Герман Людвіг Фердинанд фон Гельмгольц (Нем.Hermann von Helmholtz) вважається в Німеччині національним надбанням. Йому вдалося стати першим лікарем серед вчених і першим вченим серед лікарів.
З ім'ям лікаря, математика, психолога, професора фізіології і фізики Гельмгольца - винахідника очного дзеркала, В XIX столітті нерозривно пов'язана корінна реконструкція фізіологічних уявлень. Блискучий знавець вищої математики і теоретичної фізики, він поставив ці науки на службу фізіології і домігся видатних результатів.
Мюллер використовував імпульс як приклад життєво важливої функції, яка ніколи не була б представлена експериментальним вимірам. Гельмгольц виявив, що цей імпульс був абсолютно вимірюваних і мав дивно повільну швидкість близько 90 футів в секунду. Повільність нервового імпульсу ще більше підтримувала тих, хто наполягав на тому, що він повинен включати перестановку вагомих молекул, а не таємниче проходження життєвої сили.
Серед найцінніших винаходів Гельмгольца були і Офтальмометр, зроблений під час роботи над ним, і, до речі, показавши, що це був досить недосконалий шматочок майстерності, анітрохи не співзвучний з вітаїстичною ідеєю про божественному розумі на роботі, Гельмгольц виявив, що він міг би сфокусувати відбите від нього, щоб створити різкий образ тканини. Офтальмоскоп залишається одним з найважливіших інструментів лікаря, який може використовувати його для вивчення кровоносних судин сітківки, з яких можуть спостерігатися ознаки і артеріальна хвороба.
Вивчати його біографію, не перестаєш дивуватися і захоплюватися: він володів поганою пам'яттю, навчався досить посередньо і закінчив гімназію з гріхом навпіл. Під час його навчання в гімназії ніхто навіть подумати не міг, що він стільки корисного зробить в науці! Однак Герман став видатним фізіологом.
Батько Германа Август-Фердинанд-Юліус Гельмгольц (1792-1859) здобув вищу освіту в Берлінському університеті, де спочатку вчився на теологічному факультеті і займався філософією. У 1820 році він витримав спеціальний іспит і отримав місце старшого вчителя в гімназії Потсдама.
Офтальмометр дозволяє вимірювати розміщення очі на змінюються оптичних умовах, дозволяючи, крім іншого, належне призначення очок. Дослідження Гельмгольца на оці були включені в його «Довідник фізіологічної оптики», перший том якого з'явився у другому томі, Гельмгольц додатково дослідив оптичні явища і, що більш важливо, зіткнувся з філософською проблемою, яка повинна була зайняти його для деяких років - наполегливість Канта в тому, що такі базові поняття, як час і простір, не були вивчені досвідом, а були надані розумом, щоб зрозуміти, що сприймав розум.
У перший рік свого вчителювання він одружився на Кароліні Пенн. У гімназії Август-Фердинанд викладав німецьку мову, філософію, тлумачив Платона, читав Гомера, Вергілія, Овідія і навіть деякий час викладав математику і фізику. Улюбленим предметом, однак, була грецька література і культура. Як видатний педагог в 1827 році він був призначений субректором, а рік по тому отримав звання професора.
Проблема була значно ускладнена висловлюванням Мюллера того, що він назвав законом конкретних енергій нервів. Мюллер виявив, що сенсорні органи завжди «повідомляють» свій власний сенс, незалежно від того, як вони стимулюються. Так, наприклад, удар по оку, який не має нічого спільного з оптичними явищами, змушує одержувача «бачити зорі». Очевидно, око не точно повідомляє про зовнішній світ, оскільки реальність - це удар, не зірки. Як же тоді можна бути впевненим в тому, що почуття повідомляють про зовнішній світ?
Гельмгольц детально розглянув це питання як в своїй роботі з оптики, так і в своїй майстерні. Те, що він намагався зробити, без повного успіху, полягало в тому, щоб простежити відчуття через сенсорні нерви і анатомічні структури в мозок в надії оголити повний механізм відчуття. Це завдання, можна помітити, що не була завершена, і фізіологи все ще беруть участь у вирішенні таємниці того, як розум знає що-небудь про зовнішній світ.
Коли в цій же гімназії став вчитися його син Герман, мови йому давалися важче, ніж іншим, історію він ледь подужав, борошном було вчити напам'ять уривки в прозі. Коли в класі читали Цицерона або Вергілія, він під столом обчислював хід променів в телескопах і вже тоді знайшов деякі оптичні теореми, про яких нічого не говорилося в підручниках.
