Герман людвиг фердинанд фон гельмгольц гениальный. Герман гельмгольц - о сохранении силы

ГЕЛЬМГОЛЬЦ, ГЕРМАН ЛЮДВИГ ФЕРДИНАНД (Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand von) (1821–1894), немецкий физик, математик, физиолог и психолог. Родился в Потсдаме 31 августа 1821. В 1838 окончил гимназию. Несмотря на интерес к физике, не смог из-за недостатка средств поступить в университет. Подписав обязательство прослужить восемь лет военным хирургом, был принят в Военно-медицинский институт Фридриха Вильгельма в Берлине. В 1842 защитил диссертацию по физиологии, в 1843–1848 служил военным врачом в Потсдаме. Здесь он заинтересовался физиологией, которую преподавал известный физиолог И.Мюллер, близко сошелся с молодыми исследователями Э.Дюбуа-Реймоном и Э.Брюкке, увлеченными идеей преобразования физиологии как науки путем введения в нее методов физики и химии.

В 1845 Гельмгольц вступил в члены Берлинского физического общества. Начиная с этого времени он стал регулярно ездить в Берлин, где проводил эксперименты в лаборатории известного физика Г.Магнуса. В 1845–1846 сформировались основные идеи ученого, послужившие основной его знаменитой работы О сохранении силы (Über die Erhaltubg der Kraft ). 23 июля 1847 Гельмгольц сделал доклад по этой теме в Физическом обществе. В нем он математически обосновал закон сохранениия сил (на современном научном языке – энергии), показал его универсальность, ввел понятие потенциальной энергии (в его терминологии – силы напряжения), связал закон сохранения энергии с невозможностью построения вечного двигателя.

В 1848 Гельмгольца освобождают от военной службы, и он занимает должность экстраординарного профессора физиологии и общей патологии в университете Кёнигсберга. В 1855 он переходит в Боннский университет, в 1858 становится профессором физиологии в Гейдельберге. Все это время продолжаются его занятия физиологией. Он измеряет скорость распространения нервного импульса, изучает процесс мышечного сокращения. Гельмгольц становится первым человеком, увидевшим сетчатку глаза живого человека; для этого он использует специальное глазное зеркало – офтальмоскоп, изобретенное им в 1850. Его обширные исследования по физиологии зрения (теория аккомодации, цветового зрения и т.д.) были обобщены в классическом труде Руководство по физиологической оптике (Handbuch der physiologischen Optik , Bd. 1–3, 1856–1857). В1856 исследованием комбинационных тонов начались акустические работы Гельмгольца. Он построил модель уха , позволившую изучить характер воздействия звуковых волн на орган слуха, решил задачу т.н. органной трубы, разработал теорию восприятия и издавания звуков. Кроме того, он проводит важные исследования колебания струн и акустических резонаторов (резонаторов Гельмгольца), занимается гидродинамикой вихрей, разрабатывает принцип механического подобия, позволивший объяснить ряд метеорологических явлений и механизм образования морских волн.

В 1870 Гельмгольца пригласили в Берлин, где возглавляемая им кафедра и лаборатория стали неформальным центром физики в Германии. В 1888 он возглавил Физико-технической университет, где велись как прикладные, так и фундаментальные исследования. Под руководством Гельмгольца институт превратился в крупный научный центр, куда приезжали учиться молодые физики из многих стран, в том числе и из России.

В 1870–1880 Гельмгольц много занимался проблемами электродинамики, пытаясь найти критерии для выбора в пользу одной из существовавших тогда электродинамических теорий. Под его влиянием Г.Герц провел исследования, приведшие к обнаружению электромагнитных волн. Большую роль в развитии электромагнетизма сыграли и собственные опыты Гельмгольца, поставленные им еще в 1869. Обратив внимание на колебательный характер разряда лейденской банки, он показал, что аналогичные колебания возникают в индукционной катушке, соединенной с конденсатором (т.е. по существу создал колебательный контур, состоящий из индуктивности и емкости). В 1881 Гельмгольц выдвинул идею атомарной природы электричества, в 1882 сформулировал второе начало термодинамики в форме, позволяющей применять его к химическим процессам, ввел понятия свободной и связанной энергии.

