Ernst Mach se narodil v Chrlicích (dnes součást Brna) v České republice. Do svých 15 let se vzdělával doma u rodičů. Poté nastoupil na místní gymnázium a v roce 1855 na vídeňskou univerzitu. Zde studoval matematiku, fyziku a filozofii a v roce 1860 získal doktorát z fyziky. Ve své rané práci se zabýval Dopplerovým jevem v optice a akustice. V roce 1864 přijal místo profesora matematiky ve Štýrském Hradci, v roce 1866 byl jmenován také profesorem fyziky. V tomto období se Mach začal zajímat také o fyziologii smyslového vnímání. V roce 1867 přijal místo profesora experimentální fyziky na Karlově univerzitě v Praze, kde setrval 28 let.
Machova busta v Rathausparku (Radniční park), Vídeň, Rakousko.
V roce 1897 ho postihla mrtvice, v roce 1901 odešel z univerzity a byl jmenován poslancem horní komory rakouského parlamentu. Po odchodu z této funkce v roce 1913 se přestěhoval do domu svého syna ve Vatterstettenu u Mnichova, kde pokračoval v psaní knih až do své smrti.
Většinu svých studií v oblasti experimentální fyziky věnoval interferenci, difrakci, polarizaci a lomu světla v různých prostředích pod vnějšími vlivy. Na tyto studie brzy navázal svými významnými výzkumy v oblasti nadzvukových rychlostí. Machův článek na toto téma byl publikován v roce 1877 a správně popisuje zvukové efekty pozorované při nadzvukovém pohybu projektilu. Mach odvodil a experimentálně potvrdil existenci rázové vlny, která má tvar kužele s projektilem na vrcholu. Poměr rychlosti střely a rychlosti zvuku vp/vs se nyní nazývá Machovo číslo.
V oblasti smyslového vnímání je známý především díky optické iluzi zvané Machův pás.
Mach vytvořil filozofii vědy, která měla vliv na 19. a 20. století.
Mach zastával názor, že vědecké zákony jsou souhrnem experimentálních událostí,
vytvořené za účelem lidského pochopení složitých dat.
Vědecké zákony tak mají více společného s myslí než se skutečností, která existuje mimo mysl.
Několik citátů z Machových spisů ilustruje jeho filozofii.
Tyto ukázky jsou převzaty z jeho eseje Ekonomická povaha fyzikálního zkoumání, kterou excerpoval Kockelmans (citace níže).
V souladu s touto filozofií,
Mach oponoval Ludwigu Boltzmannovi a dalším, kteří navrhovali atomovou teorii fyziky.
Protože atomy jsou příliš malé na to, aby je bylo možné přímo pozorovat, a žádný atomový model v té době nebyl konzistentní,
atomová hypotéza se Machovi zdála neopodstatněná a možná i nedostatečně „ekonomická“.
Mach měl přímý vliv na filozofy Vídeňského kroužku a na školu logického pozitivismu obecně. Albert Einstein ho označil za „předchůdce [teorie] relativity“, ačkoli Mach později k Einsteinovu zklamání Einsteinovu teorii odmítl.
Machův pozitivismus měl vliv i na mnoho ruských marxistů, například na Alexandra Bogdanova. V roce 1908 napsal Lenin filozofické dílo Materialismus a empiriokriticismus, v němž kritizoval názory „ruských machistů“.
Otázkou je, zda Mach popíral význam apriorního pojmu jen pro některé z jeho možných významů, nebo zda popíral apriorní pojem vůbec? Pokud se nám podaří vyvodit první možnost (a nikoliv pozitivistické stanovisko: druhou), pak budeme v dobré pozici, abychom mohli navrhnout, že tak velký myslitel, jakým byl Mach, by nikdy nepopřel význam kantovské doktríny pro pochopení vědeckého úsilí (včetně významu a priori).
Pozitivisté vykřikují: „A HA!“, takže Mach předhazuje aprioristy vlkům. No, ne, bohužel pro pozitivisty to není pravda. Při pečlivějším čtení, nebo, můžeme-li jít dokonce tak daleko, že řekneme, při jakémkoli poctivém čtení Machova textu vůbec, by vyšlo najevo, že Mach popírá apriorismus pouze ve specifickém smyslu: v tom, že ví, jak platně či, řečeno jeho terminologií, „ekonomicky“ aplikovat zákony na fyzikální svět. To nám může říci pouze zkušenost, trvá Mach na svém, takže nevěřte, že umíte létat, protože o tom můžete snít – Mach varuje bernoulliány světa. To však, jak se zdá, radí každý velký myslitel té doby, od Poincareho po Einsteina. Ani jeden z nich by se nepřimlouval za takovouto předzkušenostní aplikaci pojmů a priori a, světe div se, ani Kant.
Někteří, jako například Hans Reichenbach, se však domnívají, že v Machově pojetí způsobu vzniku a platnosti zákonů existuje jemnější zádrhel. Tito akademici trvají na tom, že Machovo pojetí vzniku fyzikálních zákonů vychází z empirických okolností, je empiricky dané, a tudíž podmíněné pouze okolnostmi. Tuto tendenci k danému, která je pro logický atomismus tak zásadní, u Macha nikde nenajdeme!
