Ernst Mach

Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach, (d. 18 Şubat 1838, Brünn, Avusturya-Macaristan İmparatorluğu ö. 19 Şubat 1916, Vaterstetten, Bavyera Krallığı), Avusturyalı fizikçi ve felsefeci. Bilim tarihi alanının kurucularından biridir. Ses hızına bağlı olarak hızı tanımlayan Mach sayısı, Ernst Mach'ın adını almıştır.
Fizik problemleri ve çözümlerinin yanı sıra felsefe ve felsefi problemlerle de ilgilendi. Ampirik eleştirinin en etkili temsilcilerinden veya kurucularından biri olarak kabul edilir. Duyusal fizyolojide, insan denge duygusu, uyaran eşikleri ve optik illüzyonlar (Mach çizgileri) üzerine önemli deneyler yaptı. Psikolojide gestalt psikolojisi veya gestalt teorisinin öncülerindendi.
Hayatı
Ernst Mach,1838'de Çekya'nın Brno şehri sınırlarında kalan Chirlitz kasabasında doğan ve Turaş (Tuřany) kasabasında vaftiz edilen Ernst Mach'ın ailesi, Moravya'da yaşayan fakat Almanca konuşan bir azınlığa mensuptu. Annesi Josepha Lanhaus (1813-1869) ve kız kardeşi Octavia da Chirlitz doğumluydular. Babası Johann Mach (1805-1879) evlerde öğretmenlik yapıyordu ve Untersiebenbrunn'da bir çiftlik satın aldıktan sonra, ailenin gelirini çiftçilik yaparak kazanmaya başladı. Baba tarafından diğer atalarının, 1848 yılında gerçekleşen mülkiyet reformuna kadar küçük çiftçi ve dokumacılık yaptıkları tahmin ediliyor. Anne tarafı ise genellikle kilise görevlileri, doktorlar, avukatlar ve memurlardan oluşuyordu.
Ernst Mach'ın ilk eğitimi, esas olarak 15 yaşına kadar ailesinden aldığı derslerden ibaretti. Mach, on yaşına kadar öğretmen olarak sadece babasını gördü. 1848'de bir yıl boyunca Seitenstetten'de gymnasiyuma devam ettikten sonra, yeniden babasının derslerine devam etti ve bir yandan da babasından çiftçilik öğrendi. Bu sırada bir müddet marangoz çıraklığı da yaptı. Asıl niyeti Kuzey Amerika'ya göç etmek amacıyla hazırlık yapmaktı. Ancak bu zanaatı asla uygulamadı. Kendi kendine çalışarak bilimsel bilgi edindi. 1853'te Moravya'ya geri döndü ve Kremsier'de dini bir gymnasiyum olan Piaristler Okulunun 6. sınıfına kaydoldu. Bu okuldan 2 yıl sonra mezun oldu. 1855'ten itibaren Viyana Üniversitesinde matematik ve doğa bilimleri okudu ve 1859/60 eğitim yılında elektrik yükleri ve indüksiyon üzerine başlıklı teziyle felsefe doktoru olarak mezun oldu.
Ailesi
Ernst Mach, 1 Ağustos 1867'de kendisinden yedi yaş küçük olan öksüz Ludovica Marussig ile evlendi. Bu evlilikten 5 çocuk dünyaya geldi: Ludwig Mach (d. 1868, Prag, ö. 1951, Münih yakınlarındaki Vaterstetten, hekim ve fizikçi, babasının asistanı); Caroline Mach (1873-1965), Amerika Birleşik Devletleri'nde oğluyla birlikte yaşadı; Heinrich Mach (1874-1894, kimya okudu); Felix Johann Mach (d. 1879 Prag, ö. 1933, Pietzing, akademik ressam) ve Viktor Mach (d. 1881 Prag, ö. 1940 Kirchseeon, Ebersberg bölgesi, hassas tamirci).
