Ernest Mach

Ernst Mach (né le 18 février 1838 et mort le 19 février 1916) est un physicien autrichien.

Sommaire 1 Biographie 2 Physique 3 Psychologie de la perception 4 Philosophie des sciences 5 Influences et critiques 6 Œuvres 7 Bibliographie 8 Lien externe

Biographie

Ernst Mach est né à Chirlitz-Turas, près de Brno, en République tchèque actuelle. Il est éduqué par son père jusqu'à l'âge de 14 ans, puis suit les cours au Gymnasium (lycée) en 1853 avant d'entrer à l'université de Vienne à 17 ans. Il y étudie les mathématiques, la physique et la philosophie, et soutient une thèse de doctorat en 1860 sur les phénomènes électriques de décharge et d'induction.

Ses premiers travaux portèrent sur l'effet Doppler, l'optique et l'acoustique. Il fut nommé professeur de mathématiques à l'université de Graz en 1864, et professeur de physique à l'école de médecine en 1866. Pendant cette période, Mach s'est intéressé à la physiologie des perceptions sensorielles.

En 1867, il obtient la chaire de physique expérimentale de l'université Charles de Prague. Membre du parti social démocrate, il fait voter par sa section une motion de soutien à la Commune de Paris, à la différence des autres sections.

En 1895, Mach retourne à l'université de Vienne en tant que titulaire de la chaire de philosophie des sciences inductives, nouvellement créée pour lui, et qu'il nomma « Histoire et théorie des sciences inductives ». Deux ans plus tard, il est victime d'une attaque cérébrale mais continue à enseigner. Il prend sa retraite en 1901 et devient membre de la Chambre Haute du parlement autrichien. Il continua néanmoins à publier des ouvrages de physique et de philosophie.

Il meurt le 19 février 1916 à Haar, près de Munich, en Allemagne.

Physique

Cet article de physique fait partie de la série relativité

Avant Einstein

Histoire de la physique

Michelson - Lorentz

Mach - Poincaré - Hilbert

exp:Michelson et Morley - éther

Avec Einstein

Principe de relativité

Principe d'équivalence

c - transformation de Lorentz

espace-temps - E=mc² - temps

exp:pensée?-jumeaux-train

relativité restreinte-générale

controverse historique

En physique des particules

cyclotron

accélérateur de particules

Feynman - EQR

Méta

Formulaire de physique

Tous les articles sur la relativité

La plupart de ses recherches dans le domaine de la physique furent consacrées aux interférences, à la diffraction, la polarisation et la réfraction de la lumière dans différents milieux sous des influences externes.

Ces recherches sont rapidement suivies d'importantes découvertes dans le domaine des vitesses supersoniques. Mach publie un article sur ce sujet en 1877 et décrit correctement les effets des ondes de choc observés lors du déplacement supersonique d'un projectile. Il en déduit l'existence d'une onde de choc en forme de cône dont le sommet se situe sur le projectile, et le confirme expérimentalement. Désormais, on appelle nombre de Mach le rapport v_p / v_s entre la vitesse v_p du projectile et la vitesse v_s du son, qui joue un rôle crucial en aérodynamique et en hydrodynamique.

Psychologie de la perception

Une intense activité expérimentale avec des physiologistes et des médecins, comme Joseph Breuer, le conduit a définir un sixième sens de l'orientation, l'intégration des vecteurs des autres sens sur la motricité de rappel à l'équilibre postural, qui est à l'origine de la redéfinition de la masse par le référentiel d'inertie. C'est ce qu'on appelle le principe de Mach, qui influencera notamment Einstein.

Philosophie des sciences

Mach a développé une philosophie des sciences qui a influencé le XIX^e et le XX^e siècle, et qu'il développe notamment dans son ouvrage intitulé La connaissance et l'erreur. La théorie de la connaissance telle qu'il la conçoit est directement inspirée de l'évolutionnisme de Darwin et Spencer : la science marque selon lui une étape dans la tendance de l'espèce humaine à se conserver, et elle ne vise donc nullement la vérité de façon désintéressée. C'est pourquoi le principe fondamental de l'épistémologie machienne est le principe d'économie de pensée selon lequel la science est « un problème de minimum qui consiste à exposer les faits aussi parfaitement que possible avec la moindre dépense intellectuelle ».

