Hermann von Helmholtz [1] (koko nimi - Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz ( saksa: Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz ); 31. elokuuta 1821 , Potsdam - 8. syyskuuta 1894 , Charlottenburg ) - saksalainen fyysikko , psykologi , lääkäri , fyysikko akustikko .
Preussin tiedeakatemian jäsen ( 1871; vastaava jäsen vuodesta 1857) [8] , Lontoon Royal Societyn ulkomainen jäsen (1860) [9] , Pietarin tiedeakatemian ulkomainen kirjejäsen (1868) [10 ] .
Helmholtz syntyi 31. elokuuta 1821 Potsdamissa , lähellä Berliiniä , missä hänen isänsä Ferdinand Helmholtz toimi lukion opettajana; hänen äitinsä Carolina, syntyperäinen Penn, tuli englantilaisesta perheestä, joka oli asettunut Saksaan. Hermann von Helmholtz sai peruskoulutuksensa Potsdamin Gymnasiumissa, minkä jälkeen hän 17-vuotiaana siirtyi Royal Institute of Medicine and Surgery -instituuttiin ja valmistui vuonna 1842 väitöskirjalla " De fabrica systematis nervosi evertebratorum " [11] .
Kuninkaallisesta lääketieteellisestä ja kirurgisesta instituutista valmistuneille oli pakollinen kahdeksan vuoden asepalvelus, jonka Helmholtz oli suorittanut vuodesta 1843 lähtien Potsdamissa sotilaslääkärinä. Vuonna 1847 Helmholtz kirjoitti kuuluisan kirjansa " Über die Erhaltung der Kraft " ja Alexander Humboldtin suosituksesta vuonna 1848 hänen sallittiin keskeyttää asepalvelus ennenaikaisesti ja palata Berliiniin Kuvataideakatemiaan anatomian opettajaksi. ; samaan aikaan Helmholtzista tulee assistentti anatomian museoon.
Vuonna 1849 hänet kutsuttiin opettajansa, kuuluisan fysiologin Johann Müllerin suosituksesta fysiologian ja yleisen anatomian professorin virkaan Königsbergiin . Helmholtz arvosti korkeasti professori-ohjaajansa Johann Müllerin kasvatuksellista vaikutusta ja pysyi hänen ohjeissaan. Ei ihme, että hän sanoi hänestä: "Sillä, joka kerran joutui kosketuksiin ensiluokkaisen ihmisen kanssa, on henkinen mittakaava, joka on muuttunut ikuisesti, hän on kokenut mielenkiintoisimman, mitä elämä voi antaa ...". Vuonna 1855 hän muutti Boniin , missä hän johti anatomian ja fysiologian laitosta, vuodesta 1858 - fysiologian laitosta Heidelbergissä .
Heidelbergissä Helmholtz viipyi vuoteen 1871 asti, jolloin hän johti Berliinin yliopiston kutsusta vapautunutta fysiikan oppituolia kuuluisan fysiikan professorin Gustav Magnuksen kuoleman jälkeen . Magnuksen jälkeen Helmholtz peri pienen ja epämukavan laboratorion; hän oli ensimmäinen Euroopassa perustamishetkellä, ja hän oli toinen sen johtajana. Pienessä laboratoriossa hän tunsi olonsa ahtaaksi ja epämukavaksi, ja sitten hän rakensi hallituksen avustuksella vuonna 1877 tiedepalatsin, jota nykyään kutsutaan Berliinin yliopiston fysiikan instituutiksi ja jota hän hallitsi vuoteen 1888, jolloin saksalainen Reichstag perusti suuren laitoksen Charlottenburgiin - keisarillisen fysiikan ja tekniikan osaston ( Physicalish-Technische Reichsanstalt ) ja nimitti Helmholtzin sen presidentiksi. Sittemmin hän jätti fysikaalisen instituutin Berliinissä luovuttaen johdon professori August Kundtille , ja hän itse luennoi vain teoreettisia [12] .
