互動百科：恩斯特·馬赫

馬赫[奧地利物理學家、生物學家]恩斯特·馬赫—是奧地利的力學家、物理學家、心理學家、哲學家。早年在維也納大學就讀，1860年在那裡獲得博士學位。1866年任該校教授，以後到布拉格大學任教，於1895年又回到維也納。基本信息中文名：馬赫 英文名：Ernst Mach別名：恩斯特·馬赫 籍貫：奇爾利茨國籍：奧地利 去世日期：1916年2月19日職業：物理學家生物學家、心理學家哲學家 畢業院校：1860年畢業於維也納大學代表作品：《力學及其發展的批判歷史概論》、《大學生物理學教程》（1891）和《中學生低年級自然科學課本》（1886） 目錄1人物簡介2學術貢獻3研究項目馬赫數機體性能－飛行馬赫帶4哲學上的建樹唯心主義5生平6參考文獻◎人物簡介/馬赫[奧地利物理學家、生物學家]恩斯特·馬赫（Ernst Mach,1838～1916）是奧地利的力學家、物理學家、心理學家、哲學家。早年在維也納大學就讀，1860年在那裡獲得博士學位。1866年任該校教授，以後到布拉格大學任教，於1895年又回到維也納。經驗批判主義的創始人之一；馬赫數、馬赫帶也是其研究成果。[1]◎學術貢獻/馬赫[奧地利物理學家、生物學家]1881年—馬赫在巴黎國際展覽會上，聽到了一個比利時的炮師的報告。這個報告討論了從炮口噴出的壓縮空氣的破壞作用，並且認為炮彈攜帶的壓縮空氣超前於炮彈又引起像爆炸一樣的機械破壞效應。這個問題引起了馬赫的興趣，1885年他發表了一篇文章公布了1884年拍攝的4種不同波（飛彈波、聲波、火花波、拋體激波）的照片，在這篇文章中，他引進了流速與聲速之比的參量，這就是後人稱為的馬赫數。馬赫早期曾用紋影技術研究拋射體的飛行，他1887年寫的幾篇文章解決了：以聲速傳播的球面波問題，引進了馬赫波的概念。他的結論是：錐面母線與物體方向所成的角度與，的關係是，這個數就是馬赫數。馬赫是最早系統得研究力學史的學者，他的《力學史評》是對到他那時為止的力學史的總結。其中的一些論述對牛頓的絕對時空觀念給以批評，對後來發展相對論力學具有啟迪作用。馬赫一生主要致力於實驗物理學和哲學的研究。發表過100多篇關於力學、聲學和光學的研究論文和報告。他研究物體在氣體中高速運動時，發現了激波。確定了以物速與聲速的比值（即馬赫數）為標準，來描述物體的超聲速運動。馬赫效應、馬赫波、馬赫角等這些以馬赫命名的術語，在空氣動力學中廣泛使用，這是馬赫在力學上的歷史性貢獻。他首先用儀器演示聲學多普勒效應，提出過n維原子理論等。馬赫是一位具有批判精神的理論物理學家。他通過對科學的歷史考察和科學方法論的分析，寫過幾本富有濃厚認識論色彩和歷了史觀點的著作，其中以1883年《力學及其發展的批判歷史概論》（簡稱《力學史評》）這部著作影響最大，對物理學的發展產生了深刻的影響。他在書中對牛頓的絕對時間、絕對空間的批判以及對慣性的理解，對愛因斯坦建立廣義相對論起過積極的作用，成為後者寫出引力場方程的依據。後來愛因斯坦把他的這一思想稱為馬赫原理。馬赫的科學認識論曾在自然科學家中產生過強烈的反響，受其影響的科學家最著名的是愛因斯坦和布里奇曼以及量子力學哥本哈根學派的一些物理學家。馬赫還寫過再版20次使用40年的《大學生物理學教程》（1891）和《中學生低年級自然科學課本》（1886），是有名的物理學教育家。