Herkunft und Ausbildung

Ernst Mach, 1838 in Chirlitz bei Brünn geboren und in Turas (Tuřany) getauft, gehörte einer Familie der deutschsprachigen Minderheit in Mähren an. Auch seine Mutter Josepha Lanhaus (1813–1869) und seine Schwester Octavia stammten aus Chirlitz. Sein Vater Johann Mach (1805–1879) war Hauslehrer und verdiente nach dem Erwerb eines Gutshofes in Untersiebenbrunn das Einkommen der Familie als Bauer.^[2] Weitere Vorfahren der väterlichen Linie waren Kleinbauern und Weber, vermutlich bis 1848 in Erbuntertänigkeit. Die Linie der Mutter bestand aus Kirchenbeamten, Ärzten, Anwälten und Offizieren.^[3]

Die Schulbildung von Ernst Mach bestand bis zum 15. Lebensjahr im Wesentlichen aus dem Unterricht durch seine Eltern. In seinen ersten zehn Lebensjahren wurde Mach ausschließlich von seinem Vater unterrichtet. Nachdem er 1848 für ein Jahr das Stiftsgymnasium Seitenstetten besucht hatte, ging er nochmals bei seinem Vater in die Schule, der ihn gleichzeitig in der Landarbeit unterwies. Zu dieser Zeit absolvierte er auch eine Lehre als Kunsttischler.^[4] Dadurch wollte sich Mach auf eine geplante Auswanderung nach Nordamerika vorbereiten. Er übte dieses Handwerk jedoch nie aus. Im Selbststudium eignete er sich naturwissenschaftliche Kenntnisse an.^[2] 1853 ging er zurück nach Mähren und trat in die 6. Klasse des Piaristen-Gymnasiums in Kremsier ein. Dort erlangte er nach zwei Jahren die Matura. Ab 1855 studierte er Mathematik und Naturwissenschaften an der Universität Wien und schloss 1859/60 mit einer Dissertation „Über elektrische Ladungen und Induktion“ bei Andreas von Ettingshausen als Doktor der Philosophie ab.^[3]

Familie

Am 1. August 1867 heiratete Ernst Mach in Graz die sieben Jahre jüngere Vollwaise Ludovica Aloisia Carolina Marussig,^[5] mit der er fünf Kinder hatte:^[6]

• Ludwig Mach (* 1868 in Prag, † 1951 in Vaterstetten bei München, als Dr. med. und Physiker langjähriger Mitarbeiter seines Vaters);
• Caroline Mach (1873–1965), zog zu ihrem Sohn in die USA;
• Heinrich Mach (1874–1894, studierte Chemie);
• Felix Johann Mach (* 1879 in Prag, † 1933 in Pietzing, Landkreis Rosenheim, akademischer Maler) und
• Viktor Mach (* 1881 in Prag, † 1940 in Kirchseeon, Landkreis Ebersberg, Feinmechaniker).

Akademische Laufbahn

1861 habilitierte sich Ernst Mach an der Universität Wien und lehrte dort anschließend als Privatdozent ohne Besoldung.^[3] Als er sich um die Professur seines erkrankten Doktorvaters in Wien bewarb, wurde ihm diese jedoch nicht zugesprochen. Daraufhin nahm Mach 1864 einen Ruf als Mathematikprofessor an der Universität Graz an, während er sich dabei immer wieder am Gutshof der mittlerweile nach Veliki Slatnik bei Novo Mesto in der Unterkrain im heutigen Slowenien gezogenen Eltern aufhielt,^[7] wo sein Vater eine Seidenraupenzucht betrieb.^[8] Er lehrte in Graz bis Sommer 1867; ab 1866 als Ordinarius für Physik.