Широкую известность получили учебники Гельмгольца: Лекции по электромагнитной теории света (Vorlesungen über die elektromagnetische Theorie des Licht, 1897 ); Лекции по теоретической физике (Vorlesungen über theoretische Physik , Bd. 1–6, 1897–1907).

Гельмгольц был членом Берлинской, Пражской, Петербургской АН, других научных обществ.

ГЕРМАН ГЕЛЬМГОЛЬЦ

Герман Гельмгольц - один из величайших учёных XIX века. Физика, физиология, анатомия, психология, математика… В каждой из этих наук он сделал блестящие открытия, которые принесли ему мировую славу.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц родился 31 августа 1821 года в семье потсдамского учителя гимназии. По желанию отца, в 1838 году Герман поступил в военно-медицинский институт Фридриха Вильгельма для изучения медицины. Под влиянием знаменитого физиолога Иоганна Мюллера, Гельмгольц посвятил себя изучению физиологии и по прослушании курса института защитил в 1842 году докторскую диссертацию, посвящённую строению нервной системы. В этой работе двадцатидвухлетний врач впервые доказал существование целостных структурных элементов нервной ткани, получивших позднее название нейронов.

В том же году Герман назначается ординатором в больницу в Берлине. С 1843 года начался служебный путь Гельмгольца в качестве потсдамского военного врача. Жил он в казарме и вставал в пять часов утра по сигналу кавалерийской трубы. Но эскадронный хирург гусарского полка находил время и для занятий наукой. В 1845 году он прощается с военной службой и едет в Берлин для подготовки к государственным экзаменам на звание врача. Гельмгольц усердно занимается в домашней физической лаборатории Густава Магнуса.

А. Г. Столетов, чутко уловивший перелом в научном развитии Германии в сороковых годах, писал: «Домашняя лаборатория Магнуса - первый пример физической лаборатории - становится рассадником физиков-экспериментаторов». Впоследствии воспитанник этой лаборатории Гельмгольц становится преемником Магнуса и переносит лабораторию в здание Берлинского университета, где она превращается в мировой научный центр.

Другим учителем Гельмгольца в Берлине был Иоганн Мюллер. Много позднее 2 ноября 1871, на чествовании Гельмгольца по случаю его семидесятилетия он произнёс речь, в которой охарактеризовал свой научный путь. Он указал, что под влиянием Иоганна Мюллера заинтересовался вопросом о загадочном существе жизненной силы. Размышляя над этой проблемой, Гельмгольц в последний год студенчества пришёл к выводу, что теория жизненной силы «приписывает всякому живому телу свойства так называемого perpetuum mobile». Гельмгольц был знаком с проблемой вечного двигателя со школьных лет, а в студенческие годы «в свободные минуты… разыскивал и просматривал сочинения Даниила Бернулли, Даламбера и других математиков прошлого столетия». «Таким образом, я, - говорил Гельмгольц, - натолкнулся на вопрос: „Какое отношение должно существовать между различными силами природы, если принять, что perpetuum mobile вообще невозможен?“ - и далее: „Выполняются ли в действительности все эти отношения?“»

В журнале Мюллера Гельмгольц опубликовал в 1845 году работу «О расходовании вещества при действии мышц». В том же 1845 году молодые учёные, группировавшиеся вокруг Магнуса и Мюллера, образовали Берлинское физическое общество. В него вошёл и Гельмгольц. С 1845 года общество, превратившееся в дальнейшем в Немецкое физическое общество, стало издавать первый реферативный журнал «Успехи физики».