[2]◎研究項目/馬赫[奧地利物理學家、生物學家]馬赫數馬赫數以奧地利物理學家馬赫（1836～1916）為名，定義為物體速度與音速之比值，即音速之倍數。其中又有細分多種馬赫數，如飛行器在空中飛行使用的飛行馬赫數、氣流速度之氣流馬赫數、複雜流場中某點流速之局部馬赫數等等。由於馬赫數是速度與音速之比值，而音速在不同高度、溫度等狀態下又有不同數值，因此無法將「M2.8」之數值換算為 ？？km/hr 或 ？？mph 等單位，馬赫數也無法作為速度單位來使用。馬赫數最大的作用，是用來區隔現在速度為未達音速0.8倍之次音速、音速0.8～1.2倍上下之穿音速、音速1.2～5倍之超音速、超過音速五倍以上之高超音速。在考慮空氣壓縮性影響時（一般在Ma0.3以上），經常使用馬赫數作為速度單位；不考慮壓縮性影響，則應該使用km/h、mph、m/s等單位。飛行器速度在Ma0.3以下可以認為是低速（可以不考慮空氣壓縮性影響）；速度在Ma0.8以下的為亞音速；在Ma0.8～1.2上下為的跨音速；Ma1.2～5 的為超音速、Ma5.0以上的為高超音速。一般民用飛機飛行速度多為亞音速或高亞音速，軍用戰鬥機可以達到Ma3.0或更高，美國最新高超音速飛機已達到Ma7.0，太空梭再入大氣層可以達到Ma25以上。機體性能－飛行在機械設定中有關各ＶＦ飛行性能部分，包含對流層至平流層底之一般飛行速度，以及平流層頂至中氣層以上之高高度飛行速度。使用之馬赫數並不使用該高度狀態下之音速，而統一以海平面標準狀況下之音速作為對照標準做換算。至於機上之空速馬赫表則利用溫溼度等資料計算飛行環境之馬赫數。海平面之音速為 340 m/sec＝20.4 km/min＝1224 km/hr。故以 VF-17 為例，其高高度最大速度為 M 2.1＋，換算至海平面音速等於 714M/sec，約為每秒700米以上。馬赫帶馬赫帶（Mach band）馬赫帶是馬赫發現的一種明度對比現象。它是一種主觀的邊緣對比效應。當觀察兩塊亮度不同的區域時，邊界處亮度對比加強，使輪廓表現得特別明顯。例如，將一個星形白紙片貼在一個較大的黑色圓盤上，再將圓盤放在色輪上，再將圓盤放在色輪上快速旋轉。可看到一個全黑的外圈和一個全白的內圈，以及一個由星形各角所形成的不同明度灰色漸變的中間地段。而且還可看到，在圓盤黑圈的內邊界上，有一個窄而特別黑的環。由於不同區域的亮度的相互作用而產生明暗邊界處的對比，使我們更好地形成輪廓知覺。這種在圖形輪廓部分發生的主觀明度對比加強的現象，稱為邊緣對比效應。邊緣對比效應總是發生在亮度變化最大的邊界區域。我們可以用側抑制來解釋馬赫帶的產生。側抑制是指相鄰的感受器之間能夠互相抑制的現象。由於相鄰細胞間存在側抑制的現象，來自暗明交界處亮區一側的抑制大於來自暗區一側的抑制，因而使暗區的邊界顯得更暗；同樣，來自暗明交界處暗區一側的抑制小於亮區一側的抑制，因而使亮區的邊界顯得更亮。◎哲學上的建樹/馬赫[奧地利物理學家、生物學家]馬赫在哲學上是唯心主義的邏輯實證論者。他否認氣體動理論和原子、分子的真實牲。對此，玻耳茲曼有過尖銳的批評。列寧在《唯物主義與經驗批判主義》一書中，也批判了馬赫的唯心主義觀點。馬赫的哲學屬於人們稱之為經驗論的流派，即他是這樣的思想家，他認為經驗是一切知識的源泉。在這個流派之中，又有這樣一種自奧古斯特·孔德(Auguste Comte)以來就 被人們稱之為實證論的觀點。這種實證論觀點的特徵就是，反對各種形式的形而上學。