Zum Wintersemester 1867/68 erreichte Ernst Mach der Ruf der Karl-Ferdinands-Universität in Prag, wo er zugleich auch Direktor des physikalischen Instituts wurde. 1872/73 wurde er Dekan der Philosophischen Fakultät und in den Jahren 1879/80 sowie 1883/84 Rektor der Universität. In diese Zeit fiel die sprachliche Teilung der Karls-Universität Prag (1882), in deren Umfeld Mach eine liberale Haltung einnahm, obwohl er zur deutschsprachigen Minderheit in Böhmen und Mähren gehörte. In Prag entstanden seine klassischen Arbeiten auf dem Gebiet der Physik, der Sinnenpsychologie, der historisch kritischen Arbeiten und die Formulierungen einer Erkenntnislehre. Er wird oft als Mitbegründer des modernen Positivismus und Wegbereiter des Empiriokritizismus bezeichnet. Ernst Mach wirkte bis 1895 an der Universität Prag.^[9][3]

Er pflegte einen freundschaftlichen Briefwechsel mit dem tschechischen Physiker August Seydler (1849–1891). Machs politische Einstellung und charakterliche Mentalität verzögerten seine Berufung an die Universität Wien auf die neugeschaffene Professur für „Philosophie, insbesondere Geschichte der induktiven Wissenschaften“ um einige Jahre. Diese Professur trat Mach 1895 an. Er war dort bis zu seinem Schlaganfall 1898 tätig, 1901 trat er in den Ruhestand.^[9][3]

Politische Einstellung

Wie sich schon in den Auseinandersetzungen um die Teilung der Karls-Universität Prag in einen tschechischen und deutschen Sprachzweig zeigte, hatte Mach von seinem Elternhaus eine tief liberale und dem Humanismus zuneigende Einstellung übernommen. Angesichts dieses Konflikts konstatierte Mach „eine bedauerliche Borniertheit und einen furchtbaren Rückschritt durch die Nationalitätsidee“.^[10] Später wandte er sich, unüblich für seinen Stand als Universitätslehrer, der Sozialdemokratie zu. Möglicherweise hat sein liberal geprägtes Elternhaus dazu beigetragen. Sein Werk wurde, insbesondere die Erkenntnistheorie, in Russland nicht unvoreingenommen rezipiert, weil einige von Machs Anhängern politische Gegner Lenins waren.^[11][12]

Ernst Mach war mit Victor Adler, dem Vorsitzenden der österreichischen Sozialdemokraten, befreundet. Den Ausgang der österreichischen Parlamentswahlen im Jahre 1897 kommentierte er so: „Die Wiener haben wie die Trottel gewählt. Überall haben die Pfaffen gegen die Sozialdemokraten gewonnen.“^[13] Außerdem wurde ihm eine zum Atheismus oder Agnostizismus tendierende Geisteshaltung nachgesagt.

Lebensabend

Nach einem Schlaganfall im Sommer 1898 ließ Machs Kraft allmählich nach.^[14] 1913 zog er zu seinem ältesten Sohn, dem Erfinder Ludwig Mach nach Vaterstetten bei München. Dort starb er am 19. Februar 1916.

In einem Nachruf fasste Albert Einstein 1916 in der Physikalischen Zeitschrift Machs Bedeutung zusammen:^[15]

Die Urne von Ernst Mach wurde auf Wunsch der Hinterbliebenen in einem Sammelgrab auf dem Münchner Nordfriedhof beigesetzt.^[17] In seinem Gedenkstein zwischen den südlichen und nördlichen Arkaden, beim Gräberfeld 94, befindet sich die Asche seines Sohnes Ludwig.^[18]

Dopplereffekt

Direkt nach seinem Studium bestätigte Mach 1860 den Dopplereffekt experimentell^[20] und beendete damit die Debatte um die Richtigkeit der Theorie. Dadurch legte Mach die Grundlagen für den Nachweis des optischen Dopplereffekts.^[21] In diesem Zusammenhang schlug er dem Mitbegründer der Spektralanalyse, Gustav Robert Kirchhoff, brieflich vor, auch die Relativbewegung von Fixsternen spektroskopisch zu bestimmen. Er wandte sich auf diesem Wege an Kirchhoff, weil es ihm unmöglich erschien, für diese Idee „in Wien Unterstützung zu finden, um sie selbst auszuführen“.^[22] Allerdings versickerten diese Bemühungen und wurden erst Jahrzehnte später von Edward Charles Pickering und Hermann Carl Vogel umgesetzt.