Akademik hayatı
Ernst Mach, 1861'de Viyana Üniversitesi profesörlüğüne hak kazandı. Aynı üniversitede sözleşmeli olarak ders verdi. Ancak doktora danışmanının hastalanması üzerine Viyana'da onun yerinden boşalan kadro için yaptığı başvuru reddedildi. Bunun üzerine Mach, 1864'te Graz Üniversitesinden matematik profesörü olarak bir davet aldı ve bu daveti kabul etti. Bu sırada, Mach'ın ebeveynleri ve kardeşleri Slovenya sınırlarında bulunan, Novo Mesto yakınlarındaki bir köye taşınmışlardı. Babası bu köyde ipek böceği ticareti ile uğraşıyordu ve Mach bu dönemde sık sık ailesinin yanında kaldı. 1867 yazına kadar Graz'da fizik dersleri verdi. 1867/68 kış döneminde Ernst Mach, Prag'daki Karl Ferdinand Üniversitesine atandı ve burada fizik enstitüsünün müdürü oldu. 1872/73'te felsefe fakültesi dekanı ve 1879/80 ve 1883/84'te üniversite rektörü oldu. Ernst Mach'ın rektörlüğünde, üniversitede uygulanan lisan ayrımcılığına son verildi. Mach, Bohemya ve Moravya'da yaşayan ve Almanca konuşan bir azınlığa mensup olmasına rağmen, rektör olarak liberal bir tavır sergiledi. Fizik, bilgi kuramı, duyusal psikoloji ve tarih alanındaki eleştirilerden oluşan en önemli eserlerini Prag'da ortaya koydu. Genellikle modern pozitivizmin kurucularından biri ve ampirik-eleştirinin öncüsü olarak anılan Ernst Mach, 1895'e kadar Prag Üniversitesinde çalıştı.
Çek fizikçi August Seydler (1849-1891) ile uzun süre dostane bir şekilde mektuplaşmayı sürdürdü. Mach'ın politik tutumu, karakteri ve zihniyeti, Viyana Üniversitesinde yeni oluşturulan Felsefe, özellikle tümevarım bilimleri tarihi profesörlüğüne atanmasını birkaç yıl geciktirdi. Mach, bu profesörlüğü 1895'te aldı. 1898'de felç geçirene kadar bu görevde çalıştı ve 1901'de emekli oldu.
Son dönemi
Ernst Mach, 1898 yazında bir felç geçirdi. Bu felç sonrasında, gitgide takatten düştü. 1913'te bir mucit olan en büyük oğlu Ludwig Mach'ın yanına taşındı ve Münih yakınlarındaki Vaterstetten'de yaşamaya başladı. Orada 19 Şubat 1916'da öldü. Ölümü vesilesiyle bir ilan veren Albert Einstein, Mach'ın fizik bilim için önemini şöyle özetledi:"Mach, entelektüel gelişimi açısından, spekülasyonlarının hedefi olarak doğa bilimlerini seçen bir filozof değil, genel ilgi odağından uzakta ayrıntılı soruları keşfetmekten gözle görülür bir şekilde zevk alan, gayretle ilgilenen, gayretli bir doğa bilimcisiydi."
―A. EinsteinErnst Mach'ın cesedi yakıldı. Varislerinin isteği üzerine Ernst Mach'ın külleri, Münih'in kuzey mezarlığındaki toplu bir mezara gömüldü.
Siyasi tutumu
Ernst Mach, son derece liberal ve insancıl bir tutum benimsemişti. Bu tutumunu, rektörlüğü sırasında üniversitenin Çekçe ve Almanca şubesi olarak ikiye bölünmesini ve iki şube arasında ayrımcılığı sona erdirmek amacıyla icra ettikleriyle ortaya koydu. Mach, bu bölünmüşlükten ve ayrımcılıktan memnun olanlar hakkında üzücü bir bağnazlık ve milliyetçilik fikri yoluyla geriye doğru korkunç adımlar nitelendirmesini yaptı. Daha sonra, bir üniversite öğretmeni olarak mensubu olduğu toplumsal sınıfı için alışılmadık bir tavır takınarak sosyal demokrasiye yöneldi. Muhtemelen aileden aldığı eğitim ve edindiği görgü, bu siyasi tavırlarına katkıda bulundu. Mach'ın destekçilerinden bazıları Lenin muhalifleri olduğu için çalışmaları, özellikle de epistemoloji alanındaki çalışmaları, Rusya'da tarafsız bir şekilde karşılanmadı.
