馬赫首次嘗試不是在純物理學領域,而是在與生理學相關的物理學領域進行教學。由于他隸屬于一所醫學院,馬赫為醫學生教授物理課程。臨床醫學教授對這門課印象深刻,他們甚至提名他擔任即將成立的薩爾茨堡醫學院的自然科學教授。他拒絕了這一任命,因為這會把他轉移到一個沒有發展前景的從屬職位上。
經過一年的教學經驗,馬赫于1863年在維也納出版了一本名為《醫學生物理學綱要》的書[7];這顯然是愛的產物,傳遞了教導的信息。馬赫將這本書獻給了埃廷豪威爾森,大約有270頁和225幅插圖,但沒有文件證明這本書得到了奧地利國家科學基金會的支持,也沒有說明這是一個集體項目。在序言中,他解釋說,這本書應該作為他演講課程的指南或大綱,他給自己設定了“在盡可能短的時間內讓聽眾熟悉最被接受的物理學概念”的任務。最后一個似乎與藍色多瑙河畔小城市的生活節奏有點陌生,人們通常與之聯系在一起。這肯定會被接受為馬赫不尋常的、年輕的不耐煩;這也在一定程度上預示了馬赫后來對“經濟”科學的強調。馬赫清楚地認識到,“醫學生學習物理困難的原因不是忽視細節,而是對物理學的一般概念模式的不熟悉”(第 V 頁)。他解釋說,隨著“現有系統變得越來越不切實際”(p.V),越來越需要打破物理學的分歧。馬赫后來的論點非常有趣,因為他試圖利用原子理論,或者我們現在所說的分子理論,來發展一種物理學的一元論,并用它來解釋生理現象的多樣性。這本書用了相當多的篇幅來討論血液循環、心臟、耳朵和聲音力學、動物熱源、動物熱量守恒、光感知和顏色。
這
在概要的序言中對原子假說的陳述已經像一個警告,也許在課程結束和從中獲得的經驗之后插入。馬赫說,原子論只建立簡單的模型,其理論本身需要進一步解釋,而不是“最終和最高”的理論(第VI頁)。“人們也可以把原子理論看作是一個公式,它會導致許多結果,也許在未來會更多。事實上物理學家馬赫,無論未來對物質的哲學觀點如何,原子理論結果的翻譯應該是可能的,就像我們可以用極坐標或平行坐標來表示公式一樣“(第六頁)。這無疑是對物質本質的二元論觀點,必須被看作是馬赫對未來事物的眾多直覺之一。幾年后,馬赫建議人們應該“以音樂的方式看待分子事件”,即作為振蕩系統(參考文獻 18,第 51 頁),這是真正預言公式的另一種觀點。
與當時的普通物理教科書相比,《馬赫的概要》在生物物理學傾向和哲學目的方面更勝一籌。馬赫沒有對物理裝置進行詳細描述,或者正如他在序言(第 VI 頁)中所說,在 Müller- 的普通物理教科書中,或者在 Jain 和 Ganot 的類似法語著作中,“精細拋光的小鉤子和小螺絲”出現在精美的木刻版畫中。通過-Puy,這些小東西進入了許多20世紀初仍在使用的物理教科書中。
為了與他所陳述的知識目標保持一致,馬赫指出(第1頁)當時的大多數生理學家認為“動物的現象與無機物的現象基本相同;也就是說,生命的現象只能通過物理力量的配合來表現物理學家馬赫,所以人們可以拋棄生命力的概念,如果想要保留它,它只是在生物中運作的物理力量的總稱。他接著討論了生命力和目的論假設之間的聯系。他認為,假設生物有目的的活動是錯誤的,“因為目的的概念以個人利益為前提,這種興趣已經形成,并且只能應用于人類生活......木匠從木匠的銀行中得到他的目標概念,鐵匠從鐵氈中得到他的目標概念。顯然,武斷地將這一概念轉移到自然事件上是一種暴力惡作劇”。馬赫經常用混合的中文來表達他的信仰,盡管他從不忽視同時展示任何辯論的另一面。因此,他并不否認(第3頁)目的論立場可以用作研究的工具:“動物在特定條件下存在,因此我們可以問,'是什么安排使動物在某些條件下存在?'"。
令人驚訝的是,馬赫沒有提到布魯克、路德維希或當時的其他德國生物學家,也沒有提到法國學派的實驗生理學家,例如克勞德·伯納德( ),他的《實驗醫學》直到 1865 年才出版;但他明確地將生理學的科學研究等同于物理學的研究。他舉了血液循環、肌肉運動和內滲透過程等領域的例子,以說明“深度滲透不是識別新進展的必要條件”。他還指出,生理學不斷“在數學的統治下落后”。因為醫生的知識主要基于生理學,所以對物理學的理解成為醫學研究的一個關鍵因素。緊隨其后的是概要的結構信息,他承諾將研究原子理論,該理論“可以說構成了物理學的哲學終點”。在對研究方法的討論中,他還指出(第7頁)評估或消除隨機結果概率的影響問題,并認為這些問題尤其存在于生物學觀察中。“決定生命過程的條件很多,我們只能觀察到這些條件的一小部分,我們的力量對它們的影響較小。因此,概率起著很大的作用,我們無法從一次或幾次觀察中得出任何明確的結論。因此,在臨床觀察中強烈推薦使用數學和統計方法,并且幾乎接近于相信它們可以用來拯救世界的狀態。馬赫使用“治愈”這個詞,這也意味著“帶來治愈”。這無疑是一個刻意的、有點詼諧的雙關語。
物理學家和生物學家可能有興趣對概要進行更詳細的回顧,我將在另一個時間進行。[在這里],我將舉一個軼事例子來展示馬赫的幽默感,因為它可以發生在演講室里,同時揭示了馬赫對講臺的態度。有人問聲音能產生多少熱量。在腳注(第 170 頁)中,馬赫說:“當 Bachr ......斷言聲音不能轉化為熱量,因為巴赫的冒險不能使音樂廳升溫,人們也許可以通過聆聽瓦格納的作品來說服自己。在維也納,著名的大學音樂評論家和音樂史學家愛德華·漢斯里克( )是理查德·瓦格納( )新音樂風格最激烈的反對者,而馬赫的即興創作在課堂上一定非常成功,以至于年輕的講師(馬赫)無法抗拒誘惑,以鉛印的方式將其永垂不朽。然而,馬赫也為他的聽眾提供了一個嚴肅反思的論壇,這也許可以從他引用威廉·韋伯的電動力學理論(第 256-257 頁)中得到證明,他在解釋電動力學的相互依存性時引用了該理論,例如電流對電流的依賴性,這取決于速度,馬赫認為“沒有發現兩個物體直接相互作用仍然是一個謎(例如, 通過重力)任何地方”。我們似乎可以在最后的陳述中發現特定問題的潛在來源,其答案以相對論上著名的“馬赫原理”結束。
的副本
恩斯特·馬赫研究所(Ernst Mach )[8]授權給我的提要是馬赫自己使用的禮物副本,他顯然在布拉格使用了很多年,當時他的主要講座課程的大多數參與者都是一年級的醫學生。這本書充滿了空白頁,馬赫在上面對文獻做了許多評論和注釋。然而,馬赫從未嘗試過寫第二版,看起來他的努力沒有得到回報。他的醫學生顯然并不總是欣賞他為他們付出的努力。他經常被醫學生問到,他們想從他那里得到關于“醫生需要多少物理學”的答案。馬赫的回答是,“醫生需要的物理學和他所知道的一樣多。沒有知識,你就不能使用它。德文原版使用雙關語“need”,意思是“需要”和“使用”。