书城传记邮票上的航空人物
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第14章 与航空有缘的奥地利物理学家马赫

Mach,Ernst(1838.2.8—1916.2.19)

大家都知道,空气是可以压缩的。比如自行车轮胎打气后会鼓起来,就是空气可压缩的例子。飞机在天上飞行时,也会压缩前方的空气。空气压缩性在低速时可以不计,但是当飞行速度接近声速或超过声速时,空气的压缩性就不能忽略了。被扰动的空气来不及躲开,就会在飞机前头挤成一道密集的波,这就是激波。空气被压缩的程度与飞行速度和当地声速之比有关。给这个比值起个名字叫马赫数,以符号M(马赫名字第一个字母)表示。它是为纪念奥地利物理学家马赫而得名。

恩斯特·马赫出生于奥地利莫拉维省都拉市。他的父亲约翰·马赫从事古典文学研究,他的母亲出身于律师和医生的家庭,是一个热情、爱好诗歌和音乐的妇女。小马赫就是在这样一个和谐美好的家庭中生活的。在他14岁之前一直受到父亲严格的教育,博览了许多古典文学和古典哲学的书籍,为以后的发展打下了良好的基础。1853年他考入一所公立学校,在那里他学到很多科学知识,尤其是对物理学更感兴趣。1860年他在维也纳大学获得物理学博士学位,并留校任物理学讲师。1864年他被聘为拉格兹大学数学教授,不久又被聘到布拉格大学任物理学教授,在此期间,他发表了100多篇物理学论文。马赫作为一个物理学家,他对力学、声学和光学都有一定的研究,著有光学、热力学、力学方面的著作,他还擅长于做气体力学试验。后来,他通过一系列的试验发现物体在气体中作高速运动时,空气的压缩性与物体运动速度和当地声速之比有关,从而发展了以声速为基准来衡量物体运动速度的科学方法。他研究了超声速气流在弹体上的流动状态和激波的形成,并利用自制的仪器,把这些试验结果及图像都记录下来,使肉眼看不见的激波波纹显示在照片上,他的这种方法至今仍在空气动力学试验中得到应用。

马赫虽然在空气动力学研究中做出了很大的贡献,但是马赫数这个名词并不是马赫本人提出来的。而是在他逝世之后13年瑞士科学家约可比·阿克里特在论述到当时空气动力学发展时才首次提出马赫数的概念,至今已成为现代航空科学中经常提到的术语了。

马赫也曾讲授过哲学,著有许多哲学著作,是一个唯心主义哲学家。后来,一些唯物主义者曾对他的观点进行了批判。但是他对航空科学的研究成果却是非常有价值的。1916年2月19日马赫在德国慕尼黑附近的哈尔去世,享年78岁。

(王庆康)