Ernst Mach, Avusturya Sosyal Demokratları'nın başkanı Victor Adler ile arkadaştı. 1897'deki Avusturya parlamento seçimlerinin sonucunu "Viyanalılar aptal gibi oy kullandılar. Her yerde rahipler Sosyal Demokratlara karşı kazandı." ifadeleriyle değerlendirdi. Ateizme veya agnostisizme eğilimi olduğu da söyleniyordu.
Bilimsel çalışmaları
1872 gibi erken bir tarihte, Mach, bilimsel anlayışını oluşturan tüm önemli konuları Emeğin Korunması İlkesinin Tarihi ve Kökleri (Die Geschichte und die Wurzel des Satzes von der Erhaltung der Arbeit) başlıklı ilk eserinde ele aldı:
Bilimsel teorilerin önemi ve işlevi
Doğa bilimleri için fizyoloji ve duyusal psikolojinin epistemolojik önemi
Düşünce ekonomisinin ilkesi
Newton mekaniğindeki eksiklikler
Atom teorisinin eleştirisi, klasik nedensellik, fiziksel indirgemecilik, özellikle mekanikleşme
Materyalizmin eleştirisi
"Metafizik spekülasyonların" eleştirisi
Tarihsel analiz yöntemi
Fizik ve duyusal fizyoloji alanlarındaki en önemli çalışmaları da dahil olmak üzere eserlerinin çoğu Prag'da kaldığı süre zarfında yazıldı. Ayrıca orada epistemoloji ve fizik tarihi ile ilgili sorularla ilgilenmeye başladı. Mach'ın önemli araştırma alanları şunlardı:
Doppler etkisi
Mach, çalışmalarının hemen ardından 1860'ta Doppler etkisini deneysel olarak doğruladı ve böylece teorinin doğruluğu konusundaki tartışmayı sona erdirdi. Bu şekilde Mach, Doppler etkisinin ispat edilebilmesi için temelleri attı. Bu bağlamda, spektral analizin kurucularından Gustav Robert Kirchhoff'a yazdığı bir mektupta, sabit yıldızların göreceli hareketinin de spektroskopik olarak belirlenmesi gerektiğini öne sürdü. "Viyana'da bu fikre destek bulmasının imkansız olduğunu düşündüğü için" bu şekilde Kirchhoff'a destek verdi ve ondan da destek bekledi. Ancak bütün bu buluş ve çalışmalar yiyen oldu. Ancak on yıllar sonra Edward Charles Pickering ve Hermann Carl Vogel tarafından uygulanabildi.
"Uçan mermilerle ilgili fenomen üzerinde çalışmak"
Ernst Mach, 1886 yazında Peter Salcher ile birlikte havada ilerleyen merminin önünde sıkıştırdığı basınç yaylarını görünür hale getirmek için August Toepler tarafından geliştirilen ağır çekim fotoğrafçılığını ilk kez kullanmayı başardı. Böylece Mach, hipotezlerini doğrulayamayan balistik uzmanı Louis Melsens'in teorilerini deneysel olarak ispatladı. Daha sonra top kalibreleri ile deneyler yaptı, 18 Ağustos 1888'de Meppen'de Friedrich Krupp AG şirketinin atış poligonunda ve Fiume imparatorluk ve kraliyet denizcilik akademisinde (bugün Rijeka) deneyler yaptı.
Ölçüm sonuçlarını iyileştirmek ve hata payını düşürmek amacıyla, asistanı olarak görev yapan oğlu Ludwig Mach ile birlikte Mach-Zehnder interferometrisini geliştirdi. Bu şekilde elde edilen verilerden Mach, şok dalgasının 50 kata kadar sıkıştırıldığını gösterebildi. Ayrıca merminin önündeki kafa dalgasının yanında merminin arkasında bir kuyruk dalgasının varlığını da kanıtladı.
En geç 1889/90 girişiminin "tersine çevrilmesi" ile i. H. Sabit bir mermiye hava üfleme fikriyle Mach, daha sonra Ludwig Prandtl tarafından geliştirilen gaz dinamiğinin temelini oluşturdu. Bu araştırmanın askeri amaçlarla kullanılabilecek sonuçlarından duyduğu endişeyi de birçok konferansta işaret etmişti.