Докладне дослідження бачення Гельмгольца дозволило йому спростувати теорію простору Канта, точно продемонструвавши, як виникло почуття бачення. Простір, за словами Гельмгольца, було зрозумілим, а не концептуальним. Більш того, Гельмгольц також напав на наполегливість Канта, що простір обов'язково було тривимірним, тому що саме так розум повинен був його задумати. Використовуючи свої значні математичні таланти, він досліджував властивості неевклидова простору і показав, що їх можна було б задумати і пропрацювати так само легко, як і три виміри.
У 1838 року Герман закінчив гімназію, і постало питання про вибір кар'єри. З наук його найбільше приваблювало природознавство. Однак відсутність необхідних коштів змусило батька Германа відрадити сина йти на природничий факультет, і Герман вирішив вивчати медицину, що може допомогти йому в майбутньому влаштуватися так, щоб не переривати своїх занять фізикою та математикою.
Математичні таланти Гельмгольца не обмежувалися такими теоретичними площинами, як. Він атакував і вирішував рівняння, які давно засмутили фізиків і математиків. Одним із наслідків, що випливали з математичного аналізу Гельмгольца, було те, що вихори з них були напрочуд стабільними; вони можуть зіткнутися пружно один з одним, переплітаються, утворюючи складні узлоподобние структури і відчувають напруги і стиснення, не втрачаючи при цьому своєї ідентичності. Здавалося, що Фарадей вдарив по підставі ньютонівської фізики своїм неортодоксальним відмовою від дії на відстані, тобто дією між двома тілами в просторі без зміни середовища між ними.
Єдиним родичем, причетним до науки в родині Гельмгольца, був Муренін, який займав видну посаду. Він взявся поклопотатися, щоб Германа взяли на державний рахунок в Військовий Медико-хірургічний інститут Фрідріха-Вільгельма в Берліні, який готував військових лікарів.
Сімнадцятирічний студент в першому семестрі вивчав фізику, хімію і анатомію і за перший рік прослухав логіку, історію, латинський і французьку мови. Герману пощастило не тільки з однокурсниками (з ним вчилася ціла плеяда майбутніх корифеїв фізіології, що склала колір німецької науки: Карл Людвіг, Дюбуа-Реймон, Брюкке, Вірхов, Шванн), але і з викладачем фізіології Йоганнесом Мюллером, світилом німецької фізіологічної науки.
Однак Максвелл, інтерпретуючи математику законів Фарадея, показав, що між ньютонівської фізикою і класичної механікою не було протиріччя. Гельмгольц розвинув математику електродинаміки. Останні роки він безуспішно намагався звести всю електродинаміку до мінімального набору математичних принципів, спроба, в якій йому доводилося все більше покладатися на механічні властивості думки, щоб пронизувати весь простір.
Гельмгольц не був повністю згоден з Максвел щодо природи електрики. На відміну від Максвелла, Гельмгольц цікавився і вивчав електрохімію, зокрема природу гальванічного і, за іронією долі, фізику її існування допоміг фальсифікувати теорії Гельмгольца з електродинаміки.
Учнів Мюллера об'єднувало однакове прагнення пов'язати фізику з фізіологією і знайти для їх обгрунтування більш міцний фундамент. Герман значно перевершував своїх друзів в знанні математики, яка давала йому можливість точно «формулювати завдання і давати методом їх вирішення правильний напрямок».
Робота Германа Гельмгольца в лабораторії Мюллера, розпочата блискуче в студентські роки і захопила його, була восени 1842 року перервана практичною роботою в якості хірурга в військовому госпіталі Шаріте в Берліні, яка тривала цілий рік і отнимавшая у нього щодня час від 7 ранку до 8 вечора. Тим не менше 2 листопада 1842 року Герман захистив докторську дисертацію на латинській мові «Про будову нервової системи безхребетних». Тему йому запропонував сам Мюллер. У цій дисертації молодий вчений вперше довів, що відомі елементи нервової тканини - нервові клітини і волокна з'єднані один з одним і складають частини нерозривного цілого, який подальшому назва нейрона.
Хоча він не увінчався успіхом в формулюванні електродинаміки, Гельмгольц майже зміг вивести всі електромагнітні ефекти з передбачуваних властивостей ефіру. Особливі і загальні теорії відносності, запропоновані, знищили теорії Гельмгольца, виключивши ефір.