Ce pragmatisme apparaît en particulier dans la conception qu'a le physicien des lois de la nature : dans la lignée de l'empiriocriticisme de Richard Avenarius, dont il est le représentant le plus influent, Mach soutient que les lois scientifiques sont des descriptions abrégées d'événements expérimentaux, élaborées pour permettre la compréhension humaine de données complexes et pour nous permettre de nous orienter au sein des phénomènes.

Les citations ci-dessous sont extraites des écrits de Mach pour illustrer sa philosophie. Ces citations proviennent de son essai La nature économique de la recherche en physique et ont été extraites par Kockelmans.

« L'objectif que [la physique] s'est fixé est l'expression abstraite la plus simple et la plus économique des faits.»

« Quand l'esprit humain, avec son pouvoir limité, tente de reproduire en lui-même la riche vie du monde, dont il est lui-même une petite partie, et dont il ne peut jamais espérer s'extraire, il a toutes les raisons de procéder économiquement.»

« En réalité, une loi contient moins que le fait lui-même, parce qu'elle ne reproduit pas le fait dans son ensemble mais seulement dans son aspect qui est le plus important à nos yeux, le reste étant ignoré intentionnellement ou par nécessité.»

« Quand, par la pensée, nous séparons un objet de l'environnement mouvant dans lequel il évolue, ce que nous faisons en réalité est extirper un ensemble de sensations auxquelles nos pensées sont liées et qui possèdent une stabilité relativement plus élevée que les autres, du flot de toutes nos sensations.»

« Supposons que nous puissions attribuer à la nature la propriété de produire des évènements semblables dans des circonstances semblables; nous ne saurions simplement pas comment trouver ces circonstances semblables. La nature est unique. Ces évènements semblables sont une production de notre schéma mental.»

En accord avec cette philosophie, Mach s'est opposé à Ludwig Boltzmann et à d'autres qui soutenaient la théorie des atomes. Comme les atomes sont trop petits pour être directement observés, et qu'aucun modèle d'atome n'était cohérent à l'époque, Mach estimait l'hypothèse atomique injustifiée : non pas qu'elle fût nécessairement fausse en elle-même, mais parce qu'elle n'était pas assez économique.

La philosophie des sciences de Mach, qui développe l'idée selon laquelle les théories sont des modèles économiques des phénomènes, peut être comparée à la conception des théories scientifiques comme images que développe Heinrich Hertz dans l'introduction de ses Principes de la Mécanique.

Influences et critiques

Le positivisme de Mach a aussi influencé beaucoup de marxistes russes, comme Alexandre Bogdanov, mais surtout les avant-garde artistiques russes, constructivistes et formalistes à l'origine de la linguistique structurale et du langage cinématographique, en référence directe avec les notions de la « physique des sensations » de Mach.

En 1908, Lénine écrivit un travail philosophique : Matérialisme et Empirio-criticisme, dans lequel il critiquait les positions des « machistes russes » étant donné la forte présence de ces positions dans l'intelligentsia révolutionnaire, qui réduit le matérialisme dialectique à la portion congrue. Lénine reprocha ainsi à Mach de cacher un retour à la métaphysique idéaliste sous le masque d'un apparent matérialisme.

Mach a eu après sa mort une influence directe sur la formation du cercle de Vienne, représenté légalement par l'Association Ernst-Mach, et ce malgré l'existence d'un certain nombre de divergences entre les positions des positivistes logiques et celles du physicien. Albert Einstein le désigna comme « un précurseur de la théorie de la relativité ».

Œuvres

• Analyse des sensations, traduit de Die Analyse der Empfindungen und das Verhältnis des Physischen zum Psychischen, (1^re édition 1886, 2^e édition revue et augmentée 1900)
• La connaissance et l'erreur, traduit de Erkenntnis und Irrtum, 1905
• La mécanique. Exposé historique et critique de son développement, traduit de Die Mechanik in ihrer Entwicklung. Historish-kritisch dargestellt, 1883
• Die Principien der Wärmelehre, historisch-kritisch entwickelt, Leipzig, Barth, 2°édition, 1900
• Populär-wissenschaftliche Vorlesungen, 3° édition, Leipzig, Johann Ambrosius Barth, 1903

Bibliographie

• J. Kockelmans. Philosophy of science: the historical background, New York: The Free Press, 1968.
• X. Verley. Mach, un physicien philosophe, Presses universitaires de France, 1998.
• Nikolai Valentinov, Ernst Mach et le Marxisme, Moscou, 1907

Lien externe

• (en) Biographie et référence bibliographiques aux sources numériques dans le projet VLP de l’Institut Max Planck d'histoire des sciences

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