Ernst Mach
Físico, filósofo y profesor universitario austríaco/checo (1838-1916)

Ernst Mach
Nacido
Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach

18 de febrero de 1838
Brno , Moravia , Imperio austríaco
Fallecido19 de febrero de 1916 (19 de febrero de 1916)(78 años)
Vaterstetten , Baviera , Imperio Alemán
Ciudadaníacheco
EducaciónUniversidad de Viena
(Ph.D, 1860; Dr. phil. hab., 1861)
Conocido porBanda de Mach
Diamantes de Mach
Número de Mach
Reflexión de Mach
Onda de
Mach Principio de Mach
Crítica del argumento del cubo de Newton [1] Empiriocriticismo Efecto oblicuo Relacionalismo Ondas de choque Estímulo estereocinético




Carrera científica
CamposFísico
InstitucionesUniversidad de Graz
Universidad Charles-Ferdinand (Praga)
Universidad de Viena
TesisÜber elektrische Ladungen und Induktion  (1860)
Asesor de doctoradoAndreas von Ettingshausen
Estudiantes de doctoradoHeinrich Gomperz
Ottokar Tumlirz
Otros estudiantes notablesAndrija Mohorovičić
Firma
Notas
Fue el padrino de Wolfgang Pauli . El interferómetro de Mach-Zehnder lleva el nombre de su hijo Ludwig Mach , que también era físico.

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach ( 18 de febrero de 1838 - 19 de febrero de 1916) fue un físico y filósofo del Imperio austríaco que contribuyó a la física de las ondas de choque . La relación entre la velocidad de un flujo u objeto y la del sonido se denomina número de Mach en su honor. Como filósofo de la ciencia , ejerció una gran influencia en el positivismo lógico y el pragmatismo estadounidense . [2] A través de su crítica a las teorías del espacio y el tiempo de Isaac Newton , prefiguró la teoría de la relatividad de Albert Einstein . [3]

Biografía

Primeros años de vida

Mach nació en Chrlice ( en alemán : Chirlitz ), Moravia , Imperio austríaco (parte de Brno , en la República Checa ). Su padre, que se había graduado de la Universidad Charles-Ferdinand de Praga , actuó como tutor de la noble familia Brethon en Zlín , en Moravia oriental. Su abuelo, Wenzl Lanhaus, administrador de la finca Chirlitz, también fue maestro constructor de las calles de la zona. Sus actividades en ese campo influyeron más tarde en el trabajo teórico de Ernst Mach. Algunas fuentes dan como lugar de nacimiento de Mach Tuřany ( en alemán : Turas , también parte de Brno), el sitio de la oficina de registro de Chirlitz. Fue allí donde Mach fue bautizado por Peregrin Weiss. Mach más tarde se convirtió en socialista y ateo , [4] pero su teoría y su vida a veces se compararon con el budismo . Heinrich Gomperz llamó a Mach el "Buda de la ciencia" debido a su enfoque fenomenalista del "Ego" en su Análisis de las sensaciones . [5] [6]

Autorretrato de Ernst Mach (1886) que aparece en "Análisis de sensaciones", también conocido como "vista desde el ojo izquierdo"

Mach fue educado en casa por sus padres hasta los 14 años. Luego ingresó en un instituto de Kroměříž ( en alemán : Kremsier ), donde estudió durante tres años. En 1855 se convirtió en estudiante de la Universidad de Viena , donde estudió física y durante un semestre fisiología médica, recibiendo su doctorado en física en 1860 con Andreas von Ettingshausen con la tesis Über elektrische Ladungen und Induktion , y su habilitación al año siguiente. Sus primeros trabajos se centraron en el efecto Doppler en óptica y acústica .

