ארנסט מאך

ביוגרפיה

מאך נולד ב-Chrlice (כיום בצ'כיה) וחונך בביתו עד גיל 14. הוא למד במשך תקופה קצרה בגימנסיה לפני שנרשם לאוניברסיטת וינה בהיותו בן 17 בלבד. שם למד מתמטיקה, פיזיקה ופילוסופיה והשלים דוקטורט בפיזיקה ב-1860.
מחקריו המוקדמים עסקו באפקט דופלר, בייחוד בתחומי האופטיקה והאקוסטיקה. ב-1864 התמנה לפרופסור למתמטיקה בגראץ, וב-1866 מונה גם לפרופסור לפיזיקה. במהלך תקופה זו התעניין מאך גם בפיזיולוגיה של התפישה החושית, וזאת במסגרת התעניינותו בפילוסופיה של עמנואל קאנט, שקבע שהאדם מעצב את ניסיונו (התופעות הנצפות על ידו) באמצעות הסינתטי אפריורי (מעין חוקי בנייה) הגלום בתוכו. ב-1867 התמנה מאך לראש הקתדרה לפיזיקה ניסויית באוניברסיטת קארל בפראג.
מאוחר יותר חזר מאך לאוניברסיטת וינה, שם התמנה לפרופסור לפילוסופיה אינדוקטיבית ב-1885. שנתיים לאחר מכן הוא לקה בשבץ וב-1901 פרש ממחקר פעיל כאשר מונה כחבר פרלמנט בפרלמנט האוסטרי. על אף שפרש מהוראה ומחקר, המשיך מאך להרצות בפני הציבור הרחב.
מאך הלך לעולמו ב-19 בפברואר 1916 בהאאר (Haar) שבגרמניה.

פיזיקה

מאך התמחה בעיקר באופטיקה וגלים ורוב לימודיו בתחום הפיזיקה הניסויית הוקדשו לחקר תופעות ההתאבכות, העקיפה, הקיטוב והשבירה של אור בתווכים שונים, תחת השפעת חיצוניות. בעקבות מחקרים אלה החל מאך לחקור גם את נושא המהירות העל-קולית. בשנת 1877 פרסם מאמר בנושא ובו תיאר בצורה נכונה מה יתרחש בזמן תנועה במהירות על-קולית של קליע. בין השאר הסיק ואחר אישר ניסיונית את קיומו של גל הלם בצורת חרוט, שהקליע בראשו.
היחס בין מהירות התנועה של גוף למהירות הקול נקרא מספר מאך על שמו. למספר זה תפקיד חשוב באווירודינמיקה ובהידרודינמיקה.
למאך הייתה תרומה חשובה גם לקוסמולוגיה הנקראת "עקרון מאך". עקרון מאך קובע כי "האינרציה של כל מערכת היא התוצאה של האינטראקציה שלה עם שאר היקום. במילים אחרות, כל חלקיק ביקום משפיע בסופו של דבר על כל חלקיק אחר."
לעיקרון זה הייתה השפעה חזקה מאוד על התפתחות תורת היחסות של איינשטיין, והוא שימש כנשקו העיקרי של מאך להתמודד עם טיעון הדלי של ניוטון בזכות תנועה מוחלטת.

תפישה חושית

מאך חקר קצת גם בנושאי התפישה החושית ומגבלותיה. בתחום הוא ידוע בזכות האשליה האופטית הידועה כ"רצועת מאך" (Mach band).

הפירוש האקטואליסטי

הפילוסוף הישראלי זאב בכלר מבחין בין פילוסופיות אקטואליסטיות, המתמקדות במה שקיים בעולם עצמו בלבד, לבין פילוסופיות פוטנציאליסטיות, העוסקות בכל מה שיכול להתקיים בתודעה האנושית (חלוקה זו תואמת פחות או יותר את החלוקה המוכרת בין אמפיריציזם לרציונליזם). בפרט, אצל בכלר הפוזיטיביזם הלוגי, שמאך היה ממבשריו, הוא פילוסופיה אקטואליסטית.
מאך הרבה להדגיש שחוקי המדע הן הכללות שבנתה האנושות והם בעצם אינם קיימים בטבע עצמו. בטבע קיים רק המקרה הפרטי, כלומר: תנועתם של הגופים ותו לאו. תוצאה פרטית אך חשובה של עיקרון זה היא, כפי שטען גם דייוויד יום כשדן בבעיית האינדוקציה, שסיבה ותוצאה אינן קיימות בטבע אלא הן הכללה או חוק הנמצא בתודעה האנושית בלבד.
בדברנו על סיבה ותוצאה אנו מדגישים באופן שרירותי את הפרטים שצריך לשים לב לקישורם כדי לשחזר עובדה בדרך שחשובה לנו. אין סיבה ואין תוצאה בטבע; לטבע יש רק קיום פרטי. הטבע פשוט ישנו.
— מדע המכניקה, 580. התרגום מובא מ"שלוש מהפכות קופרניקניות" של זאב בכלר
לכן, חוקי המדע הם רק ביטוי לאופן שבו תודעת האדם מארגנת את העובדות ולא העובדות עצמן.
בנוסף, מאך מפריד בין מושגים תאורטיים למושגים תצפיתיים. לשיטתו מושגים כמו מסה, אטום וכוח הם רק פיקציות תאורטיות שאין להן "שום ממשות מעבר למחשבה ובנפרד ממנה" (שם, 660). הבחנה זו היא אבן יסוד של הפוזיטיביזם הלוגי.
בפרט, האדם רואה רק תנועה יחסית ולכן היא הדבר היחידי שקיים בטבע ואין משמעות לקיומה של תנועה מוחלטת. מאך הוסיף מסקנה חריפה יותר להצהרה זאת: תנועה (יחסית) יכולה להיות נצפית (להיות נתפשת) רק ביחס לעצם ממשי וחומרי. כלומר, לא ניתן עוד לבחור מערכות ייחוס מופשטות שאותן אנו מדמיינים על המרחב, אלא אם נעגן אותן (נבחר את ראשיתן) בעצם ממשי חומרי (כגון כוכב בשמיים או עץ ליד הכביש). מאך המשיך והעז וקבע שהתנועה היחסית אינה נמדדת ביחס לעצם החומרי אלא גם נקבעת על ידו (במעין סיבתיות לוגית). כלומר: אם נסיר את עצמי הייחוס, ייתכן שהגוף ינוע בצורה שונה מבחינתנו.

השפעה

למאך הייתה השפעה ישירה על הפילוסופים של החוג הווינאי ועל אסכולת הפוזיטיביזם הלוגי. רוב רעיונותיו הבסיסיים היו ניסוח מחדש, בצורה פשוטה ופופולרית, של הרעיונות העיקריים בתורת ההכרה של עמנואל קאנט ובהכרזה שהמציאות כשלעצמה אינה נתונה לנו ישירות אלא רק תחושותינו - ולכן הם הדבר היחידי שאקטואלי מבחינתנו. מאך ניסח זאת בצורה חריפה וטען כי
גופים אינם גורמים לתחושות, אלא להפך, ציבורי התחושות הם שיוצרים גופים
— "ניתוח החושים" של מאך, 29. תרגום: שם
אלברט איינשטיין הושפע ישירות מהגותו וציין אותו כנביא שהקדים לחזות את תורת היחסות.