Научное развитие Гельмгольца происходило, таким образом, в благоприятной обстановке возросшего интереса к естествознанию в Берлине. Уже в первом томе «Успехов физики, 1845», вышедшем в Берлине в 1847 году, был напечатан обзор, выполненный Гельмгольцем по теории физиологических тепловых явлений. 23 июля 1847 года он сделал на заседании Берлинского физического общества доклад «О сохранении силы». В том же году он был опубликован отдельной брошюрой.

Авторитеты в то время «были склонны отвергать справедливость закона; среди той ревностной борьбы, какую они вели с натурфилософией Гегеля, и моя работа была сочтена за фантастическое умствование…». Однако Гельмгольц не был одинок, его поддержала научная молодёжь, и, прежде всего, будущий знаменитый физиолог Дюбуа Реймон и молодое Берлинское физическое общество.

Что же касается отношения его к работам предшественников Майера и Джоуля, то Гельмгольц неоднократно признавал приоритет Майера и Джоуля, подчёркивая, однако, что с работой Майера он не был знаком, а работы Джоуля знал недостаточно.

В отличие от своих предшественников он связывает закон с принципом невозможности вечного двигателя. Материю Гельмгольц рассматривает как пассивную и неподвижную. Для того чтобы описать изменения, происходящие в мире, её надо наделить силами как притягательными, так и отталкивательными. «Явления природы, - говорит Гельмгольц, - должны быть сведены к движениям материи с неизменными движущими силами, которые зависят только от пространственных взаимоотношений».

Таким образом, мир, по Гельмгольцу, - это совокупность материальных точек, взаимодействующих друг с другом с центральными силами. Силы эти консервативны, и Гельмгольц во главу своего исследования ставит принцип сохранения живой силы. Принцип Майера «из ничего ничего не бывает» Гельмгольц заменяет более конкретным положением, что «невозможно при существовании любой произвольной комбинации тел получать непрерывно из ничего движущую силу».

Принцип сохранения живой силы в его формулировке гласит: «Если любое число подвижных материальных точек движется только под влиянием таких сил, которые зависят от взаимодействия точек друг на друга или которые направлены к неподвижным центрам, то сумма живых сил всех взятых вместе точек останется одна и та же во все моменты времени, в которые все точки получают те же самые относительные положения друг по отношению к другу и по отношению к существующим неподвижным центрам, каковы бы ни были их траектории и скорости в промежутках между соответствующими моментами».

Сформулировав этот принцип, Гельмгольц рассматривает его применения в различных частных случаях. Рассматривая электрические явления, Гельмгольц находит выражение энергии точечных зарядов и показывает физическое значение функции, названной Гауссом потенциалом. Далее он вычисляет энергию системы заряженных проводников и показывает, что при разряде лейденских банок выделяется теплота, эквивалентная запасённой электрической энергии. Он показал при этом, что разряд является колебательным процессом и электрические колебания «делаются всё меньше и меньше, пока наконец живая сила не будет уничтожена суммой сопротивлений».

Затем Гельмгольц рассматривает гальванизм. Гельмгольц разбирает энергетические процессы в гальванических источниках, в термоэлектрических явлениях, положив начало будущей термодинамической теории этих явлений. Рассматривая магнетизм и электромагнетизм, Гельмгольц, в частности, даёт свой известный вывод выражения электродвижущей силы индукции, исходя из исследований Неймана и опираясь на закон Ленца.

В своём сочинении Гельмгольц в отличие от Майера уделяет главное внимание физике и лишь очень бегло и сжато говорит о биологических явлениях. Тем не менее именно это сочинение открыло Гельмгольцу дорогу к кафедре физиологии и общей патологии медицинского факультета Кёнигсбергского университета, где он в 1849 году получил должность экстраординарного профессора.

