May
08th
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Mach (1838-1916) – La velocità supersonica

Mach evoca quasi sempre il numero associato alla velocità supersonica, ma in realtà la vita di Mach è segnata da una miriade di interessi che hanno inciso in modo più o meno profondamente sulla scienza a noi oggi nota. Filosofia, matematica, fisica, psicologia sono gli ambiti il cui il nostro scienziato ha potuto esprimere il suo potenziale intellettivo lasciando ai posteri ampia materia di discussione ed approfondimento.

Grande esponente di rilievo del movimento empiriocriticista e, insieme, uno dei principali pensatori della cultura tardo-ottocentesca, Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach nacque a Chrlice, nella attuale Repubblica Ceca nel 1838 e morì a Haar, in Germania nel 1916. Fu istruito in casa sino all’età di 14 anni ed a 17 anni fu ammesso all’Università di Vienna dove studiò matematica, fisica e filosofia e ricevette il titolo di dottore in fisica nel 1860. Studiò l’effetto Doppler in ottica e in acustica. Nel 1864 divenne professore di Matematica a Graz e nel 1866 ebbe la cattedra anche di Fisica. In questo periodo s’interesso anche alla fisiologia della percezione. Nel 1867 fu professore di Fisica sperimentale all’università di Praga. Nel 1895 Mach fece ritorno all’Università di Vienna come professore di Filosofia ma fu colpito da un ictus due anni dopo e si ritirò dall’attività di ricerca diretta nel 1901, anno in cui divenne membro del Parlamento austriaco. Continuò a insegnare e a pubblicare per proprio conto fino alla morte. In seguito ad un’accurata indagine sulla conoscenza scientifica, Mach giunge alla conclusione che l’essenza della scienza non è altro che la continuazione e il perfezionamento dell’adattamento biologico all’ambiente: essa è nello stesso tempo “osservazione”, cioè adattamento dei pensieri ai fatti, e “teoria”, vale a dire ricerca di coerenza dei pensieri tra di loro. La sua inclinazione alla filosofia è forte, ma Ernst Mach continua a svolgere senza posa il suo lavoro come fisico. Così, intorno al 1865, porta a conoscenza della comunità scientifica la sua prima scoperta: le bande di Mach, (fenomeno fisiologico che porta l’occhio umano a vedere bande di colore chiaro o scuro attorno ad aree con forte differenza di illuminazione). Poi Mach lascia il suo posto per diventare professore di fisica sperimentale alla Charles University di Praga nel 1867, risiedendo presso questo ateneo per i successivi 28 anni; qui conduce la maggior parte dei suoi esperimenti e ricerche, partendo dagli studi sulla sensazione cinetica (o cinestatica – sensazione di accelerazione che provano gli esseri umani). Tra il 1873 e il 1893 sviluppa tecniche fisiche di misurazione della lunghezza e propagazione d’onda. Nel 1887 stabilisce i principi della supersonica e determina il numero di Mach, ovvero il rapporto tra la velocità di un oggetto e la velocità del suono: il numero di Mach, in fluidodinamica è l’espressione del rapporto tra la velocità di un fluido e la velocità del suono in quel fluido; nel caso di un oggetto in movimento in un fluido, come per esempio un aereo in volo, il numero di Mach è uguale alla velocità dell’oggetto nel fluido in rapporto alla velocità del suono in tale fluido: i numeri di Mach al di sotto dell’unità sono legati ad un flusso subsonico, al di sopra si tratta di flusso supersonico. E’ poco noto che i fluidi inoltre, sono stati classificati come comprimibili o incomprimibili sempre sulla base del numero di Mach. Mach, inoltre, propone il cosiddetto “principio di Mach”: l’inerzia è il risultato dell’interazione tra il corpo ed il resto della materia dell’universo; questo perché, secondo Mach, l’inerzia può essere applicata solo come una funzione di interazione tra un corpo e gli altri corpi dell’universo, anche a distanze enormi (Einstein utilizzerà questo principio come base per la sua teoria della relatività). Nell’esperimentare questi fenomeni, Mach sostiene alla fine che gli oggetti più elementari della scienza sono le sensazioni, alla cui analisi Mach dedica una grande attenzione. Egli rileva che non esiste una differenza qualitativa