馬赫首次嘗試不是在純物理學(xué)領(lǐng)域,而是在與生理學(xué)相關(guān)的物理學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行教學(xué)。由于他隸屬于一所醫(yī)學(xué)院,馬赫為醫(yī)學(xué)生教授物理課程。臨床醫(yī)學(xué)教授對這門課印象深刻,他們甚至提名他擔(dān)任即將成立的薩爾茨堡醫(yī)學(xué)院的自然科學(xué)教授。他拒絕了這一任命,因為這會把他轉(zhuǎn)移到一個沒有發(fā)展前景的從屬職位上。
經(jīng)過一年的教學(xué)經(jīng)驗,馬赫于1863年在維也納出版了一本名為《醫(yī)學(xué)生物理學(xué)綱要》的書[7];這顯然是愛的產(chǎn)物,傳遞了教導(dǎo)的信息。馬赫將這本書獻(xiàn)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(xué)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(yīng)該作為他演講課程的指南或大綱,他給自己設(shè)定了“在盡可能短的時間內(nèi)讓聽眾熟悉最被接受的物理學(xué)概念”的任務(wù)。最后一個似乎與藍(lán)色多瑙河畔小城市的生活節(jié)奏有點(diǎn)陌生,人們通常與之聯(lián)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(yù)示了馬赫后來對“經(jīng)濟(jì)”科學(xué)的強(qiáng)調(diào)。馬赫清楚地認(rèn)識到,“醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)物理困難的原因不是忽視細(xì)節(jié),而是對物理學(xué)的一般概念模式的不熟悉”(第 V 頁)。他解釋說,隨著“現(xiàn)有系統(tǒng)變得越來越不切實際”(p.V),越來越需要打破物理學(xué)的分歧。馬赫后來的論點(diǎn)非常有趣,因為他試圖利用原子理論,或者我們現(xiàn)在所說的分子理論,來發(fā)展一種物理學(xué)的一元論,并用它來解釋生理現(xiàn)象的多樣性。這本書用了相當(dāng)多的篇幅來討論血液循環(huán)、心臟、耳朵和聲音力學(xué)、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(jīng)像一個警告,也許在課程結(jié)束和從中獲得的經(jīng)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(jìn)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(dǎo)致許多結(jié)果,也許在未來會更多。事實上物理學(xué)家馬赫,無論未來對物質(zhì)的哲學(xué)觀點(diǎn)如何,原子理論結(jié)果的翻譯應(yīng)該是可能的,就像我們可以用極坐標(biāo)或平行坐標(biāo)來表示公式一樣“(第六頁)。這無疑是對物質(zhì)本質(zhì)的二元論觀點(diǎn),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(yīng)該“以音樂的方式看待分子事件”,即作為振蕩系統(tǒng)(參考文獻(xiàn) 18,第 51 頁),這是真正預(yù)言公式的另一種觀點(diǎn)。
與當(dāng)時的普通物理教科書相比,《馬赫的概要》在生物物理學(xué)傾向和哲學(xué)目的方面更勝一籌。馬赫沒有對物理裝置進(jìn)行詳細(xì)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(xì)拋光的小鉤子和小螺絲”出現(xiàn)在精美的木刻版畫中。通過-Puy,這些小東西進(jìn)入了許多20世紀(jì)初仍在使用的物理教科書中。
為了與他所陳述的知識目標(biāo)保持一致,馬赫指出(第1頁)當(dāng)時的大多數(shù)生理學(xué)家認(rèn)為“動物的現(xiàn)象與無機(jī)物的現(xiàn)象基本相同;也就是說,生命的現(xiàn)象只能通過物理力量的配合來表現(xiàn)物理學(xué)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(yùn)作的物理力量的總稱。他接著討論了生命力和目的論假設(shè)之間的聯(lián)系。他認(rèn)為,假設(shè)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(jīng)形成,并且只能應(yīng)用于人類生活......木匠從木匠的銀行中得到他的目標(biāo)概念,鐵匠從鐵氈中得到他的目標(biāo)概念。顯然,武斷地將這一概念轉(zhuǎn)移到自然事件上是一種暴力惡作劇”。馬赫經(jīng)常用混合的中文來表達(dá)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(rèn)(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(dāng)時的其他德國生物學(xué)家,也沒有提到法國學(xué)派的實驗生理學(xué)家,例如克勞德·伯納德( ),他的《實驗醫(yī)學(xué)》直到 1865 年才出版;但他明確地將生理學(xué)的科學(xué)研究等同于物理學(xué)的研究。他舉了血液循環(huán)、肌肉運(yùn)動和內(nèi)滲透過程等領(lǐng)域的例子,以說明“深度滲透不是識別新進(jìn)展的必要條件”。他還指出,生理學(xué)不斷“在數(shù)學(xué)的統(tǒng)治下落后”。因為醫(yī)生的知識主要基于生理學(xué),所以對物理學(xué)的理解成為醫(yī)學(xué)研究的一個關(guān)鍵因素。緊隨其后的是概要的結(jié)構(gòu)信息,他承諾將研究原子理論,該理論“可以說構(gòu)成了物理學(xué)的哲學(xué)終點(diǎn)”。在對研究方法的討論中,他還指出(第7頁)評估或消除隨機(jī)結(jié)果概率的影響問題,并認(rèn)為這些問題尤其存在于生物學(xué)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(jié)論。因此,在臨床觀察中強(qiáng)烈推薦使用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計方法,并且?guī)缀踅咏谙嘈潘鼈兛梢杂脕碚仁澜绲臓顟B(tài)。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(diǎn)詼諧的雙關(guān)語。
物理學(xué)家和生物學(xué)家可能有興趣對概要進(jìn)行更詳細(xì)的回顧,我將在另一個時間進(jìn)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(fā)生在演講室里,同時揭示了馬赫對講臺的態(tài)度。有人問聲音能產(chǎn)生多少熱量。在腳注(第 170 頁)中,馬赫說:“當(dāng) Bachr ......斷言聲音不能轉(zhuǎn)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(xué)音樂評論家和音樂史學(xué)家愛德華·漢斯里克( )是理查德·瓦格納( )新音樂風(fēng)格最激烈的反對者,而馬赫的即興創(chuàng)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(yán)肅反思的論壇,這也許可以從他引用威廉·韋伯的電動力學(xué)理論(第 256-257 頁)中得到證明,他在解釋電動力學(xué)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(rèn)為“沒有發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(jié)束。
的副本
恩斯特·馬赫研究所(Ernst Mach )[8]授權(quán)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(dāng)時他的主要講座課程的大多數(shù)參與者都是一年級的醫(yī)學(xué)生。這本書充滿了空白頁,馬赫在上面對文獻(xiàn)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(yī)學(xué)生顯然并不總是欣賞他為他們付出的努力。他經(jīng)常被醫(yī)學(xué)生問到,他們想從他那里得到關(guān)于“醫(yī)生需要多少物理學(xué)”的答案。馬赫的回答是,“醫(yī)生需要的物理學(xué)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(guān)語“need”,意思是“需要”和“使用”。