Newton Mekaniğinin Eleştirisi
Mach, Newton mekaniğinin temellerini pozitivist ve ampirik bakış açısından yoğun bir şekilde sorguladı. Bu sorgulama sonucunda karşılaştığı problemleri Mach prensibi yardımıyla çözmeye çalıştı. Bu faaliyet esnasında aralarında 1912 tarihli ünlü kitabı Mekaniğin Gelişimi de olmak üzere birçok eser ortaya koydu. Ernst Mach o devirde genel kabullerin aksine, mekaniğin evrensel geçerliliğini reddediyordu ve mekanik hareketleri gözlemleyerek somut bir açıklamaya varmaya çalıştı. Mach prensibi eylemsizlik yasasını bu şekilde yeniden formüle etti:"Hareket eden bir K cismini uzaydaki (bir koordinat sisteminde) hareketine atıfta bulunmak yerine, doğrudan bu koordinat sisteminin belirlediği uzayın cisimlere olan davranışına bakmak istiyoruz. Diğer sabit cisimlere göre sabit bir yöne, sabit bir hızla hareket eden ve birbirinden çok uzak iki isim arasındaki mesafe, zamanla doğru orantılı olarak artmaktadır.[...] Az önce yapılan değerlendirmeler, eylemsizlik yasasını belirli bir mutlak alanla ilişkilendirmemize gerek olmadığını gösteriyor. Daha ziyade, alışılmış terminolojiye göre, hem birbirlerine kuvvet uygulayan kitlelerin hem de hiç uygulamayanların, birbirleriyle oldukça benzer hızlanma ilişkileri içinde olduklarını ve her kitlenin bir diğeriyle ilişkili olduğunu kabul ediyoruz.[...] Ayrıca astronomik gözlemlerin başlangıçta yalnızca çok göze çarpmayan düzeltmeler gerektireceğini beklesem de, Newton'un eylemsizlik yasasının, biz insanlar için yalnızca uzamsal ve zamansal önemi olmasının mümkün olduğunu düşünüyorum."Mach'ın açıklamaları, onun genel görelilik kuramlarının öncüsü olarak görülmesine yol açtı. 1872'de bir cismin hareketsiz olduğunun ancak evrende ivmeyi ölçmek için referans olabilecek başka kütleler varsa belirlenebileceğini keşfetti. (Bkz: Mach prensibi) Albert Einstein da başlangıçta kendisini Mach'ın öğrencilerinden biri olarak nitelendirmişti, ancak zamanla Mach'ın felsefi görüşlerinden uzaklaştığı görüldü. Mach, her zaman yeni araştırma yöntemleri geliştirmeyi hedefledi.
Algı ve felsefe
Mach, bir Aydınlanma taraftarı ve her türlü metafizik olguya muhalif bir bilim insanı olarak, düşüncenin de ekonomik kullanılması gerektiğini savundu. Bu şekilde en büyük kavramsal ve spekülatif ekonominin düşünce ekonomisi olduğunu söyledi. Doğadan edindiğimiz bilgilerin kaynağı, doğrudan insan duyuları ya da ölçüm araçlarıyla edindiğimiz deneyime dayanır. Ernst Mach, bu nedenle bir ampirist olarak kabul edilmelidir. Mach, pozitivizmin bir temsilcisi olarak da görülüyor. Mach için pozitivizmin temeli şu hususlara dayanmaktadır:
İnsanın bilgisinin tüm kaynağı verilendir.
Verilen ise duyularla algılanabilenlerin çeşitliliğidir.
Duyularla algılanabilenlerin dışındaki, dünyayı oluşturan her şey verilmemiş kapsamına girer.
Ben ile dünya arasındaki ayrım temelsizdir.
Duyularla algılanamayan gerçeklikler hakkındaki metafiziksel bilgi de yok hükmündedir.