tra fatti fisici e fatti psichici, bensì soltanto una diversa prospettiva da cui questi vengono considerati (un colore, in riferimento alla fonte luminosa, è un fatto fisico; in riferimento alla modificazione della retina dell’occhio è un fatto psicologico). Pertanto insensata o addirittura mitica (e questo è uno degli aspetti della diretta polemica machiana contro il positivismo) appare a Mach la fede “nel potere magico della scienza“: una fede, appunto, magica (ossia non razionale e non verificabile) nella misura in cui si manifesta come pretesa di “giungere fino al fondo dello sconfinato abisso della natura, nel quale ai nostri sensi non è dato penetrare“. In realtà, là dove i sensi non possono giungere non v’è per Mach, propriamente parlando, nulla. Cioè non sono i corpi che producono le sensazioni, ma al contrario sono i complessi di sensazioni che danno origine ai corpi. La modernità del pensiero machiano sta, tra l’altro, proprio in questa sua concezione di un mondo senza “base”, senza fondamento; cioè un mondo dove semplicemente avvengono certi fenomeni che si tratta di spiegare nel modo più immediato e sobrio possibile, attraverso l’uso di quelle osservazioni empirico-sensoriali e di quelle misurazioni fisico-matematiche che saranno di lì a poco privilegiate dai neo-positivisti del Circolo di Vienna (Nacque nel 1928 “l’associazione Ernst Mach” o meglio il secondo Circolo di Vienna, cui in seguito parteciperanno i filosofi Carnap e Bergmann, il matematico Godel e il giurista Kelsen, se ne distaccò invece il filosofo che in seguito formulerà una sua propria teoria della scienza ovvero Karl Popper). Un altro aspetto del machismo sul quale occorre richiamare l’attenzione è l’efficacia con cui l’autore dell’Analisi delle sensazioni si è saputo sbarazzare di tutta una serie di categorie e principi gnoseologici (la sostanza, l’accidente, le categorie Kantiane) che apparivano non più attuali. Di altre nozioni – lo spazio, il tempo, il movimento – Mach dà una nuova versione in chiave empiristica, che eserciterà una notevole influenza sulla riflessione epistemologica tra Otto e Novecento. In definitiva per Mach, la scienza non è altro che l’integrazione dell’esperienza, che nasce da un’esigenza di carattere economico, utilitaristico. Praticamente si tratta di una visione economica, e quindi non autenticamente conoscitiva, dei concetti e delle leggi scientifiche, da intendere secondo due aspetti: da una parte i concetti e le leggi sono “segni” che classificano i fatti e dall’altra parte la scienza sostituisce all’esperienza reale rappresentazioni o immagini, mediante le quali diventa più agevole maneggiare l’esperienza stessa. Mach rileva tuttavia che noi non riproduciamo mai i fatti nella loro totalità, ma ci limitiamo a quegli aspetti che sono importanti per noi, in relazione a un loro utilizzo in senso pratico. In questa riduzione operata dalla scienza, secondo Mach, sta la grande forza di essa, ma anche il suo lato debole, poiché costringe a sacrificare elementi o aspetti della realtà, secondo le necessità del momento. Invece il lato più psicologico della sua ricerca ribadisce il suo rifiuto di considerare l’io come qualcosa di ‘consistente’, di ‘oggettivo’, di ‘sostanziale’. L’io, per Mach, è solo un complesso di “ricordi, disposizioni, sentimenti“; esso è “così poco persistente in assoluto, come i corpi“. Non può non colpire il fatto che questa radicale demitizzazione dell’io avvenga negli stessi anni in cui tanti esponenti della cultura europea d’avanguardia (da Nietzsche a Freud) andavano anch’essi ‘de-costruendo’ in più modi la soggettività umana. Tra le critiche suscitate dalle dottrine degli empirocraticisti la più famosa è quella delineata da Lenin nel suo noto saggio Materialismo ed empiriocriticismo (1909). E’ interessante che Lenin accusò Mach (e ancor più i suoi seguaci tedeschi e russi) di minare la consistenza della realtà. Le sue principali opere sono La meccanica nel suo sviluppo storico-critico (1883), L’analisi delle sensazioni (1886), Conoscenza ed errore (1905). In suo onore gli è stato dedicato l’omonimo cratere lunare.



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