Рання робота Гельмгольца по звуку і музики привела його до вивчення. Його робота по збереженню енергії знайомила його з проблемами передачі енергії. Ці дві області об'єдналися в його останні роки в його дослідженнях по метеорології, але феномени були настільки складними, що він міг зробити трохи більше, ніж вказати шлях до майбутніх областям досліджень.
Після закінчення інституту Гельмгольц направляється в знамениту Берлінську лікарню Шаріте ординатором, там же працював Вирхов. Одночасно він працює в домашній лабораторії Густава Магнуса - автора видань з механіки, гідродинаміки, теплоті і т.п. Гельмгольцу стояла семирічна відпрацювання стипендії в якості військового лікаря. Йому вдалося влаштуватися в Потсдамі, недалеко від Берліна: в жовтні 1843 року його служив ескадронним хірургом королівського лейб-гвардії гусарського полку. Жив Гельмгольц в казармі, вставав, як все, о п'ятій годині ранку за сигналом кавалерійської труби. Незважаючи на всі незручності казарменого побуту, він примудрився влаштувати маленьку фізико-фізіологічну лабораторію і в 1845 році виробив свої досліди по витраті речовин при м'язовій роботі, для чого Дюбуа-Реймон передав йому портативні ваги.
За рекомендацією Йоганнеса Мюллера Гельмгольца запрошують в 1849 році професором фізіології в університет Кенігсберга. У Кенігсберзі він сконструював ряд оригінальних вимірювальних приладів. Найзнаменитіший сконструйований ним прилад - очне дзеркало (офтальмоскоп), Який дав можливість спостерігати очне дно, і т. Н. маятник Гельмгольца, що дозволяє піддавати тканину швидко наступним один за одним подразнень з точним дозуванням часу. І в даний час офтальмоскоп грає величезну роль при діагностиці не тільки очних хвороб, а й нервових захворювань, таких як пухлини мозку, сухотка спинного мозку і т.д.
На офтальмологічному конгресі в Парижі, де він в 1867 році прочитав доповідь про почуття рельєфу, на урочистому обіді сказали: «Офтальмологія була в темряві; - Бог сказав, що Гельмгольц народився, - і засяяло світло ».
Кенігсбергський період наукової діяльності Гельмгольца був найбільш продуктивним. Там же він розвинув фізіологічну теорію слуху, по якій в основі здатності розрізняти звукові тони лежить явище резонансу.
Праці Гельмгольца в області фізіології присвячені вивченню нервової і м'язової систем. Він виявив і виміряв теплоутворення в м'язі термоелектричним методом (1845-1847) і, користуючись ним же розробленої графічної методикою, детально вивчив процес м'язового скорочення в дослідах на жабі.
Великі роботи, які принесли Гельмгольцу світову популярність і звернули на себе увагу Паризької академії наук, спонукали прусское міністерство народної освіти затвердити Гельмгольца в 1851 році ординарним професором, що значно поліпшило його матеріальне становище. У серпні 1853 року Гельмгольц, залишивши дружину з двома дітьми у рідних, почав першу подорож в Англію, де познайомився з Фарадеєм.
В області фізіології зору він розробив способи визначення кривизни оптичних поверхонь ока, в 1853 році дав теорію акомодації. Показав, що зорова оцінка величини і віддаленості предметів заснована на своєрідних м'язових відчуттях, що виникають при русі м'язів очі.
Ідея Гельмгольца про роль м'язового почуття в формуванні сприйняття була глибоко розроблена в психофізіологічних працях І.М. Сеченова.
При розробці питань фізіології зору Гельмгольцу постійно допомагала його дружина, яка була для нього другом і помічником; вона переписувала його рукописи, їй першій він читав свої лекції. У 1854 році тиха, щаслива, відокремлене життя була затьмарена смертю його коханої матері. У той же час туберкульоз дружини почав погрожувати її здоров'ю. Гельмгольц став вживати заходів, щоб переселитися в інше місто, де клімат був м'якше, і така можливість йому випала, коли звільнилася кафедра фізіології та анатомії в Бонні. У 1855 році він був призначений на кафедру анатомії і фізіології в Боннський університет, де пропрацював до 1858 р
У 1857 році Баденське уряд запропонував Гельмгольцу перейти на кафедру фізіології в знаменитий Гейдельберзький університет, де вже працювали професорами два його близьких друзів - Роберт Бунзен і Густав Кірхгоф. Маленький Гейдельберг, один з міст герцогства Баденського. На пагорбі - руїни старовинного замку. Дивляться в води Неккара кучеряві діброви. Гейдельбергци пишно іменували Палацом природи скромне двоповерхова будівля, в якому розміщувалася лабораторія Гельмгольца.