Mach, insanoğlunun her zaman kendisi için en ekonomik olacak algılama yöntemini tercih ettiğine dair teziyle psikolojide de adından söz ettirdi."İnsanoğlunun eylemlerin bütün gayesi, kendini koruma arzusundan ibarettir. Eğitim ile ortaya çıkan entelektüel fiiller, doğuştan gelen içgüdülerin ve reflekslerin yerini alır. Böylece daha ilkel canlıların var olması mümkün hale gelir."Bilim felsefesinde bilim dallarını, dünyayı ve insanların dünyayı algılamalarını olabildiğince basit ve tarafsız bir şekilde tanımlamanın bir yöntemi olarak tarif etti. Bilimin temel hedefinin mutlak bir indirgemecilik olması gerektiğini savundu. Buna anlayışa bağlı olarak, fizik ve psikolojiyi dünyayı algılayabilme ve anlayabilmenin temel bilgileri olarak kabul etti. Fizik kuramları, tıpkı psikoloji kuramları gibi, sadece matematik kullanılarak doğanın tarif edilmesinden ibarettir. Kuramların doğruluğu hakkındaki tartışmalar, bu nedenle lüzumsuzdur. Önemli olan faydadır. Gerçek aslında evrim yasaları sonucunda ortaya çıkan geçici bir tartışma-gerçeği olarak var olabilir: en güçlü, yani en ekonomik ve ampirik olarak en açık fikir hayatta kalır.
Bilim felsefesi alanındaki çalışmaları
1895-1901 arasında Mach Viyana Üniversitesinde Endüktif Bilim Tarihi ve Felsefesi için yeni bir konum oluşturdu. Bu konumun tarihsel-felsefe çalışmalarında, Mach 19. Ve 20. yüzyıllarda etkili olmuş bir bilim nedensellik felsefesi getirmiştir. Mach karmaşık bilgileri anlaşabilir kılmak amacıyla oluşturulan bireysel olay özetlerini, bilimsel yasa olarak gördü. Ancak daha sonra duyusal görünüşü açıklamak için daha kullanılabilir bir yol olan matematiksel fonksiyonları vurguladı.
Fizik bilimi için kendisine belirlediği hedef, gerçeklerin basit ve özet halinin ifade şekliydi. Dünyanın küçük bir parçası olan, yorulması hiçbir zaman beklenilmeyen ve sınırlı bir gücü olan akıl, kendi içerisindeki zengin yaşamı yansıtma eğiliminde olduğu zaman, ekonomik olarak devamlılığını sağlamak için bütün nedenlere sahiptir.
Gerçekte, kanun, gerçeği olduğundan daha az içerir, çünkü kanun, tamamen gerçek olarak hazırlanmaz ama sadece bizim için önemli olan etkilere göre hazırlanır, geri kalanı bilinçli olarak ya da zorunluluktan göz önünde bulundurulmuştur.
Mantıklı olarak vücudu, içinde dolaştığı değiştirilebilir çevreden ayırmak, yapmak istediğimiz düşüncelerimizi etkileyen ve diğer tüm duyu akışlarından daha büyük bir kararlılığa sahip olan duyu gruplarını kurtarıp serbest bırakmaktır. Nasıl bulacağımızı bilmediğimiz durumların etkilerini hazırlama önceliğini doğaya bağışladığımızı farz edelim. Doğa sadece bir kere var olur. Bizim sistematik zihinsel taklit durumlarımız gibi üretir.
Mach'ın pozitivizmi aynı zamanda Alexander Bogdanov (1873-1928) gibi birçok Rus Marksisti etkilemiştir. 1908 yılında. Lenin Mach'çılık ve Rus Mach'çılarını eleştiren Materyalizm ve Ampiryokritisizm (1909 da yayınlandı) adında bir çalışma yazdı.
Mach, bu felsefeye göre, Ludwig Boltzmann ve atomik fizik teorisini öneren diğer bilim insanlarına karşı çıktı. Çünkü kimse atomlar kadar küçük şeyleri doğrudan gözlemleyemezdi ve o dönemde hiçbir atom modeli tutarlı değildi. Atomik hipotezi Mach'a sağlam bir temele dayanmayan bir hipotez gibi görünüyordu. Belki de yeterince ekonomik değil diye görünüyordu. Mach'ın Viyanadaki filozoflar ve mantıksal pozitivizm okulu üzerinde doğrudan etkisi vardır.
Mach, fiziksel kuramlaştırma idealini takdir eden birçok ve şimdi Machian fiziği diye adlandıran ilke öne sürdü.
Tamamen gözlemlenebilir olguya dayalı olmalıdır.
Göreceli hareketin lehine, mutlak uzay ve zamandan kaçınılmalıdır.
Mutlak uzay zamana uygulanabilecek gibi görünen görüngülerin yerine, evrendeki madde dağıtılışının büyük ölçekte anlaşılması gerekir.
