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【物理学的足迹】 1883年 马赫著《力学及其发展的批判历史概论》 精选

已有 7618 次阅读 2016-1-26 15:52 |个人分类:物理学的足迹|系统分类:人物纪事| 量子力学, 相对论, 爱因斯坦, 马赫

 1883     马赫《力学及其发展的批判历史概论》出版


节选自“改变世界的科学”丛书之《物理学的足迹》

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科学无法想像出这样一种原理,它能使一个既没有经验也没有关于这个世界知识的人构造出一个经验世界来。       ——恩斯特•马赫

 

爱因斯坦,百余年来最伟大的物理学家,没有之一,毫无疑问是无数年轻物理学人的重磅偶像。然而,即使像爱因斯坦这样的“超巨星”,在年轻时候也曾拥有他所仰慕的偶像。从1905年创立狭义相对论,到1916年成功建立广义相对论,爱因斯坦花了10年左右时间终于想通如何把宇观尺度的引力和质量等纳入他的新物理框架。当时爱因斯坦怀着无比激动的心情给他的偶像写了一封信(署名“敬仰您的学生”)来分享成功的喜悦,因为他发现的新力学体系遵循的是相对时空观,正是偶像多年来倡导的物理思想。这位“神秘”偶像不仅拥有爱因斯坦这样的重量级粉丝,他的粉丝群里还包括彭加勒、亥姆霍兹、基尔霍夫等电磁学先驱,甚至量子力学奠基群体中海森堡和泡利也表示深受其思想影响。他,就是传说中的诺贝奖得主群体的“思想导师”,现代物理学在哲学层面上的奠基人——奥地利科学家恩斯特•马赫。

提起马赫,很多人都自然想到音速单位,1马赫相当于1126公里/小时,目前世界上最快的飞机速度已经逼近10马赫。这正是为了纪念马赫提出的超声学原理:当物体(如飞机)在流体(如空气)中运动速度大于声音在该流体中的速度时,就会发生冲击波。进入超音速的飞机前端起会产生一股圆锥形的音锥,在旁观者听来有如爆炸一般,称为音爆。马赫效应、马赫波、马赫角等这些以马赫命名的术语,在空气动力学中被广泛使用。声学和流体力学仅仅是马赫微不足道的物理贡献之一,这是一个极其富有思想的物理学家,他从小就思考理学、生理学和心理学之间的共同点。提出视觉效应中的“马赫带”和心理学重要分支之一——格式塔心理学(又称完形心理学)。作为布拉格大学物理教授的马赫,著作的《大学生物理学教程》和《中学生低年级自然科学课本》成为经典之作,一直被使用40余年。


马赫,一个科学思想者,在哲学上是一个唯心主义的逻辑实证论者。尽管他否认气体动理论和原子、分子的真实牲,让玻耳兹曼等物理学家颇有微词,马克思主义者列宁也对他的唯心主义提出了尖锐的批评。但他却是建立现代世界观的核心人物之一,因为他的哲学催生了19世纪后的整个新物理世界。1883年,马赫出版了《力学及其发展的批判历史概论》,之后连续写了《从物理学上考虑的空间和时间》、《从物理探究的观点着空间和几何学》等著作,对牛顿力学中的绝对时空观提出了批判,极力倡导“相对时空观”。年轻的爱因斯坦正是由此受到启发,提出了等效原理和广义协变原理,并以此为基石建立的广义相对论。在那个年代,无数位青年物理学家都拜读了马赫的著作并为其中的思想而痴迷,他们当中许多人后来成为了著名物理学家。1910年到1914年间,洛伦兹和爱因斯坦等多名科学家多次向诺贝尔奖委员会提名马赫,尽管因种种原因马赫并没得到诺贝尔奖,但是,马赫作为启蒙哲学家和自由思想家,不仅对他思想的继承者也为其诸多反对者提供了诸多冲破教条的新启迪。马赫的学说,以各种新的形态深深地影响了欧洲和美国的学者们,直到如今!


【丛书简介】

“改变世界的科学”丛书是针对青少年编著的一套大型科普图书,含数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学、医学、农学、计算机科学等9个分册,以编年体的形式呈现,图文并茂地叙说人类历史上20 000年来最重大的科学发现。本丛书为上海市“十二五”重点图书。

丛书各分册均按照时间顺序来回顾、概括人类的科学活动,以科学发现的历史为主,兼及科学机构的兴衰、科学教育的发展、科学社团的变迁等。丛书通俗易懂,对于青少年了解科学知识、领悟科学方法、弘扬科学精神,乃至对于提高国民的整体科学文化素养,都将起到积极的促进作用。






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