Эту должность Гельмгольц занимал до 1855 года, когда он перешёл профессором анатомии и физиологии в Бонн. В 1858 году Гельмгольц становится профессором физиологии в Гейдельберге, где он много и успешно занимался физиологией зрения. Эти исследования существенно обогатили область знания и практическую медицину. Итогом этих исследований явилась знаменитая «Физиологическая оптика» Гельмгольца, первый выпуск которой вышел в 1856 году, второй - в 1860 году, а третий - в 1867 году.

Глаз - один из замечательнейших органов нашего тела. О его работе знали и раньше, сравнивали её с работой фотографического аппарата. Но для полного выяснения даже только физической стороны зрения мало грубого сравнения с фотокамерой. Нужно решить ряд сложных задач из области не только физики, но и физиологии и даже психологии. Разрешать их приходилось на живом глазу, и Гельмгольц сумел сделать это. Он построил особый, изумительный по своей простоте аппарат (офтальмометр), который позволял измерять кривизну роговой оболочки задней и передней поверхности хрусталика. Так было изучено преломление лучей в глазу.

Мы видим предметы окрашенными в тот или иной цвет, наше зрение цветное. Что лежит в его основе? Изучение глаза показало, что сетчатка имеет три основных светоощущающих элемента: один из них сильнее всего раздражается красными лучами, другой - зелёными, третий - синими. Любой цвет вызывает более сильное раздражение одного из элементов и более слабое остальных. Комбинации раздражений создают всю ту игру цветов, которую мы видим вокруг себя.

Чтобы исследовать дно живого глаза, Гельмгольц изготовил особый прибор: глазное зеркало (офтальмоскоп). Этот прибор давно уже стал обязательным снаряжением каждого глазного врача.

Гельмгольц сделал очень много для изучения глаза и зрения: создал физиологическую оптику - науку о глазе и зрении.

Здесь же, в Гейдельберге, Гельмгольц проводил свои классические исследования по скорости распространения нервного возбуждения. Лягушки для препарирования много раз побывали на лабораторном столе учёного. Он изучал на них скорость распространения возбуждения по нерву. Нерв получал раздражение током, вызванное возбуждение достигало мышцы, и она сокращалась. Зная расстояния между этими двумя точками и разницу во времени, можно высчитать скорость распространения возбуждения по нерву. Она оказалась совсем небольшой, всего от 30 до 100 м/с.

Как будто совсем простой опыт. Он и выглядит простым теперь, когда Гельмгольц его разработал. А до него утверждали, что измерить эту скорость нельзя: она есть проявление таинственной «жизненной силы», не поддающейся измерениям.

Не меньше Гельмгольц сделал и для изучения слуха и уха (физиологическая акустика). В 1863 году вышла его книга «Учение о звуковых ощущениях как физиологическая основа акустики».

И здесь до исследований Гельмгольца многое, связанное со слухом, было изучено очень слабо. Знали, как возникает и распространяется звук, но очень мало было известно о тех воздействиях, которые оказывают звуки на способные колебаться предметы. Гельмгольц раньше всех занялся этим сложным явлением. Создав теорию резонанса, он создал затем на её основе учение о слуховых ощущениях, о нашем голосе, о музыкальных инструментах. Изучая явления колебаний, Гельмгольц разработал и ряд вопросов, имеющих огромное значение для теории музыки, дал анализ причин музыкальной гармонии.

На примере Гельмгольца видно, какое огромное значение имеет широта кругозора учёного, богатство и разнообразие его знаний и интересов. Там же, в Гейдельберге, вышли его классические работы по гидродинамике и основаниям геометрии.

С марта 1871 года Гельмгольц становится профессором Берлинского университета. Он создаёт физический институт, в который приезжали работать физики всего мира.