Милостивий пейзаж Гейдельберга порушило загострення важкої хвороби дружини. 28 грудня 1859 року Ольга Гельмгольц померла. У зв'язку з важким нервовим станом і втомою у Гельмгольца почастішали запаморочення, бували і раніше. На його руках залишилися двоє маленьких дітей. Через рік він зробив пропозицію Ганні Моль, племінниці професора перської мови в Колеж де Франс Парижа. Анна більшу частину свого життя провела в Парижі і Лондоні, була високоосвіченою дівчиною. Після повернення Гельмгольца з Англії 16 травня 1861 року відбулася весілля з Анною фон Моль. 22 листопада 1862 року Гельмгольц обирається проректором Гейдельберзького університету.
Роботи Гельмгольца повели його далеко за межі фізіології, тому немає нічого дивного в тому, що коли звільнилася кафедра фізики в Берлінському університеті, то Дюбуа-Реймон - ректор Берлінського університету, направив Гельмгольцу пропозицію очолити першу кафедру фізики в Німеччині. 13 лютого 1871 року, повертаючись з подорожі по Швейцарії, Гельмгольц був запрошений в Версаль, де Вільгельм I підписав його призначення професором фізики. З цього приводу Дюбуа-Реймон зауважив: «Сталося нечуване справа: медик і професор фізіології зайняв головну фізичну кафедру Німеччини».
Незабаром Германа фон Гельмгольца обирають професором фізики в Медико-хірургічної академії, в якій він отримав свою наукову освіту. Тут, продовжуючи свої роботи по фізіологічної акустики і оптики, він все більше і більше відходить від медицини, переходить до чисто фізичним питань. Він також отримав від Вільяма Томсона запит, чи не бажає він зайняти кафедру експериментальної фізики в Кембриджі, де першим професором фізики був знаменитий Максвелл і пізніше найбільш великий з сучасних фізиків Е. Резерфорд.
У 1873 р на нього обрушилася ще одна сімейна трагедія, померла його дочка Кет. Гельмгольц важко пережив втрату рідної людини. Але життя йде далі. 15 жовтня 1877 року Гельмгольц обирається ректором Берлінського університету і тоді ж публікує роботу «Про мисленні і медицині», що представляє глибокий інтерес до цих пір.
У 1888 році його призначають президентом Фізико-технологічного державної установи; цю посаду він поєднував з професурою з теоретичної фізики в університеті до самої смерті. Тут він створив праці з фізики, біофізики, фізіології, психології. Він розробляв термодинамічну теорію хімічних процесів, ввів поняття вільної та зв'язаної енергії. Заклав основи теорій вихрового руху рідин і аномальної дисперсії ...
Герман Людвіг Фердинанд фон Гельмгольц помер 8 вересня 1894 о 1 годині 11 хвилин після полудня на 72 році життя ... Хай буде благославение про нього пам'ять!
Іван Михайлович Сєченов навчався у Гельмгольца. Наскільки великим було враження, вироблене на нього вчителем, можна судити за наступними його словами:
-Що я можу сказати про це з ряду геть людині? За нікчемності освіти наблизитися до нього я не міг, так що бачив його, так би мовити, лише здалеку, ніколи не залишаючись при тому спокійним в його присутності ... Від його ... фігури із задумливими очима віяло якимось світом, ніби не від світу цього. Як це не дивно, але кажу щиру правду: він справляв на мене враження, подібне до того, яке я відчував, дивлячись вперше на Сикстинську мадонну в Дрездені, тим більше що його очі за висловом були справді схожі на очі цієї мадонни.
В Німеччині Германа Людвіга Фердинанда фон Гельмгольца вважали національним скарбом і були дуже незадоволені описом одного англійця, що на вигляд Гельмгольц схожий скоріше на італійця, ніж на німця.
Герман фон Гельмгольц(Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand von) (1821-1894), німецький фізик, математик, фізіолог і психолог. Народився в Потсдамі 31 серпня 1821. У 1838 закінчив гімназію. Незважаючи на інтерес до фізики, не зміг через нестачу коштів вступити до університету. Підписавши зобов'язання прослужити вісім років військовим хірургом, був прийнятий у Військово-медичний інститут Фрідріха Вільгельма в Берліні. У 1842 захистив дисертацію з фізіології, в 1843-1848 служив військовим лікарем у Потсдамі. Тут він зацікавився фізіологією, яку викладав відомий фізіолог І. Мюллер, близько зійшовся з молодими дослідниками Е.Дюбуа-Реймон і Е.Брюкке, захопленими ідеєю перетворення фізіології як науки шляхом введення в неї методів фізики і хімії.