„Arbeiten über Erscheinungen an fliegenden Projektilen“

Im Sommer 1886 gelang es Ernst Mach gemeinsam mit Peter Salcher erstmals, mittels der von August Toepler entwickelten Schlierenfotografie und Momentfotografie Verdichtungskegel aus Luft vor Projektilen sichtbar zu machen. Damit bestätigte Mach experimentell Theorien des Ballistikers Louis Melsens, der seine Hypothesen nicht validieren konnte.^[23] Er experimentierte im Anschluss auch mit Kanonenkalibern, dies allerdings nicht mehr in seinem Institut, sondern am 18. August 1888 in Meppen auf dem Schießplatz der Firma Friedrich Krupp AG und in der kaiserlichen und königlichen Marineakademie von Fiume (heute Rijeka).^[24]

Zur Verbesserung der Messung entwickelte er zusammen mit seinem Sohn Ludwig Mach, der ihm als Assistent diente, das Mach-Zehnder-Interferometer. Aus den damit gewonnenen Daten konnte Mach zeigen, dass die Stoßwelle um das bis zu 50-fache verdichtet wird. Auch belegte er die Existenz einer Schwanzwelle hinter dem Projektil neben der Kopfwelle vor dem Projektil.^[25]

Spätestens mit der „Umkehrung“ des Versuchs im Jahre 1889/90, d. h. durch die Idee, Luft auf ein stillstehendes Projektil zu blasen, schuf Mach so die Grundlagen der Gasdynamik, die dann von Ludwig Prandtl weiterentwickelt wurde. Die militärischen Aspekte dieser Forschungen beunruhigten Mach, worauf er in vielen Vorträgen hinwies.

Kritik an der Newtonschen Mechanik

Mach hinterfragte intensiv vom positivistischen und empiristischen Standpunkt aus die Grundlagen der Newtonschen Mechanik und stieß dabei auf Fragen, die er mittels des Machschen Prinzips zu lösen versuchte. Im Zuge dessen entstanden viele bekannte Bücher, u. a. das wohl bekannteste Buch „Die Mechanik in ihrer Entwicklung“ (1883), deren 7. Auflage 1912 erschien. Hier spricht er, entgegen dem Zeitgeist, der Mechanik ihre universelle Gültigkeit ab und versucht, die Mechanik konsequent auf Beobachtungen zurückzuführen.^[26] So formulierte er das Trägheitsgesetz in seinem Machschen Prinzip um:

Machs Aussagen führten dazu, dass einige ihn als Wegbereiter der allgemeinen Relativitätstheorie sehen.^[28] 1872 entdeckte er, dass sich die Trägheit eines Körpers nur feststellen lässt, wenn es im Universum andere Massen als Bezugsgröße zur Messung der Beschleunigung gibt. Erst die Anwesenheit anderer Massen erzeugt Trägheit (Mach’sches Prinzip).^[29] Albert Einstein selbst bezeichnete sich anfangs als „Schüler“ Machs, distanzierte sich allerdings später von dessen philosophischen Ansichten.

Mach verfolgte stets das Ziel, neue Forschungsmethoden zu entwickeln.^[30] Seinem sehr großen Einfluss in Wissenschaft und Öffentlichkeit ist es zu verdanken, dass gerade in Wien und Österreich viele und wichtige Forschungsprojekte durchgeführt wurden. Das Elektron und das Quant waren für Mach ideale, da messbare und dimensionierte Objekte der physikalischen Forschung, die den beschreibenden und reduktionistischen Anspruch Machs an die Physik voll erfüllten.