馬赫和孔德都一致認為，超越經驗的、超越我們知覺以外的知識，設想得到某種所謂存在於經驗彼岸的「物自體」的知識是不可能的。實證論的其他的最基本之點是把經驗和完全的「所與」、也就是和我們意識的內容等同起來，就是說：與作為這種直接經驗的對象，例如，作為呈現於我們頭腦中的感覺、回憶、感情等等同起來。唯心主義從上面所說的來看，好像馬赫的哲學和其他實證論代表的觀點沒有什麼區別，沒有什麼新的東西，因而我們不能稱他的哲學思想為非常獨特的創見。實際上，馬赫觀點的形成並不依賴於也不是繼承了任何以前的思想家，而是通過自我探索而成的。他超出科學家所要求的東西，考慮到上面所指的科學的本質、目的和對象等問題。這一點就帶有獨創的色彩。馬赫的思想發展過程的特點可以用他自己的話來說：「我大約十五歲時，在我父親的圖書館裡，偶然見到康德的《任何一種能夠作為科學出現的未來形而上學導論》，我始終覺得這特別幸運。這本書當時給我留下了強烈的、不可磨滅的印象，這樣的印象是我以後閱讀哲學著作時始終沒有再體驗到的。大約兩、三年後，我忽然感到『物自體』所起的作用是多餘的。一個晴朗的夏季白天，在露天里，我突然覺得世界和我的自我是一個感覺集合體，只是在自我內感覺聯結得更牢固。」( 馬赫不僅排斥形而上學(康德也曾建議這樣做，但他沒能做到)，而且還排斥康德所承認的「物自體」，認為這是形而上學的。在另一個地方，便更明白地描述了他的觀點的形成過程：「在1853年，當我的青年時代，我的樸素的實在論世界觀已經劇烈地為康德的《導言》所動搖。一、二年後，我本能地認識到『物自體』是多餘的幻想，因而我又轉向潛在於康德哲學中的巴克萊觀點。但是巴克萊的唯心論情調是與物理學研究不協調的。這種煩惱，自從知道了赫爾巴特(Herbart)的數學心理學和費希納(Fechner)的心理物理學之後，更加深了；可接受的事物與不可接受的事物的緊密聯繫顯示出來了。康德培育的反形而上學傾向，赫爾巴特和費希納的分析引導我接近休謨的觀點。休謨對我沒有直接的影響，因為我根本不知道他的著作。而與休謨同時代的更年輕的利希騰貝格(Lic htenberg)則對我有所影響。至少他提出的『它思』(Es denkt)故存在的論點給我以很 深的印象。今天我認為反形而上學觀點是一般文化發展的產物。」馬赫是物理學家、生理學家，也是心理學家。他的哲學如他自己所提到的那樣，是從那樣一種願望出發的，即尋找一種原則性的觀點。這種觀點能夠使各種科學研究牢固地穩定下來，不因研究領域的不同而有所改變，例如我們從物理學的研究領域進入生理學和心理學的領域，仍能夠以這種觀點作出發點。馬赫宣稱我們的科學研究僅能以一種獨立的出發點作為基礎，這種出發點是可以在一切科學活動中存在的，這就是感覺世界。但是，按照一般的觀點(即馬赫所提到的樸素的實在論觀點)，感性感覺是在我們之外存在的(超越意識的)物體對我們的自我所起的作用。然而馬赫的意見是，這種觀點不是必要的，反之，這種觀點體現了一種關於事實的、成問題的、多餘的、而且是危險的解釋。因為所有我們對於所謂外在的陳述只能以感覺為根據。因此，按照馬赫的觀點，感覺和感覺的複合能夠是並且必須是關於外在世界的那些陳述的唯一對象，根本不需要假定一種在感覺之後而潛在的、不可知的實在。他就是這樣地把物體自體的存在看作沒有根據的、不需要的假定而拒絕了。一個物體、一個物理對象不是別的，它只不過是一種感覺的複合，一種有不同程度持久性的感覺聯繫，這就是說，它們是由顏色、聲音、熱感、壓力感等構成的。