Investigación profesional

En 1864, aceptó un trabajo como profesor de matemáticas en la Universidad de Graz después de haber rechazado un puesto en una cátedra de cirugía en la Universidad de Salzburgo para hacerlo, y en 1866 fue nombrado profesor de física. Durante ese período, Mach continuó su trabajo en psicofísica y en percepción sensorial. En 1867, asumió la cátedra de física experimental en la Universidad Charles-Ferdinand , donde permaneció durante 28 años antes de regresar a Viena. [7]

La principal contribución de Mach a la física fue su descripción y fotografías de ondas de choque de chispas y luego de ondas de choque balísticas. Describió cómo cuando una bala o un proyectil se movía más rápido que la velocidad del sonido, creaba una compresión de aire frente a él. Utilizando la fotografía de Schlieren , él y su hijo Ludwig fotografiaron las sombras de las ondas de choque invisibles. A principios de la década de 1890, Ludwig inventó una modificación del interferómetro de Jamin que permitió fotografías mucho más claras. [7] Pero Mach también hizo muchas contribuciones a la psicología y la fisiología, incluida su anticipación de los fenómenos de la gestalt , su descubrimiento del efecto oblicuo y de las bandas de Mach , un tipo de ilusión visual influida por la inhibición, y especialmente su descubrimiento de una función no acústica del oído interno que ayuda a controlar el equilibrio humano.

Una de las ideas más conocidas de Mach es el llamado principio de Mach , el origen físico de la inercia. Mach nunca lo puso por escrito, pero sí le dio una forma verbal gráfica, atribuida por Philipp Frank a Mach: "Cuando el metro se sacude, son las estrellas fijas las que te tiran al suelo".

Fotografía histórica de Ernst Mach de 1887 ( sombra ) de una onda de choque de proa alrededor de una bala supersónica [8]

En 1900, Mach se convirtió en el padrino del físico Wolfgang Ernst Pauli , que también recibió su nombre. [9]

Mach también era conocido por su filosofía, desarrollada en estrecha interacción con su ciencia. [a] Defendía un tipo de fenomenalismo , que reconocía como reales sólo las sensaciones . Esa postura parecía incompatible con la visión de los átomos y las moléculas como cosas externas e independientes de la mente. Después de una conferencia de 1897 de Ludwig Boltzmann en la Academia Imperial de Ciencias de Viena , Mach dijo: "¡No creo que existan los átomos!" [10]

Ernst Mach en 1905

En 1898, Mach sobrevivió a un ataque de parálisis y en 1901 se retiró de la Universidad de Viena y fue designado miembro de la cámara alta del Parlamento austríaco. Al abandonar Viena en 1913, se mudó a la casa de su hijo en Vaterstetten , cerca de Múnich , donde continuó escribiendo y manteniendo correspondencia hasta su muerte en 1916, un día después de su 78.º cumpleaños. [7]

Política

En 1901, Mach aceptó un nombramiento en la Cámara de los Lores de Austria , pero rechazó un título nobiliario porque pensó que no era apropiado que un científico aceptara tal cosa. [11] Tenía una buena relación personal con el político socialdemócrata Viktor Adler [12] y dejó dinero en su testamento al periódico socialdemócrata Arbeiter-Zeitung . [13]

Mach criticó las conquistas coloniales de las potencias europeas, diciendo que ellas "constituirán... el capítulo más desagradable de la historia para las generaciones futuras". [14]

Física

La mayoría de los estudios iniciales de Mach en física experimental se concentraron en la interferencia , difracción , polarización y refracción de la luz en diferentes medios bajo influencias externas. De allí siguieron las exploraciones en mecánica de fluidos supersónicos . Mach y el físico-fotógrafo Peter Salcher presentaron su artículo sobre este tema [15] en 1887; describe correctamente los efectos de sonido observados durante el movimiento supersónico de un proyectil . Dedujeron y confirmaron experimentalmente la existencia de una onda de choque de forma cónica, con el proyectil en el vértice. [16] La relación entre la velocidad de un fluido y la velocidad local del sonido v p / v s se llama número de Mach en su honor. Es un parámetro crítico en la descripción del movimiento de fluidos a alta velocidad en aerodinámica e hidrodinámica . Mach también aportó a la cosmología la hipótesis conocida como principio de Mach . [7]