Sinnespsychologie und Philosophie

Als glühender Anhänger der Aufklärung und entschiedener Gegner jeder Form der Metaphysik plädierte Mach für eine methodische Denkökonomie, worunter er eine größtmögliche Sparsamkeit in begrifflicher und spekulativer Hinsicht versteht. Naturerkenntnis hat ihr Fundament in der Erfahrung – entweder direkt über Sinneseindrücke oder über Messinstrumente vermittelt. Er ist daher als Empirist anzusehen.^[32] Des Weiteren wird Mach als Vertreter des Positivismus gesehen. Für Mach bedeutete der Positivismus im Wesentlichen:^[33]

1. Die Quelle aller menschlichen Erkenntnis ist das „Gegebene“.
2. Gegeben ist nur eine Mannigfaltigkeit von Sinneseindrücken (Empfindungen).
3. Nicht gegeben ist alles, was zusätzlich zu den Inhalten der sinnlichen Wahrnehmung die „Welt“ konstituiert.
4. Die Unterscheidung zwischen Ich und Welt ist haltlos.
5. Es gibt keine metaphysische Erkenntnis über außersinnliche Realität.

In der Psychologie profilierte sich Mach durch die These, dass der Mensch immer den ökonomischsten Wahrnehmungsprozess auswähle.^[34]

In der Wissenschaftstheorie verstand er die Wissenschaften als Mittel, die Welt und die Empfindungen der Menschen möglichst einfach und neutral zu beschreiben. Außerdem verlangte er als Leitkultur der Wissenschaft einen Reduktionismus ohne Kompromisse. Aus diesem Grunde sah er als eigentliche Grundlage eines aufgeklärten Weltverständnisses die Physik und die Psychologie an. Physikalische Theorien seien, ähnlich wie psychologische, nur mathematisch organisierte Naturbeschreibungen. Diskussionen über den Wahrheitsgehalt von Theorien seien daher überflüssig. Allein der Nutzen sei relevant. Wahrheit existiere nicht für sich, sondern als eine temporäre Diskussions-Wahrheit, die nach evolutionären Gesetzen zustande kommt: Nur die stärksten, also ökonomischsten und empirisch klarsten, Ideen setzen sich durch.

Rezeption

Ernst Mach wurde sechsmal für den Physik-Nobelpreis und einmal für den Chemie-Nobelpreis nominiert.^[35]

Die Auseinandersetzung mit Machs Ideen, die zu Anfang des 20. Jahrhunderts populär waren und oft diskutiert wurden, erfolgte in unterschiedlichen Kreisen. Max Planck beispielsweise kritisierte seine evolutionsbiologische Ideenlehre als metaphysische Spekulation.^[36] Albert Einstein, der sich ausführlich mit Ernst Mach befasst hat, formulierte 1918 das Machsche Prinzip. Auch Wolfgang Pauli und Werner Heisenberg waren von Mach beeinflusst.^[37]

Mach wurde von Marxisten wie Lenin studiert, der in seinem Werk Materialismus und Empiriokritizismus die philosophischen Ideen Machs einer fundamentalen Kritik unterzog, indem er u. a. solipsistische Implikationen von Machs Theorie behauptete.

Das Buch Lenins ist auch eine Kritik an Alexander Bogdanow, Pawel Juschkewitsch, Wladimir Basarow und Nikolai Walentinow sowie an ihren philosophischen Lehrern Richard Avenarius und Mach, die laut Lenin in ihren Werken versucht hatten, einen verfeinerten Idealismus auszuarbeiten, als Gegengewicht zum dialektischen Materialismus. Lenin gelangt in seinem Buch zu folgenden Schlussfolgerungen gegen den seiner Meinung nach philosophisch-theoretischen Revisionismus von Avenarius und Mach:

