Blizu Novega mesta, med vasema Mali in Veliki Slatnik, stoji manjši grič, ki je na starejših zemljevidih označen kot Mahov hrib. Mnogi naključni pohodniki in domačini, ki so se potikali po teh krajih, so bili vrsto let zmotno prepričani, da je vzpetina dobila ime po obilici maha, ki raste na njej. A resnična zgodba o hribu in njegovi okolici je bistveno boj zanimiva. Kartografi so se pred mnogimi leti namreč zmotili, saj so v zapisu imena hriba izpustili črko. Pravilno bi se moral imenovati Machov hrib.

Na tem dolenjskem griču je sredi 19. stoletja Johann Mach gojil azijskega svilnatega prelca jamamaja (Antheraea yamamai), japonskega nočnega metulja, ki prebiva v listnatih gozdovih. Zelo razgledan in dobro izobražen bivši gimnazijski učitelj se je leta 1858 z družino preselil v Novo mesto in nekaj let zatem kupil posestvo v bližnjem Velikem Slatniku. Iz okolice Dunaja je na Dolenjsko prišel z ženo, tremi hčerami in služkinjo, sin pa je takrat že študiral, tako da se je družini pridružil le čez poletje.

Poleg tega, da je Johann prinesel v naše kraje za tiste čase veliko novih idej in pristopov h kmetovanju, o čemer je pisal tudi strokovne razprave in izdajal knjige, se ga danes spominjamo predvsem zaradi sina Ernsta, ki je postal vpliven znanstvenik in filozof znanosti. S svojimi idejami je močno vplival na cele generacije kasnejših učenjakov, med drugim tudi na Alberta Einsteina.

Na pokopališču pri cerkvi v Velikem Slatniku sta pokopana Johann in Josefine Mach. (Foto: S.D.)

Oče je otroke šolal doma

Ernst Mach se je rodil leta 1838 blizu Brna na Moravskem, odraščal pa je v manjši vasici blizu Dunaja, kjer je imel oče takrat kmetijo oziroma posestvo. Prva leta se je šolal doma, saj očetu kot izkušenemu učitelju ni bilo težko samemu poučevati otrok. Pri desetih je sicer odšel v šolo v neki samostan, a se je, ker je bil bolehen, hitro vrnil domov in se raje ponovno učil pod očetovim vodstvom.

Pri petnajstih je med očetovimi knjigami našel eno od razprav filozofa Immanuela Kanta, ki je nanj naredila močan vtis. Sicer se ni strinjal z vsem zapisanim, a začel je veliko razmišljati o procesih, o tem, kako človek zaznava svet in kakšen je pomen znanosti pri tem. Druga polovica 19. stoletja je bila namreč obdobje hitrega razvoja tehnike, pri čemer so nove tehnologije večinoma izhajale iz novih znanstvenih spoznanj. Pomen znanosti za razvoj družbe je bil očiten, manj pa je bilo znanega o tem, kako znanost dejansko deluje in zakaj je tako uspešna. Prav iskanje odgovorov na ta in podobna vprašanja je Ernsta vodilo k temu, da se je kasneje lotil pisanja več knjig o temeljnih načelih znanosti.

Po uspešno zaključeni maturi je začel s študijem matematike in fizike na Dunaju. Tehnično je bil zelo spreten, saj je najrazličnejše naprave izdeloval že doma na kmetiji, kot študent pa je naredil napravo, s katero je pokazal vzrok nastanka Dopplerjevega pojava, zaradi katerega slišimo sireno gasilskega avtomobila takrat, ko se približuje, zavijati z višjo frekvenco kot takrat, ko se oddaljuje. Piščalko je pritrdil na disk, ki je bil vpet tako, da se je lahko hitro vrtel. Če si zvok piščalke poslušal v smeri pravokotno na disk, si vseskozi slišal isto frekvenco, če pa si se odmaknil na stran, je frekvenca zvoka nihala, saj se je piščalka ob vrtenju diska izmenično premikala proti ušesu in stran od njega.

Pri dvaindvajsetih je doktoriral in naslednje leto že postal docent, pri šestindvajsetih pa profesor v Gradcu. Leta 1867 se je poročil in preselil v Prago, kjer je bil skoraj trideset let profesor, dekan in rektor ugledne praške univerze.

Raziskovalno se je ukvarjal predvsem z gibanjem hitrih teles v zraku. Po njem se imenuje enota za razmerje med hitrostjo telesa, ki se giblje skozi neko sredstvo, in hitrostjo zvoka v tem sredstvu. Ko letalo ali izstreljena krogla doseže hitrost enega macha, prebije zvočni zid. Veliko se je ukvarjal z dogajanjem v plinu, ko skozenj potuje izstrelek s hitrostjo, ki je večja od hitrosti zvoka. S pomočniki mu je uspelo fotografirati izstrelek v letu skozi zrak in pokazati, da se pri tem tvori udarni val, ki ga slišimo kot preboj zvočnega zidu. V času, ko je bila fotografija še zelo v začetkih, so bili takšni posnetki kar velik tehnični podvig. Sprva sta fotografiranje načrtovala in poskušala izvesti z očetom že na posestvu na Dolenjskem, a jima žal takrat ni uspelo.