С переездом в Берлин Гельмгольц посвящает себя исключительно физике, причём изучает её наиболее сложные области: электродинамику, в которой, исходя из идей Фарадея, разрабатывает собственную теорию, затем гидродинамику и явления электролиза в связи с термохимией. Особенно замечательны его работы по гидродинамике, начатые ещё в 1858 году, в которых Гельмгольц даёт теорию вихревого движения и течения жидкости и в которых ему удаётся решить несколько весьма трудных математических задач. В 1882 году Гельмгольц формулирует теорию свободной энергии, в которой решает вопрос о том, какая часть полной молекулярной энергии некой системы может превратиться в работу. Эта теория имеет в термохимии то же значение, что принцип Карно в термодинамике.

В 1883 году император Вильгельм жалует Гельмгольцу дворянское звание. В 1884 году Гельмгольц публикует теорию аномальной дисперсии, а немного позже несколько важных работ по теоретической механике. К этому же времени относятся работы по метеорологии.

В 1888 году Гельмгольц назначается директором вновь учреждённого правительственного физико-технического института в Шарлотенбурге - Центра немецкой метрологии, в организации которого он принимал самое активное участие. В то же время учёный продолжает читать лекции теоретической физики в университете.

У Гельмгольца было много учеников; его лекции слушали тысячи студентов. Поработать в его лаборатории, поучиться искусству эксперимента приезжали многие молодые учёные. Его учениками могут считаться многие русские учёные - физиологи Е. Адамюк, Н. Бакст, Ф. Заварыкин, И. Сеченов, физики П. Лебедев, П. Зидов, Р. Колли, А. Соколов, Н. Шиддер.

К сожалению, не только радостные события ждали Гельмгольца в старости. Его сын Роберт, подававший большие надежды молодой физик безвременно скончался в 1889 году, оставив работу о лучеиспускании горящих газов.

Самые последние работы учёного, написанные в 1891–1892 годах, относятся к теоретической механике.

Из книги Энциклопедический словарь (Г-Д) автора Брокгауз Ф. А.

Гельмгольц Гельмгольц (Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz) – один из величайших современных естествоиспытателей, род. в Потсдаме 19 авг. 1821 г. По желанию отца в 1838 г. поступил в военно-медицинский институт Фридриха Вильгельма для изучения медицины; под влиянием знаменитого физиолога

Из книги 100 великих врачей автора Шойфет Михаил Семёнович

Гельмгольц (1821–1894) Герман-Людвиг-Фердинанд фон Гельмгольц (Helmholtz) - считался в Германии национальным достоянием. Ему удалось стать первым врачом среди ученых и первым ученым среди врачей. Любопытный факт. Хотя Гельмгольц был так же глубок, так же широко захватывал

Из книги Большая Советская Энциклопедия (БА) автора БСЭ

Бар Герман Бар (Bahr) Герман (19.7.1863, Линц, - 15.1.1934, Мюнхен), австрийский писатель. После путешествия в Петербург опубликовал новеллу «Поездка в Россию» (1893). В теоретических сочинениях «К критике модернизма» (1890), «Преодоление натурализма» (1891) Б. защищал принципы

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГР) автора БСЭ

автора Кондрашов Анатолий Павлович

Из книги Энциклопедия славянской культуры, письменности и мифологии автора Кононенко Алексей Анатольевич

Юнг Герман Юнг (Jung) Герман (1830 - 3.9.1901, Лондон), швейцарский часовщик, деятель международного рабочего движения. Участник Революции 1848-49 в Германии, после её поражения эмигрировал в Лондон. Член Генерального совета 1-го Интернационала (1864-72), секретарь-корреспондент для

Из книги Большой словарь цитат и крылатых выражений автора

Из книги Всемирная история в изречениях и цитатах автора Душенко Константин Васильевич

Как оценивал степень совершенства человеческого глаза немецкий физик Гельмгольц? При всем своем совершенстве человеческий глаз все же не лишен недостатков. Немецкий физик Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821–1894), изучавший оптику глаза, как-то сказал: «Если бы