1. „Eine immer raffiniertere Verfälschung des Marxismus, immer raffiniertere Unterschiebungen von antimaterialistischen Lehren unter den Marxismus – das kennzeichnet den modernen Revisionismus sowohl in der politischen Ökonomie als auch in den Fragen der Taktik und in der Philosophie überhaupt.“^[38]
2. „Die ganze Schule von Mach und Avenarius marschiert zum Idealismus.“^[39]
3. „Unsere Machisten stecken alle tief im Idealismus.“^[40]
4. „Man kann nicht umhin, hinter der erkenntnistheoretischen Scholastik des Empiriokritizismus den Parteienkampf in der Philosophie zu sehen, einen Kampf, der in letzter Instanz die Tendenzen und die Ideologie der feindlichen Klassen der modernen Gesellschaft zum Ausdruck bringt.“^[41]
5. „Die objektive, die Klassenrolle des Empiriokritizismus läuft ganz und gar hinaus auf Handlangerdienste für die Fideisten (Reaktionäre, die dem Glauben vor der Wissenschaft den Vorzug geben), in deren Kampf gegen den Materialismus überhaupt und gegen den historischen Materialismus insbesondere.“^[41]
6. „Der philosophische Idealismus ist … ein Weg zum Pfaffentum.“^[42]

Die Rezeption von Machs Beiträgen zur Analyse der Empfindungen durch Christian von Ehrenfels führte zur Ausformulierung der Gestalttheorie. Der Wiener Kreis (vormals Ernst-Mach-Gesellschaft) mit u. a. Rudolf Carnap, Kurt Gödel stützte sich neben Ludwig Wittgenstein auch auf Mach.^[43] Hermann Bahr popularisierte Mach in seinem Aufsatz „Das unrettbare Ich“^[44] und auch Literaten wie Hugo von Hofmannsthal, Arthur Schnitzler und Robert Musil – der sogar über Mach promovierte^[45] – sowie Albert Einstein erkannten seine Bedeutung.^[46]

Mitgliedschaften in Akademien

Mach war seit 1873 Mitglied der Leopoldina^[47] und Mitglied der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen. 1890 wurde er als korrespondierendes Mitglied in die Bayerische Akademie der Wissenschaften aufgenommen.^[48]

Namensgeber

Nach Mach wurden benannt:

• Mach’scher Knoten
• Machscher Kegel
• Mach-Zahl
• Machmeter
• Machwelle
• Mach-Band-Effekt

Im Jahr 1919 wurde in Wien-Leopoldstadt (2. Bezirk) der Machplatz nach ihm benannt; 1960 wurde die Verkehrsfläche in Machstraße umbenannt.

Das 1972 eröffnete Ernst-Mach-Gymnasium in Haar, in der Nähe seines Sterbeortes in Bayern, trägt ebenso seinen Namen wie seit 2004 das 1961 gegründete Ernst-Mach-Gymnasium Hürth und das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI), Freiburg, Efringen-Kirchen und Kandern.

Im Jahre 1970 wurde ein Mondkrater nach Ernst Mach benannt (Krater Mach) und am 28. August 1996 der am 20. Oktober 1985 entdeckte Asteroid (3949) Mach.

Die Tschechische Akademie der Wissenschaften und Künste vergibt seit 1996 die Ernst-Mach-Ehrenmedaille in Physik. Die Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW, IKT) veranstaltet seit 2003 das „ernst mach forum. wissenschaften im Dialog“.^[50]

Weitere Ehrungen

Ernst Mach war seit 1885 Ehrenmitglied der Prager Universitäts-Sängerschaft „Barden“ (heute zu München), der damaligen Haus-Korporation der Prager Universität.

Zwischen 1938 und 1988 wurde an Machs Geburtshaus, einem ehemaligen Bischofsschlösschen, mehrfach eine Gedenktafel angebracht.^[51]

Ausstellung

• 2016/2017: Licht und Schatten. Ernst Mach – Ludwig Mach. Deutsches Museum, München, Katalog.^[52]