Machovi jde o „představivost“: kantovský konstruktér pojmu. Proto není překvapením, že Mach chválí Newtona a jeho univerzální gravitační zákon. Tento zákon je pro Macha navždy pravdivý a platný (univerzální). Přesto má tento zákon syntetickou apriorní povahu: právě tato úvaha vedla Kanta k tomu, aby se pustil do Kritiky čistého rozumu. Machův text je navíc bohatý na podněty ohledně nadčasovosti zákonů, ať už Gallileových, nebo Newtonových (které, jak později zdůrazňuje, je třeba spojovat/podřazovat jeden druhému). To, co je pro Macha podmíněné, není to, co Newton nazýval „zákonem“, ale to, co nazýval „tvrzením“; totiž že gravitační zákon má podobu inverzního čtverce. Zkušenost však prokázala, že tomu tak je, a proto, ačkoli se může jednat o syntetické tvrzení, jehož aplikace na svět by jinak byla svévolná a troufalá, díky tomu, že jej zkušenost potvrdila, nabylo syntetické apriorní povahy (což by bez zkušenosti nemohlo). To je místo, které Mach vyhrazuje apriorismu, neboť současně s tím, že to vyplývá z jeho textu, nikdy nenaznačuje ani neříká opak. Stojí totiž za úvahu jediná Machova explicitní zmínka o Kantovi v rámci celého jeho textu.
Mach píše: „Je sotva nutné podotknout, že Newton ve zde předložených úvahách opět jednal v rozporu se svým vyjádřeným záměrem zkoumat pouze skutečná fakta. (p.229)“ Mluví zde o Newtonových představách o absolutním prostoru a absolutním čase. Newtonův příklad s rotujícím vědrem uvádí, aby vymezil hranice mezi odstředivými silami působícími na vodu a silami rotujícího vědra, které nevypovídají nic o Absolutním prostoru, jak si Newton představoval, ale pouze o relativním působení komplexních sil na vodu.
Newtonovu myšlenku však lze chápat tak, že ačkoli jsme opakovaně konfrontováni s působením složitých sil, skutečnost, že jsme jako vědci nuceni uvažovat o možnostech relativních pohybů v nekonečném regresu (vědro působící na vodu ve stejnou dobu, kdy na ni působí relativně nehybná země actus atd. – proč se zastavit u země?), a tak jsme konfrontováni s pokořující skutečností: kam až naše konečná mysl může uvažovat o relativních pohybech, tam se zdá být nekonečná možnost dalších úvah o relativitě. „Pokud však budeme vycházet z faktů,“ připouští Mach, „zjistíme, že máme znalosti pouze o relativních prostorech a pohybech. (p.232)“ Jak má tedy vědec tváří v tvář této skličující relativitě rozluštit obrysy zákonité věty, jako je věta o inverzním čtverci?
Odpověď nám hledí do tváře: Mach, ať už z jakýchkoli důvodů, usiloval o oddělení metafyziky od vědy. Je to příznakem špatného pochopení vztahu mezi metafyzikou a vědou v dlouhodobě zavedené kantovské doktríně, nebo je to příznak doby, v níž strašidla jako éter a atom strašila fyziku? V tuto chvíli se přikláním k druhé možnosti, neboť (ačkoli se zdá, že Mach éter podporoval) máme Machův zuřivý antiatomismus jako přinejmenším jeden z výrazných symptomů toho, co lze spravedlivě vylíčit jako snahu udržet fyziku čistou od dialektických iluzí, které Kant ilustruje ve svých antinomiích (atomy versus plénum). Mach uzavírá: „Nikdo nemá právo rozšiřovat tyto principy za hranice zkušenosti. Ve skutečnosti je takové rozšíření nesmyslné, protože nikdo nemá potřebné znalosti, aby je mohl využít. (p.229)“ Je třeba přiznat, že to je znepokojivě odmítavý tón, když uvážíme subtilnost Newtonova pojetí… Mach vysvětluje: „Nikdo není kompetentní říci, jak by experiment dopadl, kdyby stěny nádoby nabývaly na tloušťce a hmotnosti, až by nakonec byly tlusté několik lig. Před námi leží pouze jeden experiment a naším úkolem [jako fyziků] je uvést jej do souladu s ostatními nám známými fakty, a nikoliv s libovolnými výmysly naší představivosti. (p.232)“ Co je však naší záležitostí jako metafyziků? Mach je sice vděčný za naši schopnost jednat tak, jako bychom pozorovali absolutní pohyby (ačkoli epistemologicky víme, že naše znalosti odrážejí pouze pohyby relativní), ale varuje: „Neměli bychom však nakonec opomenout doplnit a opravit naše názory důkladným zvážením věcí, které jsme prozatím (při našich praktických výpravách do říše absolutistů) vynechali.
Mach říká to, co měl říci Newton (a co lze samozřejmě vyložit tak, že řekl). Při pojednání o filozofii, která stála v pozadí Machova vědeckého snažení, je však třeba zmínit ještě jednu věc, a to, zda si byl skutečně vědom toho, že jeho dobře podložené zacházení s apriorním (negativním) udržuje apriorní v mezích, které pro něj Kant zamýšlel: to totiž jistě udělal. To znamená, zda si byl Mach vědom pozitivního místa a priori v rámci své vlastní expozice, nebo zda nevědomky znovu vynalézal kolo? Signály nasvědčují tomu, že ne, že si nebyl vědom svého zděděného filosofického založení, jak píše: „Newton mohl dobře očekávat … že až přijdou časy většího vědeckého klidu (Mach zde naznačuje budoucnost po dokonce své vlastní době), principy předmětu mohou získat ještě vyšší filosofický zájem než vše, co je z nich odvoditelné. (p245)“ Co jiného si lze představit, pokud jde o dedukci z principů, vyloučíme-li všechny fenomenální dedukce, než „transcendentální“ dedukci kantovského typu? Zdá se, že důkazy naznačují, že Mach ani tak nepopíral význam kantovské doktríny, ale pouze si nebyl vědom všech důsledků této doktríny.