Fotografijo krogle, ki potuje z nadzvočno hitrostjo in tvori udarni val, je leta 1888 posnel Ernst Mach.

Začetnik filozofije znanosti

Leta 1895 se je na univerzi na Dunaju zgodilo nekaj nenavadnega. Na mesto profesorja filozofije so imenovali Ernesta Macha, ki je bil po osnovni izobrazbi fizik, in ne filozof. Res pa je, da je napisal nekaj vplivnih knjig, v katerih je podrobno obravnaval temeljna vprašanja znanosti, s katerimi je v naslednjih desetletjih močno vplival tako na razvoj znanosti kot na razvoj filozofije. Za vzornika so si ga vzeli tako filozofi dunajskega kroga kot tudi mnogi znanstveniki.

Žal pa na novem univerzitetnem profesorskem mestu ni ostal dolgo, saj ga je dve leti za tem med vožnjo z vlakom zadela kap, zaradi česar je ostal paraliziran v desno roko in nogo. S pomočjo pisalnega stroja je sicer še vedno lahko pisal, a predavati ni več mogel, zato ga je nasledil Ludwig Boltzmann, prav tako izjemno vpliven fizik, ki pa tudi ni predaval veliko časa, saj je kmalu za tem storil samomor.

Kljub kratkemu obdobju na predavateljskem mestu s področja filozofije znanosti sta imela oba fizika izjemen vpliv na cele generacije študentov. To so bili tudi časi, ko je bilo v zraku veliko novih spoznanj, zaradi katerih je bilo treba na novo premisliti mnogo ustaljenih pojmov.

Ernst Mach. Photogravure by Synnberg Photo-gravure Co., 1898.

Seveda do namestitve fizika na čelo novega oddelka za filozofijo znanosti ni prišlo po naključju ali zaradi dogovora med vedami znotraj univerze. Za Machov prihod je bil zaslužen študent, ki je imel zelo močne zveze in poznanstva. Heinrich Gomperz je bil član ene izmed najpremožnejših družin na Dunaju. Njegov oče Theodor ni sicer nikoli doktoriral, a je postal eden od najuglednejših klasičnih filologov tistega časa in profesor na dunajski univerzi. Njegova zgodovina starogrške filozofije je bila dolga desetletja referenčno delo.

Ko sta oče in sin Gomperz poslušala eno od Machovih predavanj o temeljih znanosti, sta se navdušila nad novim pristopom in svežino idej. Sčasoma jima je odgovorne na univerzi uspelo prepričati, da so Macha imenovali za profesorja filozofije znanosti.

Polemika o obstoju atomov

Cilj znanosti je bil za Macha s čim bolj enostavnimi načeli pojasniti čim več raznolikih pojavov. Šlo naj bi za nekakšno poenostavljanje oziroma iskanje najkrajšega možnega recepta, ki bi preprosto zaobjel in opisal pestrost najrazličnejših pojavov.

V tistem času so veliko razpravljali o vprašanju, ali atomi dejansko obstajajo na enak način kot drugi predmeti, ali so le miselni pripomočki, ki nam olajšajo napovedovanje dogajanja v naravi in v laboratorijih. Mach je izhajal iz dejstva, da atomov še nikomur ni uspelo neposredno opazovati, zato se je nagibal k temu, da so le miselni pripomoček.

Nasprotno je bil Ludwig Boltzmann, ki se je ukvarjal predvsem s termodinamiko, ta pa je temeljila prav na proučevanju gibanja množice atomov in molekul, prepričan, da morajo atomi dejansko obstajati, čeprav jih neposredno ne moremo videti.

Danes seveda nihče več ne dvomi, da atomi obstajajo, saj imamo na voljo mikroskope, s katerimi lahko zaznavamo in celo premikamo posamezne atome. Vendar je debata o obstoju atomov na neki način vseeno še živa, vsaj glede tega, kaj dejansko pomeni, da nekaj v resnici obstaja. Za tako majhne predmete, kot so atomi in molekule, veljajo namreč zakoni kvantne fizike, ki med drugim predvidevajo, da se lahko nahajajo na dveh mestih hkrati, imajo pa še druge čudne lastnosti, ki jih običajni predmeti nimajo.

Oznaka ob Machovi učni poti v obliki metulja jamamaja. (Foto: S.D.)

V okolici Velikega Slatnika, kjer sta na pokopališču pri cerkvi pokopana Johann in Josefine Mach, je danes urejena Machova učna pot, ki nas popelje v svet vzreje japonskih metuljev na gričih pod Gorjanci. Na eni od tabel ob poti si lahko preberemo tudi zgodbo o Ernstovi najmlajši sestri Wilhelmini, o kateri je v svojih Bajkah in povestih o Gorjancih pisal tudi Janez Trdina. Najmlajša hči Johanna Macha se je namreč zaljubila v postavnega sovaščana, ki je bil žal že poročen. Kljub temu sta bila nekaj časa skupaj, kar pa ni bilo dobro za ugled družine. Oče Johann je bil menda do hčere preveč popustljiv, zato se je v reševanje situacije vključil Ernst. Da bi rešil čast družine, je pripotoval v Slatnik in sestro odpeljal v samostan na Dunaj.