Filosofía de la ciencia

Busto de Mach en el Rathauspark (parque del ayuntamiento) de Viena , Austria

Empiriocriticismo

De 1895 a 1901, Mach ocupó una cátedra recién creada para "la historia y la filosofía de las ciencias inductivas" en la Universidad de Viena. [b] En sus estudios histórico-filosóficos, Mach desarrolló una filosofía fenomenalista de la ciencia que se volvió influyente en los siglos XIX y XX. En un principio, Mach consideraba que las leyes científicas eran resúmenes de eventos experimentales, construidos con el propósito de hacer comprensibles los datos complejos, pero más tarde enfatizó las funciones matemáticas como una forma más útil de describir las apariencias sensoriales. Por lo tanto, las leyes científicas, aunque algo idealizadas, tienen más que ver con la descripción de sensaciones que con la realidad tal como existe más allá de las sensaciones. [c]

El objetivo que la ciencia física se ha fijado es la expresión abstracta más simple y económica de los hechos.

Cuando la mente humana, con sus poderes limitados, intenta reflejar en sí misma la rica vida del mundo, del cual ella misma es sólo una pequeña parte y que nunca puede esperar agotar, tiene todas las razones para proceder económicamente.

En realidad, la ley contiene siempre menos que el hecho mismo, porque no reproduce el hecho en su totalidad, sino sólo en aquel aspecto que para nosotros es importante, omitiendo el resto intencionalmente o por necesidad.

Al separar mentalmente un cuerpo del medio cambiante en el que se mueve, lo que hacemos en realidad es extraer de la corriente de todas nuestras sensaciones un grupo de sensaciones en el que se fijan nuestros pensamientos y que es relativamente más estable que el resto. Supongamos que atribuyéramos a la naturaleza la propiedad de producir efectos iguales en circunstancias iguales; no sabríamos cómo encontrar precisamente esas circunstancias iguales. La naturaleza existe una sola vez. Sólo nuestra imitación mental esquemática produce sucesos iguales.

El positivismo de Mach influyó en muchos marxistas rusos , como Alexander Bogdanov . [17] En 1908, Lenin escribió una obra filosófica, Materialismo y empiriocriticismo , [18] en la que criticaba el machismo y las opiniones de los " machistas rusos ". Sus principales críticas eran que la filosofía de Mach conducía al solipsismo y a la absurda conclusión de que la naturaleza no existía antes de los humanos:

Si los cuerpos son «complejos de sensaciones», como dice Mach, o «combinaciones de sensaciones», como dice Berkeley, se sigue inevitablemente que el mundo entero no es más que mi idea. Partiendo de una premisa así es imposible llegar a la existencia de otras personas además de uno mismo: es el más puro solipsismo. ...si [Mach] no admite que el «contenido sensible» sea una realidad objetiva, existente independientemente de nosotros, sólo queda un «yo abstracto desnudo», un yo infaliblemente escrito con mayúscula y cursiva, igual al «piano loco, que se imaginaba que era lo único existente en este mundo». Si el «contenido sensible» de nuestras sensaciones no es el mundo exterior, entonces no existe nada más que este yo desnudo, dedicado a vacías acrobacias «filosóficas».

—  Capítulo 1.1, “Sensaciones y complejos de sensaciones”

Empiriocriticismo es el término para la filosofía rigurosamente positivista y radicalmente empirista establecida por el filósofo alemán Richard Avenarius y desarrollada posteriormente por Mach, Joseph Petzoldt y otros, que afirma que todo lo que podemos conocer son nuestras sensaciones y que el conocimiento debe limitarse a la experiencia pura. [19]

De acuerdo con la filosofía empiriocrítica, Mach se opuso a Boltzmann y a otros que proponían una teoría atómica de la física. Como no se pueden observar directamente cosas tan pequeñas como los átomos y como en aquella época no existía ningún modelo atómico consistente, la hipótesis atómica le parecía infundada a Mach y tal vez no lo suficientemente "económica". Mach ejerció una influencia directa sobre los filósofos del Círculo de Viena y sobre el positivismo lógico en general.