У 1845 Гельмгольц вступив в члени Берлінського фізичного товариства. Починаючи з цього часу він став регулярно їздити в Берлін, де проводив експерименти в лабораторії відомого фізика Г.Магнуса. У 1845-1846 сформувалися основні ідеї вченого, що послужили основною його знаменитої роботи Про збереження сили(Über die Erhaltubg der Kraft). 23 липня 1847 Гельмгольц зробив доповідь по цій темі в Фізичному суспільстві. У ньому він математично обгрунтував закон збереження сил (на сучасному науковому мовою - енергії), показав його універсальність, ввів поняття потенційної енергії (в його термінології - сили напруги), зв'язав закон збереження енергії з неможливістю побудови вічного двигуна.
У 1848 Гельмгольца звільняють від військової служби, та він обіймає посаду екстраординарного професора фізіології і загальної патології в університеті Кенігсберга. У 1855 він переходить до Боннського університету, в 1858 стає професором фізіології в Гейдельберзі. Весь цей час тривають його заняття фізіологією. Він вимірює швидкість поширення нервового імпульсу, вивчає процес м'язового скорочення. Гельмгольц стає першою людиною, який побачив сітківку ока живу людину; для цього він використовує спеціальне очне дзеркало - офтальмоскоп, винайдений ним в 1850. Його великі дослідження з фізіології зору (теорія акомодації, колірного зору і т.д.) були узагальнені в класичній праці Керівництво по фізіологічній оптиці(Handbuch der physiologischen Optik, Bd. 1-3, 1856-1857). В1856 дослідженням комбінаційних тонів почалися акустичні роботи Гельмгольца. Він побудував модель вуха, що дозволила вивчити характер дії звукових хвиль на орган слуху, вирішив завдання т.зв. органної труби, розробив теорію сприйняття і видавання звуків. Крім того, він проводить важливі дослідження коливання струн і акустичних резонаторів (резонаторів Гельмгольца), займається гидродинамикой вихорів, розробляє принцип механічного подібності, що дозволив пояснити ряд метеорологічних явищ і механізм утворення морських хвиль.
У 1870 Гельмгольца запросили до Берліна, де очолювана ним кафедра і лабораторія стали неформальним центром фізики в Німеччині. У 1888 він очолив Фізико-технічної університет, де велися як прикладні, так і фундаментальні дослідження. Під керівництвом Гельмгольца інститут перетворився на великий науковий центр, куди приїжджали вчитися молоді фізики з багатьох країн, в тому числі і з Росії.
У 1870-1880 Гельмгольц багато займався проблемами електродинаміки, намагаючись знайти критерії для вибору на користь однієї з існуючих на той час електродинамічних теорій. Під його впливом Г. Герц провів дослідження, що привели до виявлення електромагнітних хвиль. Велику роль у розвитку електромагнетизму зіграли і власні досліди Гельмгольца, поставлені їм ще в 1869. Звернувши увагу на коливальний характер розряду лейденської банки, він показав, що аналогічні коливання виникають в індукційній котушці, з'єднаної з конденсатором (тобто по суті створив коливальний контур , що складається з індуктивності і ємності). У 1881 Гельмгольц висунув ідею атомарної природи електрики, в 1882 сформулював другий початок термодинаміки у формі, що дозволяє застосовувати його до хімічних процесів, ввів поняття вільної та зв'язаної енергії.
Широку популярність здобули підручники Гельмгольца: Лекції по електромагнітної теорії світла(Vorlesungen über die elektromagnetische Theorie des Licht, 1897); Лекції з теоретичної фізики(Vorlesungen über theoretische Physik, Bd. 1-6, 1897-1907).
Гельмгольц був членом Берлінської, Празької, Петербурзької АН, інших наукових товариств.
література Гельмгольц Г. сприйняття звуку. СПб, 1875
Гельмгольц Г. Про збереження сили. М. - Л., 1934
Лебединський А.В., Франкфурт У.И., Франк А.М. Гельмгольц. М., 1966
- Вконтакте 0
- Google+ 0
- ОК 0
- Facebook 0
