dış etkilerin altında girişimi, difraksiyon, polarizasyon ve kırılmasına odaklanmıştır. Buradan, süpersonik sıvı mekaniği alanında önemli keşifler izlemiştir. Mach ve fizikçi-fotoğrafçı Peter Salcher bu konuyla ilgili yazılarını 1887 yılında sunmuşlardır; bu, bir mermininin süpersonik hareketi sırasında gözlenen ses etkilerini doğru şekilde tanımlamaktadır. Tepesinde mermi olan konik şekilli bir şok dalgasının varlığını çıkartmış ve deneysel olarak doğrulamışlardır. Bir sıvının hızının yerel ses hızına vp/vs oranı, artık Mach sayısı olarak adlandırılmaktadır. Bu, aerodinamik ve hidrodinamiklerde yüksek hızlı sıvı hareketinin tanımlanmasında kritik bir parametredir. Mach ayrıca kozmolojiye Mach ilkesi olarak bilinen hipotezi katkıda bulunmuştur.

Bilim Felsefesi

Empiriyo-kritisizm

1895 ile 1901 yılları arasında Mach, Viyana Üniversitesi'nde "tümevarımcı bilimlerin tarihi ve felsefesi" için yeni oluşturulmuş bir profesörlük sahibi olmuştur. Tarihi-felsefi çalışmalarında, Mach, 19. ve 20. yüzyıllarda etkili olan fenomenalistik bir bilim felsefesi geliştirilmiştir. Başlangıçta bilimsel yasaları deneysel olayların özetleri olarak, karmaşık verileri anlaşılır hale getirmek amacıyla yapılandırılmış olarak gördü, ancak daha sonra matematiksel işlevleri duyusal görünümleri tanımlamak için daha yararlı bir yol olarak vurgulamıştır. Bu nedenle bilimsel yasalar, biraz idealize edilmiş olsa da, duyumların ötesinde var olan gerçeklikle ilgisinden daha çok duyumları tanımlama ile ilgilidir.

Bunun (fiziksel bilim) kendisine belirlediği amaç, gerçeklerin en basit ve en iktisadi soyut ifadesidir.

İnsan zihni, sınırlı güçleriyle, kendisinin yalnızca küçük bir parçası olduğu ve hiçbir zaman tüketmeyi umamayacağı dünyanın zengin yaşamını kendi içine yansıtmaya çalışırken, ekonomik olarak ilerleme için her sebebe sahiptir.

Gerçekte, yasa her zaman gerçeğin kendisinden daha az içerir, çünkü gerçeği bütün olarak yeniden üretmez, yalnızca bizim için önemli olan tarafını üretir, geri kalan bilerek veya zorunluluk gereği atlanır.

Mach'ın pozitivizmi, Alexander Bogdanov (1873–1928) gibi birçok Rus Marksisti'ni de etkilemiştir. 1908 yılında Lenin, Maddecilik ve Empiriyo-kritisizm adlı felsefi bir çalışma yazması (1909 yılında yayınlanması) ve bunda Machizm'i ve "Rus Machist"lerinin görüşlerini eleştirmesine rağmen, temel eleştirileri Mach'ın felsefesinin solipsizme ve insanlardan önce doğanın var olmadığı absürd sonucuna yol açtığıdır. Lenin ayrıca bu çalışmada ışık dalgalarının yayıldığı ortam olarak 'eter' kavramını ve mutlak bir zaman kavramını alıntılamıştır; bunlar daha sonraki bilimsel gelişmeler ile yanlış olduğu kanıtlanmıştır.

Empiriyo-kritisizm, Alman filozof Richard Avenarius tarafından kurulan ve Mach tarafından daha da geliştirilmiş olan sıkı pozitivist ve radikal ampirist felsefesi için bir terimdir; bu, bililebilecek tek şeyin bizim duyumlarımız olduğunu ve bilginin saf deneyimle sınırlandırılması gerektiğini iddia eder.

Empiriyo-kritik felsefe ile uyumlu olarak Mach, fizik için atom teorisi önerenLudwig Boltzmann ve diğerlerine karşı çıkmıştır. Atomlar kadar küçük şeyleri doğrudan gözlemleyemeyeceği ve o zamanki hiçbir atom modeli tutarlı olmadığı için, Mach için atom hipotezi haksız görünmüş ve belki de yeterince "iktisadi" değilmiştir. Mach, Viyana Çevresi filozoflarına ve genel olarak mantıksal pozitivizm okuluna doğrudan etki yapmıştır.