Sonunda Einstein Mach ilkesini tanıdı ve genel görelilik teorisinin temelini oluşturan 3 ilkeden biri olduğunu söyledi.1930da genel görelilik teorisinin öncüsü olarak gördüğünü ve onu dikkate almamakla hata yapmadığını belirtti.
Katkıları ve tesirleri
Ernst Mach'ın yirminci yüzyıl başlarında popüler olan ve sıklıkla tartışılan fikirleri, farklı çevrelerde ele alındı. Örneğin Max Planck, kendi evrim teorisini Ernst Mach'ın kanıtladığı bilimsel gerçekler sonrasında metafizik spekülasyon olarak eleştirdi.
Mach'ın fikirleri Vladimir Lenin gibi Marksistler tarafından da incelendi. Lenin, Materyalizm ve Deneyimsel Eleştiri başlıklı çalışmasında, Mach'ın felsefi fikirlerini ele aldı ve Mach'ın teorisinin solipsist çıkarımlarda bulundu.
Lenin'in eseri, Mach'ın fikirlerini incelediği gibi, Alexander Bogdanov, Pavel Yuşkeviç, Vladimir Basarov ve Nikolai Walentinov'un yanı sıra, Lenin'e göre eserlerinde diyalektik materyalizmi dengeleyecek rafine bir idealizmi tarif etmeye çalışan Richard Avenarius tarafından da değerlendirildi. Lenin çalışmasında, Avenarius ve Mach'ın revizyonist fikirlerinden farklı olarak şu sonuçlara varır:
"Marksizmin her zamankinden daha rafine bir şekilde tahrif edilmesi, materyalizm karşıtı doktrinlerin giderek daha rafine bir şekilde Marksizm'e isnat edilmesi - işte bu, hem siyasi ekonomide, hem taktik ile ilgili sorunlarda, hem de genel olarak felsefede modern revizyonizmin yapısını tarif ediyor."
"Tüm Mach ve Avenarius ekolü, idealizme doğru ilerliyor."
"Bizim Machistlerimizin hepsi idealizme saplanıp kaldılar."
"Deneyciliğin epistemolojik skolastisizminin temelinde, felsefeye tarafgirliğin, hizipçiliğin bulaşmış olmasını görmemek mümkün değil. Bu tarafgirlik ve hizipçilik, modern toplumda düşman toplumsal sınıfların eğilimlerini ve ideolojisini net bir şekilde ortaya koyuyor."
Ernst Mach, Die meckanik in ihrer Entwicklung, Leipzig, 1883.
Ernst Mach, Beitraege zur Analyse der Empfindungen, 1886.
Ernst Mach, Erkenntnis und Irrtum, 1905. (in Turkisch 1935)
Lenin, Materyalizm ve Ampiriokritisizmde Mach ve onun Rusyadaki takipçilerini eleştirmiştir.
John T. Blackmore, "Ernst Mach - His Life, Work, an Influence", Berkeley and Los Angeles, 1972
John Blackmore (ed.), ."Ernst Mach - A Deeper Look", Dordrecht, 1992.
J. Blackmore, R. Itagaki and S. Tanaka (eds.): "Ernst Mach's Vienna - 1895-1930", Dordrecht, 2001
John T. Blackmore, Ryoichi Itagaki and Setsuko Tanaka (eds.):" Ernst Mach's Science", Tokai University Press, Kanagawa, 2006
Erik C. Banks, "Ernst Mach's World Elements", Kluwer (now Springer), Dordrecht, 2003.
John Blackmore und Klaus Hentschel (Hrsg.)" Ernst Mach als Aussenseiter", [Korrespondenz], Braumüller, 1985.
Rudolf Haller & Friedrich Stadler (Hrsg., "Ernst Mach - Werk und Wirkung", Hoelder-Pichler-Tempsky, Wien, 1988.)
D. Hoffmann und H. Laitko (Hrsg.), Ernst Mach -Studien und Dokumente..., Berlin, 1991.
V. Prosser and J. Folta (eds.), "Ernst Mach and the development of Physics - Conference Papers", Prague, 1991.
Joachim Thiele (Hrsg.), "Wissenschaftliche Kommunikation - Die Korrespondenz Ernst Machs", Kastellaun, 1978.