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流体人物专栏

恩斯特·马赫

恩斯特·马赫(Ernst Mach,1838年~1916年),奥地利物理学家、哲学家、心理学家、生物学家,1838年2月18日生于奇尔利茨。马赫在研究气体中物体的高速运动时,发现了激波。马赫确定了以物速与声速的比值(即马赫数)为标准,来描述物体的超音速运动,在力学上做出了历史性贡献。在哲学上,马赫是逻辑实证论者,并提出经验主义。

1838年2月18日,恩斯特·马赫出生在希尔利茨(现属捷克)的外公家,同日在附近图拉斯接受洗礼。马赫热爱大自然,善于观察和思考。2岁的马赫,在草地上奔跑,追逐下山的太阳,纵情享受着大自然的乐趣。4、5岁时,父亲带他到维也纳。在父亲的因势利导下,他7岁就迷恋上科学。并在父亲的引导下做些实验。8岁时,听父亲给别的学生上代数课,他的理解能力竟跟14岁的孩子差不多。

9岁时,马赫被送到僧侣主办的文科中学读书,接受古典的人文教育。但马赫对“敬畏上帝乃是智慧之端”之类的格言毫无兴趣,学习希腊文和拉丁文也有困难,只好在教会学校“没有天赋”的评语下回了家。父亲下决心把儿子培养成人,亲自给他上希腊文、拉丁文、现代语言、历史、几何和其他课程。马赫请父亲允许他去学木匠这门手艺。得到应允后,他便在邻近的一位熟练的木工师傅那里学做细木活,达两年多的时间。他充分享受着双手劳动的愉悦,对这段时光留下了美好的回忆。晚上疲倦时,坐在散发着香味的木堆上,设想未来的机器,如飞机之类的东西,真是心旷神怡。
1853年,15岁的马赫通过入学考试,进入克雷姆锡尔高级文科中学学习。他对宗教祈祷训练反感,而对数学和科学颇感兴趣,对博物学老师尤其称道,对拉马克的进化论和康德—拉普拉斯的宇宙形成学说很有兴趣。
1855年,马赫进入维也纳大学,专修他所喜爱的数学和物理学。聘请家庭教师,学习微积分。1860年,马赫参加了“按照中世纪方式”举行的考试并获得博士学位。在大学教学中,马赫把物理学应用于生理学和心理学研究,为后来提出的哲学观点打下坚实的基础。马赫之所以把这三门学科统一起来,有三方面原因:第一,马赫对费希纳定律的数学形式,即感觉的大小与对它的刺激的对数成正比提出疑问。通过研究,马赫证实:“物理的”刺激和“心理的”反应之间的关系并不是对数的,而只是正比关系,并且它并不服从严格的数学测量。第二,著名物理学家亥姆霍兹和博伊斯—雷蒙在生理学和心理学方面做了许多工作,给马赫的科学研究提供了有利条件。第三,杰出的脑生理学家布吕克的讲演有很大的吸引力和感召力。马赫把他们的精华进一步加以提炼,形成自己的观点,在1862年—1864年间作了一系列讲演,其中有的在一些杂志上发表,有的通过专著出版。
1864年,马赫被任命为数学教授。1864年—1867年间他讲授数学、物理学、生理学和心理学,并在这些学科的交叉领域获得了一些重要研究成果。例如,他曾发现后来被称为马赫带的生理现象,即人的眼睛有一种倾向,一个带有不规则的锥形黑色缺口的白色圆盘,在其旋转时,形成亮带和暗带,而不是想象的那样亮度连续变化。马赫还写了五篇文章,认为这种奇怪的带反映了神经抑制,它不是完全“主观”的印象。
1865年,马赫在费希纳的杂志上撰文证明,经验的整体不只是知觉部分之和。在近、现代心理学的著作中,把马赫列为格式塔心理学或称完形心理学的先驱者之一。
1867年,马赫任布拉格大学物理教授。以后分别担任布拉格大学和德语大学校长。除了行政职务,还在力学、声学、光学、热学、流动力学以及电学等许多方面有重要建树。他提出了超声学原理和后来以他的名字命名的马赫数。马赫数成为流体力学中的一个常用概念,即物体(如飞机)在流体中的运动速度与声音在流体中的速度之比。以M表示,当M=1时,形成冲击波,M>1时是超音速运动,M<1时是亚音速运动。[

 


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