世界除了感覺和它們相互的聯繫之外不存在其他的東西。馬赫喜愛用「要素」這個更中性的詞來替代「感覺」這個詞，因為感覺的概念在馬赫看來正好與遭人唾棄的下述思想聯繫的，即被感知的對象總是通過感知者的行動為某一主體所了解的。但是自我並不是一種具有任何物質性的主體，而僅僅是要素的複合。「有人以為世界是由一種神秘的東西構成的，這些神秘的東西與另一個同等神秘的東西，即自我，相互作用，通過這些作用，產生了所能經驗到的感覺。」(2)「要素構成自我。 自我感覺到的綠色，是說綠色這個要素出現於其他要素(感覺、記憶)構成的某個複合體中。當自我不再感覺綠色，當自我死了的時候，綠色這個要素就不再出現於通常熟悉的聚合體中了。」「自我是挽救不了的。」這句話應當解釋為：自我實際上不能起像人們賦予它在唯心論和實在論的世界觀中所起的那樣一種卓越的作用，它僅僅是在這個世界中呈現的要素之間的許多相似的或者不同形式的聯繫之外的一種要素間的特殊聯繫。對於馬赫的實證論來說，心靈與物體的關係問題，即所謂心物問題，正是自我問題一樣，也是易於解決的。世界是一種龐大的可與堅硬的物質相比擬的要素的網路，它是在一定的位置牢固地聯繫著的。與這些位置相適應的網路構成自我，與別的那些位置相適應的網路構成物體；自我和物體是按照聯繫的特殊式樣來決定的。這並不是說，構成自我的要素不同於構成物體的要素；沒有所謂「物理的」要素和「心理的」要素，而是所有的要素在原則上都是同質的，相對於它們的區別來說是中性的。同樣一個要素有時可以稱之為物理的要素，有時可以稱之為心理的要素，這取決於它們是從哪一種聯繫中被觀察。我們研究我們體驗到的我們身體之外的要素(不同於依存於自我的那種要素，我們就在研究物理學； 但是當我們研究屬於我們身體的同樣一些要素的相依性，或者我們考慮我們狹窄的自我 (如回憶)，那麼我們就是在研究生理學或者心理學。 [3]◎生平/馬赫[奧地利物理學家、生物學家]恩斯特·馬赫（Ernst Mach），1838年～1916年—奧地利，捷克物理學家、哲學家、生物學家，1838年2月18日生於奇爾利茨。父親是家庭教師。童年時代在大自然的魅力下善於用聽覺、觸覺觀察事物的因果關係，初中時，他對教會學校的課程不感興趣而被視為不適宜研究學問、成績不佳的孩子。父親的藏書成了他自學的寶庫。在維也納大學學習數學、物理學和哲學，1860年畢業，並獲博士學位。1864～1867年在格拉茨大學先後任數學教授和實驗物理學教授，1867～1895年在布拉格大學任實驗物理學教授，兩度被選為校長。1901年退休，但仍在家繼續從事科學著述。1916年2月19日在德國-特斯特騰逝世。[4]◎參考文獻/馬赫[奧地利物理學家、生物學家]譯 註：(1)馬赫：《感覺的分析》，洪謙等譯，北京商務印書館，1986年，第23頁。(2)同(1)，第23頁。(3)同(1)，第18頁。原載《自然辯證法通訊》，1988年，第1期，洪謙 譯附圖添加視頻 | 添加圖冊相關影像參考資料[1]^新華網 馬赫帶現象引用日期：2015-02-02[2]^中國價值網 馬赫數引用日期：2015-02-02[3]^人民科技網引用日期：2015-02-02[4]^豆丁網引用日期：2015-02-02
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