A Mach se le atribuyen varios principios que condensan su ideal de teorización física, denominada «física machista»:

  1. Debería basarse enteramente en fenómenos directamente observables (en línea con sus inclinaciones positivistas) [d]
  2. Debería evitar por completo el espacio y el tiempo absolutos en favor del movimiento relativo [20]
  3. Cualquier fenómeno que parezca atribuible al espacio y al tiempo absolutos (por ejemplo, la inercia y la fuerza centrífuga ) debería verse, en cambio, como si emergiera de la distribución de la materia en el universo. [21]

El último es señalado, particularmente por Einstein, como "el" principio de Mach . Einstein lo citó como uno de los tres principios que sustentan la relatividad general . En 1930, escribió, "está justificado considerar a Mach como el precursor de la teoría general de la relatividad", [22] aunque Mach, antes de su muerte, aparentemente rechazó la teoría de Einstein. [e] Einstein sabía que sus teorías no cumplían todos los principios de Mach, y tampoco lo ha hecho ninguna teoría posterior, a pesar de un esfuerzo considerable.

Constructivismo fenomenológico

Según Alexander Riegler, la obra de Mach fue precursora de la influyente perspectiva conocida como constructivismo . [23] El constructivismo sostiene que todo conocimiento es construido en lugar de recibido por el alumno. Adoptó una posición fenomenológica excepcionalmente no dualista. El fundador del constructivismo radical, Ernst von Glasersfeld , reconoció a Mach como aliado. [ cita requerida ]

Silla giratoria ideada por Mach para investigar la experiencia del movimiento

Por otra parte, también hay razones para considerar a Mach simplemente como un empirista y un precursor de los empiristas lógicos y del Círculo de Viena. Según esta perspectiva, el propósito de la ciencia es detallar las relaciones funcionales entre las observaciones: "El objetivo que se ha fijado (la ciencia física) es la expresión abstracta más simple y económica de los hechos". [c]

Influencia

Friedrich Hayek escribió que, cuando asistió a la Universidad de Viena de 1918 a 1921, "en lo que respecta a la discusión filosófica, ésta giraba esencialmente en torno a las ideas de Mach". [24] La obra de Mach también ha sido citada como una influencia en el Círculo de Viena , siendo descrito como un "precursor importante del positivismo lógico". [25]

El trabajo de Mach fue un "precursor" de la psicología de la Gestalt . [26]

Fisiología

En 1873, de forma independiente, [27] Mach y el fisiólogo y médico Josef Breuer descubrieron cómo funciona el sentido del equilibrio (es decir, la percepción del desequilibrio de la cabeza), rastreando su gestión mediante la información que el cerebro recibe del movimiento de un fluido en los canales semicirculares del oído interno . Que el sentido del equilibrio depende de los tres canales semicirculares fue descubierto en 1870 por el fisiólogo Friedrich Goltz , pero Goltz no descubrió cómo funciona el aparato sensor del equilibrio. Mach ideó una silla giratoria para probar sus teorías, y Floyd Ratliff ha sugerido que este experimento puede haber allanado el camino a la crítica de Mach de una concepción física del espacio y el movimiento absolutos. [28]

Psicología

El contraste exagerado entre los bordes de los tonos de gris ligeramente diferentes aparece tan pronto como se tocan.

En el campo de la percepción sensorial, los psicólogos recuerdan a Mach por la ilusión óptica llamada bandas de Mach . El efecto exagera el contraste entre los bordes de los tonos de gris ligeramente diferentes tan pronto como se tocan, activando la detección de bordes en el sistema visual humano. [7] [29]

Más claramente que nadie antes o después, Mach hizo la distinción entre lo que llamó espacios fisiológicos (específicamente visuales ) y geométricos . [30]

Las opiniones de Mach sobre las estructuras mediadoras inspiraron la posición fuertemente inductiva de BF Skinner , que era paralela a la de Mach en el campo de la psicología. [31]

Epónimos

En homenaje se le dio su nombre a:

Bibliografía

La mecánica , 1904
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  • Mach, Ernst (1900). Principien der Wärmelehre (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth.
  • Mach, Ernst (1901). Die Mechanik in ihrer Entwicklung historisch-kritisch dargestellt (en alemán). Leipzig: FA Brockhaus .
  • Mach, Ernst (1905). Erkenntnis und Irrtum: Skizzen zur Psychologie der Forschung (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth.