Niinpä Helmholtzin toiminta professorina jakaantuu fysiologian professorina vuoteen 1871 ja fysiikan professorina vuosina 1871-1894. Hän kuitenkin kääntyi fysiikan puoleen jatkuvasti, jopa vuoteen 1871 asti. Pedagogisen toimintansa monipuolisen luonteen ansiosta hän antoi Eurooppaan opiskelijoita - luonnontieteen eri alojen asiantuntijoita. Erityisesti venäjä: N. N. Gesehaus, A. P. Sokolov, R. A. Kolli [k 2] , P. F. Zilov, N. N. Schiller ; biologeista ja lääkäreistä - professori E. Adamyuk , Nikolai Bakst , L. Girshman , I. Dogel , V. Dybkovsky , Emmanuil-Max Mandelstam , I. Sechenov , A. Khodin , F. Sheremetevsky , E. Junge , joista monet ostivat suuri nimi tieteessä ja perusti kouluja Venäjän yliopistoihin.
Vuonna 1888 Saksan keisari Fredrik III nosti hänet aatelistoon, ja vuonna 1891 keisari Wilhelm II myönsi hänelle varsinaisen salaneuvoskunnan arvonimen , Excellenzin arvonimen ja Mustan Kotkan ritarikunnan . Samana vuonna 1891 hänelle myönnettiin Ranskan korkein palkinto - Kunnialegioonan ritarikunnan tähti . Berliinin kaupunki valitsi hänet kunniakansalaiseksi [14] .
Ensimmäisen vaimon kuoltua Helmholtz meni naimisiin toisen kerran. Poika Robert, nuori fyysikko, joka onnistui saamaan palkinnon teoksestaan "On the Radiation of a Flame", kuoli vuonna 1889 [14] .
Ensimmäisessä tieteellisessä työssään tutkiessaan elävien organismien käymis- ja lämmöntuotantoprosesseja Helmholtz päätyi energian säilymisen lain muotoiluun . Kirjassaan On the Conservation of Force ( 1847 ) hän muotoilee energian säilymisen lain tiukemmin ja yksityiskohtaisemmin kuin Robert Mayer teki vuonna 1842 ja antaa siten merkittävän panoksen tämän tuolloin kiistanalaisen lain tunnustamiseen. Myöhemmin Helmholtz muotoilee kemiallisten prosessien energian säilymisen lait ja esitteli vuonna 1881 vapaan energian käsitteen - energian, joka on välitettävä keholle, jotta se saatetaan termodynaamiseen tasapainoon ympäristön kanssa ( missä on sisäistä energiaa , - entropia , - lämpötila ). Osoittaessaan säilymislakien yleismaailmallisuuden hän ei jättänyt tilaa käsityksille jostakin erityisestä " elämänvoimasta ", jonka oletetaan hallitsevan organismeja.
Vuodesta 1842 vuoteen 1852 hän tutki hermosäikeiden kasvua. Samanaikaisesti Helmholtz tutkii aktiivisesti näön ja kuulon fysiologiaa. Helmholtz luo myös käsitteen "tiedostamattomat päätelmät", jonka mukaan todellisen havainnon määräävät yksilön jo käytettävissä olevat "tavanomaiset tavat", joiden ansiosta näkyvän maailman pysyvyys säilyy, kun taas lihastuntemukset ja liikkeet pelaavat merkittävä rooli. Hän kehittää matemaattista teoriaa selittääkseen äänen vivahteet ylisävyillä .
Helmholtz myötävaikuttaa Thomas Youngin kolmivärinäköteorian tunnistamiseen , keksi vuonna 1850 oftalmoskoopin silmänpohjan tutkimiseksi, vuonna 1851 oftalmometrin sarveiskalvon kaarevuussäteen määrittämiseksi; hän loi myös fakoskoopin - laitteen silmän linssin kaarevuuden muutosten määrittämiseksi sen mukautumisessa eri etäisyyksille. Helmholtzin yhteistyökumppaneita ja opiskelijoita olivat W. Wundt , I. M. Sechenov ja D. A. Lachinov .
Luomalla pyörteiden käyttäytymislait haitallisille nesteille (1858), Helmholtz loi perustan hydrodynamiikkaalle . Helmholtz loi tieteellisen meteorologian perustan matemaattisten tutkimusten avulla sellaisista ilmiöistä kuin ilmakehän pyörteet, ukkosmyrskyt ja jäätiköt . Lisäksi hänen työnsä auttoi selittämään meren aaltojen muodostumismekanismia ja käyttäytymistä. Hänen tutkimuksensa epäjatkuvien liikkeiden teoriasta (1868) oli erittäin tärkeä aerodynamiikan kehitykselle; vuonna 1873 hän esitteli joitain ohjatun ilmailun teoreettisia kysymyksiä.