Mach'a, fiziksel teorileştirmenin idealini yoğunlaştıran bir dizi ilke atfedilmektedir—şimdi "Machian fizik" olarak adlandırılan şey:

1. Tamamen doğrudan gözlemlenebilir fenomenler üzerine dayanmalı ve pozitivist eğilimleriyle uyumlu olmalıdır
2. Mutlak uzay ve zamanı tamamen göreceli hareketten arındırmalıdır
3. Mutlak uzay ve zamana atfedilebilir görünen fenomenler örneğin, eylemsizlik ve merkezkaç kuvveti bunun yerine evrendeki maddenin büyük ölçekli dağılımından ortaya çıkıyor olarak görülmelidir.

Son tanesine özellikle Albert Einstein tarafından "Mach ilkesi" olarak işaret edilmektedir. Einstein, bunu genel göreliliğin altında yatan üç ilkeden biri olarak alıntılamıştır. 1930 yılında "Mach'ı genel görelilik teorisinin öncüsü olarak göz önüne almak haklı" olduğunu belirtmiştir; ancak Mach, ölümünden önce, görünüşe göre Einstein'ın teorisini reddetmiştir. Einstein, teorilerinin Mach'ın ilkelerinin hepsini yerine getirmediğinin farkında idi ve hiçbir sonraki teori de, önemli çabalara rağmen, yerine getirmemiştir.

Fenomenolojik yapılandırmacılık

Alexander Riegler'e göre, Ernst Mach'ın çalışması, yapılandırmacılık olarak bilinen etkili perspektifin öncüsü idi. Yapılandırmacılık, tüm bilginin öğrenen tarafından alındığından ziyade yapılandırıldığını iddia eder. İstisnai derecede kişisellikten arınmış, fenomenolojik bir konum almıştır. Radikal yapılandırmacılığın kurucusu von Glasersfeld, Mach'a bir müttefik olarak başını eğmişti.

Fizyoloji

1873 yılında, birbirinden bağımsız olarak Mach ve fizyolog ve hekim Josef Breuer, denge duygusunun yani başın dengesizlik algısının nasıl işlediğini keşfetmiş, beynin iç kulakta yarı dairesel kanallar içinde sıvı hareketinden aldığı bilgi tarafından yönetildiğini izlemiştir. Denge duygusunun üç yarı dairesel kanala bağlı olduğunun 1870 yılında fizyolog Friedrich Goltz tarafından keşfedilmiş olmasına rağmen, Goltz denge algılama cihazının nasıl işlediğini keşfetmemiştir. Mach, teorilerini test etmek için bir dönerli sandalye icat etmiştir ve Floyd Ratliff, bu deneyin Mach'ın mutlak uzay ve hareket fiziksel bir tasarımına yönelik eleştirisine zemin hazırlamış olabileceğini öne sürüştür.

Psikoloji

Duyusal algı alanında, psikologlar Mach'ı Mach bandları adlı optik yanılsama için hatırlarlar. Etki, hafif gri tonlarının kenarları arasındaki kontrastı, insan görsel sisteminde kenar algılamayı tetikleyerek, birbiriyle temas eder etmez abartır.

Mach, o zamana kadar veya o zamandan sonra başkası tarafından yapılanlardan daha net bir şekilde, fizyolojik özellikle görsel ve geometrik uzaylar arasında ayrım yaptığını söylediği şeyler arasında ayrım yapmıştır.

Mach'ın araç yapıları üzerindeki görüşleri, B. F. Skinner'ın güçlü tümevarımcı konumundan ilham almış ve psikoloji alanında Mach'ınkine paralel olmuştur.

Eponymlar

Onun onuruna adı verilmiştir:

• Mach, bir ay krateri
• Mach bantları, bir optik yanılsama
• 3949 Mach, bir asteroit
• Mach sayısı, ses hızına göre hız birimi

Kaynakça

Mach'ın İngilizce'deki temel eserleri:

• Mekanik Bilimi. McCormack, Thomas J. tarafından tercüme edilmiştir. 4. baskı. 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. Almanca. 95 Abt. II: 764–780. 1887. Peter Slacher ile.
• Duyumların Analizi 1897
• Popüler Bilimsel Dersler 1895
• "Fiziksel Araştırma Bakış Açısından Uzay ve Geometri". Monist. 14 1: 1–32. 1903. doi:10.5840/monist190314139. ISSN 0026-9662. S.J.B. Sugden ile.
• Enerji Korunumu İlkesinin Tarihi ve Kökü 1911
• Fiziksel Optik İlkeleri 1926
• Bilgi ve Hata 1976
• Isı Teorisinin İlkeleri 1986
• Hareket Algılaması Teorisinin Temelleri 2001