Principales obras de Mach en inglés:

  • La ciencia de la mecánica. Traducido por McCormack, Thomas J. (4.ª ed.). Chicago: The Open Court Publishing Co. 1919 [1883].
  • "Photographische Fixirung der durch Projectile in der Luft eingeleiteten Vorgänge". Sitzungsber. Kaiserl. Akád. Wiss., Wien, Math.-Naturwiss. Cl. (en alemán). 95 (Abt.II): 764–780. 1887. Código bibliográfico : 1887AnP...268..277M. doi : 10.1002/andp.18872681008.con Peter Slacher
  • Williams, CW, ed. (1897). "El análisis de las sensaciones". Contribuciones al análisis de las sensaciones (1.ª ed.). Chicago: Open Court Publishing Company.
  • Conferencias científicas populares (1895); 3.ª edición revisada y ampliada (1898)
  • "Espacio y geometría desde el punto de vista de la investigación física". Monist . 14 (1): 1–32. 1903. doi :10.5840/monist190314139. ISSN  0026-9662.con SJB Sugden
  • Historia y origen del principio de conservación de la energía (1911)
  • Los principios de la óptica física (1926)
  • Conocimiento y error (1976)
  • Principios de la teoría del calor (1986)
  • Fundamentos de la teoría de la percepción del movimiento (2001)

Véase también

Referencias

Notas

  1. ^ Sobre esta interdependencia de la física, la fisiología, la historia y la filosofía de la ciencia de Mach, véase Blackmore 1972, Blackmore (ed.) 1992 y Hentschel 1985 contra los esfuerzos de Paul Feyerabend por disociar estas tres vertientes.
  2. ^ Sobre la historiografía de Mach, cf., por ejemplo, Hentschel 1988 sobre su impacto en Viena, véase Stadler et al. (1988) y Blackmore et al. (2001).
  3. ^ ab Se han tomado selecciones de su ensayo The Economical Nature of Physical Inquiry , extractado por Kockelmans y ligeramente corregido por Blackmore. (cita a continuación).
  4. ^ Barbour 2001, p. 220 afirma: "En la visión machista, las propiedades del sistema se agotan en las masas de las partículas y sus separaciones, pero las separaciones son propiedades mutuas. Aparte de las masas, las partículas no tienen atributos que sean exclusivamente suyos. Ellas -en forma de triángulo- son una sola cosa. En la visión newtoniana, las partículas existen en el espacio y tiempo absolutos. Estos elementos externos le otorgan a las partículas atributos -posición, momento, momento angular- negados en la visión machista. Las partículas se convierten en tres cosas. El espacio y el tiempo absolutos son una parte esencial del atomismo".
  5. ^ El prefacio de los Principios de óptica física, publicado póstumamente , rechaza explícitamente las opiniones relativistas de Einstein, pero se ha argumentado que el texto no es auténtico. (Wolters 2012, pp. 39-57)