Useat Helmholtzin tekniset keksinnöt kantavat hänen nimeään. Helmholtz-kela koostuu kahdesta koaksiaalisesta solenoidista , jotka ovat erillään säteensä etäisyydellä ja toimivat avoimen yhtenäisen magneettikentän luomisessa. Helmholtz-resonaattori on ontto pallo, jossa on kapea aukko ja sitä käytetään akustisten signaalien analysointiin sekä akustisten järjestelmien luomiseen matalien taajuuksien parantamiseksi tai päinvastoin - ei-toivottujen taajuuksien vaimentamiseen huoneissa.
Helmholtz omisti monia teoksia perustellakseen pienimmän toiminnan periaatteen universaalisuutta (esimerkiksi suhteessa lämpö-, sähkömagneettisiin ja optisiin ilmiöihin), paljastaen myös tämän periaatteen yhteyden termodynamiikan toiseen pääsääntöön .
Kirjoittanut useita teoksia fysiologian alalla - hermo- ja lihasjärjestelmästä. Helmholtz havaitsi lihaksen lämmönmuodostuksen (1845-1847), tutki lihasten supistumisprosessia (1850-1854), mittasi hermoston virityksen etenemisnopeuden (1850), määritti refleksien piilevän ajan (1854), muotoili silmän akkomodaatioteoria (1853), kehitti värinäön opin (1859-1866). Vuonna 1856 hän määritti maapallon iän 22 miljoonaksi vuodeksi.
Kantilaisen filosofian seuraajana I. Müllerin spesifisten energioiden periaatteen ja paikallisten merkkien teorian perusteella R. G. Lotze Helmholtz kehitti oman havaintoteoriansa - "hieroglyfien teorian". Tämän teorian mukaan subjektiiviset kuvat eivät muistuta havaittujen esineiden objektiivisia ominaisuuksia, vaan ovat vain niiden merkkejä . Hänelle havainto oli kaksivaiheinen prosessi. Se perustuu aistimiseen , jonka laadun ja intensiteetin määrittävät tietylle havaintoelimelle ominaiset (a priori) mekanismit. Näiden tuntemusten perusteella yhdistykset muodostuvat jo todellisessa kokemuksessa . Varsinaisen havainnoinnin määräävät siis yksilön jo käytettävissä olevat ”tavanomaiset tavat”, joiden ansiosta näkyvän maailman pysyvyys säilyy. Tämän käsitteen pohjalta hän kuvasi tilan havainnointimekanismeja, joissa lihasliikkeiden rooli nousi esiin.
Helmholtz vaikutti merkittävästi fysiologisen ja musiikillisen akustiikan kehittämiseen. Hän kehitti akustisen resonanssin teorian, ratkaisi urkuputken ongelman, rakensi mallin korvasta tutkien ääniaaltojen vaikutusta siihen. Teoksessa "Oppi kuuloaistuksista musiikin teorian fysiologisena perustana" (1863; venäjänkielinen käännös: 1875) hän tutki luonnollista mittakaavaa , loi resonoivan kuuloteorian. Helmholtz esitti ensimmäisenä teorian yhdistelmääänistä ja selitti ne kuulokojeen mekaanisen järjestelmän, nimittäin tärykalvon, epälineaarisuudesta [15] . Tutkiakseen ääntä (mukaan lukien " untertones " -synteesiä) hän keksi laitteen, joka tunnetaan nimellä Helmholtz-resonaattori [16] . Helmholtz selitti dissonanssin ilmiön ylisävelten välisillä iskuilla konsonansseissa. Helmholtzin työllä oli merkittävä vaikutus saksalaiseen musiikkiteoriaan 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alkupuolella ( A. von Oettingen , G. Riemann, P. Hindemith ja muut).
Temaattiset sivustot | ||||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
Sukututkimus ja nekropolis | ||||
|