Citas

  1. ^ Mach 1919, pág. 227.
  2. ^ Blackmore 1972.
  3. ^ Sonnert 2005, pág. 221.
  4. ^ Cohen y Seeger 1975, pág. 158: Y Mach, por convicción personal, era socialista y ateo.
  5. ^ Baatz 1992, págs. 183-199.
  6. ^ Blackmore 1972, p. 293, Capítulo 18 – Mach y el budismo: Mach era lógicamente un budista e ilógicamente un creyente en la ciencia.
  7. ^ abcde Reichenbach, H (enero de 1983). "Contribuciones de Ernst Mach a la mecánica de fluidos". Revista anual de mecánica de fluidos . 15 (1): 1–29. Código Bibliográfico :1983AnRFM..15....1R. doi :10.1146/annurev.fl.15.010183.000245. ISSN  0066-4189 . Consultado el 23 de febrero de 2023 .
  8. ^ Anderson 1998, pág. 65, Capítulo 3.
  9. ^ Gieser, Suzanne (2005). El núcleo más íntimo Psicología de las profundidades y física cuántica: diálogo de Wolfgang Pauli con CG Jung . Springer. pág. 12.
  10. ^ Sugrau 2005.
  11. ^ Johnston, William M. (2023). La mente austríaca: una historia intelectual y social, 1848-1938 . University of California Press. pág. 70.
  12. ^ Blackmore 1972, pág. 186.
  13. ^ Blum, Mark E. (2021). Los austromarxistas 1890-1918: un estudio psicobiográfico . Prensa de la Universidad de Kentucky.
  14. ^ Blackmore, John T. (2023). Ernst Mach: vida, obra e influencia . University of California Press. pág. 223.
  15. ^ Mach y Salcher 1887, págs. 764–780.
  16. ^ Scott 2003.
  17. ^ Steila 2013.
  18. ^ Lenin 1909.
  19. ^ Bunnin y Yu 2008, pág. 405.
  20. ^ Penrose 2016, p. 753: El principio de Mach afirma que la física debe definirse completamente en términos de la relación de un cuerpo con otro, y que la noción misma de un espacio de fondo debe abandonarse.
  21. ^ Mach 1919: El investigador debe sentir la necesidad de conocer las relaciones inmediatas, por ejemplo, de las masas del universo. Ante él se presentará como una visión ideal de los principios de toda la materia, de los cuales resultarán de la misma manera los movimientos acelerados e inerciales.
  22. ^ País 2005, pág. 283.
  23. ^ Riegler 2011, págs. 235-255.
  24. ^ FA von Hayek, "Diskussionsbemergungen über Ernst Mach und das sozialwissenschaftliche Denken in Wien", Simposio (Friburgo, 1967), págs. 41 44
  25. ^ "Ernst Mach". Referencia de Oxford .
  26. ^ Pojman, Paul, "Ernst Mach", The Stanford Encyclopedia of Philosophy (edición de invierno de 2023), Edward N. Zalta y Uri Nodelman (eds.)
  27. ^ Hawkins y Schacht 2005.
  28. ^ Ratliff 1975.
  29. ^ Ratliff 1965.
  30. ^ Sugden y Mach 1903.
  31. ^ Iglesia 1994.

Fuentes

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Lectura adicional

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  • John Blackmore y Klaus Hentschel (eds.): Ernst Mach als Außenseiter . Viena: Braumüller, 1985 (con correspondencia selecta).
  • Blackmore, JT; Itagaki, R.; Tanaka, Satoru, eds. (2001). La Viena de Ernst Mach, 1895-1930: o el fenomenalismo como filosofía de la ciencia. Dordrecht: Springer. ISBN 978-0-7923-7122-9.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki y Setsuko Tanaka (eds.): La ciencia de Ernst Mach . Kanagawa: Prensa de la Universidad de Tokai, 2006.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki y Setsuko Tanaka: La influencia de Ernst Mach se extiende . Bethesda: Sentinel Open Press, 2009.
  • John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki y Setsuko Tanaka: Graz de Ernst Mach (1864-1867), donde se desarrolló gran parte de la ciencia y la filosofía . Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
  • John T. Blackmore: La Praga de Ernst Mach (1867-1895) como aventura humana , Bethesda: Sentinel Open Press, 2010.
  • Everdell, William (1997). Los primeros modernos. Perfiles de los orígenes del pensamiento del siglo XX . University of Chicago Press.
  • Haller, Rudolf; Stadler, Friedrich, eds. (1988). Ernst Mach - Werk und Wirkung (en alemán). Viena: Hoelder-Pichler-Tempsky.
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  • Prosser, V.; Folta, J., eds. (1991), Ernst Mach y el desarrollo de la física – Documentos de conferencias , Praga: Universitas Carolina Pragensis
  • Thiele, Joachim (1978), Wissenschaftliche Kommunikation – Die Korrespondenz Ernst Machs (en alemán), Kastellaun: Hain(con correspondencia selecta).
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Wikiquote tiene citas relacionadas con Ernst Mach .
Wikisource tiene el texto del artículo de la Encyclopædia Britannica de 1911 " Mach, Ernst ".
Wikiquote tiene citas relacionadas con La ciencia de la mecánica .
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