Из книги автора

Из книги автора

Из книги автора

КАН, Герман (Kahn Herman, 1922–1983), американский политолог и футуролог 34 Избыточное уничтожение. // Overkill. «О термоядерной войне» (1960) ? Safire, p. 540, 836 Переводится также как «многократное уничтожение». 35 Машина Судного дня. // Doomsday Machine. «О термоядерной войне» ? Safire, p. 195 Так Кан назвал

Из книги автора

КАН Герман (Kahn Herman, 1922–1983),американский политолог и футуролог18Избыточное уничтожение. // Overkill.«О термоядерной войне» (1959)? Safire, p. 540, 836Переводится также как «многократное уничтожение».19Машина Судного дня. // Doomsday Machine.Там же? Safire, p. 195Так Кан назвал гипотетическое

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик , уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц

Гельмгольц (Helmholtz) Герман Людвиг Фердинанд (1821-1894), немецкий ученый, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1868). Автор фундаментальных трудов по физике, биофизике, физиологии, психологии. Впервые (1847) математически обосновал закон сохранения энергии , показав его всеобщий характер. Разработал термодинамическую теорию химических процессов, ввел понятия свободной и связанной энергий. Заложил основы теорий вихревого движения жидкости и аномальной дисперсии. Автор основополагающих трудов по физиологии слуха и зрения. Обнаружил и измерил теплообразование в мышцах, изучил процесс сокращения мышц, измерил скорость распространения нервного импульса. Сторонник физиологического идеализма.

Гельмгольц Герман (1821-1894) - немецкий естествоиспытатель. Его физико-химические методы исследования живого организма нанесли удар по витализму и способствовали развитию материалистических взглядов в биологии. В физиологии Гельмгольца сделал ряд крупных открытий (измерение скорости распространения возбуждения в нервном волокне, исследования по физиологии органов чувств и закономерностей восприятия пространства и др.). В работах по теоретической физике и др. разделам естествознания Гельмгольц придерживался стихийно-материалистических взглядов. Однако в ряде случаев Гельмгольц склонялся к кантианству, отступая от материализма. Так, из учений о «специфической энергии органов чувств» он сделал неправильный вывод, согласно которому ощущения не есть субъективные образы объективных свойств вещей, а представляют собой лишь знаки, «иероглифы», не имеющие никакого сходства с этими свойствами (Иероглифов теория). Ленин в книге «Материализм и эмпириокритицизм » подверг критике непоследовательность философских взглядов Гельмгольца.

Философский словарь. Под ред. И.Т. Фролова . М., 1991, с. 85.

Гельмгольц (Helmholtz) Герман фон (1821-1894) - немецкий физик, физиолог и психолог. Биография. Профессор физиологии и анатомии в Кенигсберге, Бонне, Гейдельберге, с 1870 г.- профессор физики в Берлине. С 1888 г. - директор Государственного физико-технического института. Исследования. Опубликовал более 200 работ но анатомии, медицине, физиологии, физике, психологии. В одной из первых своих работ показал, что живые организмы не могут нарушать общий закон сохранения энергии. Впервые проделал измерение скорости проведения возбуждения по нервным волокнам (1850). Особое внимание уделял вопросам сенсорной физиологии и психологии. Будучи исследователем кантианской философии, на основе принципа специфических энергий И. Мюллера и теории локальных знаков P. Г. Лотце разрабатывал собственную теорию восприятия, «теорию иероглифов». В соответствии с этой теорией субъективные образы не имеют сходства с объективными свойствами воспринимаемых предметов, но представляют собой лишь их знаки. Восприятие трактовалось как двухступенчатый процесс. В основе лежит ощущение, качество и интенсивность которого обусловлены врожденными механизмами, специфическими для данного органа восприятия. На основе этих ощущений уже в реальном опыте образуются ассоциации. Таким образом, акту алы сое восприятие определяется уже имеющимися у индивида «привычными способами», за счет которых сохраняется постоянство видимого мира. Описал на основе этой концепции механизмы восприятия пространства, в котором на первый план выдвигалась роль мышечных движений. В соответствии с его гипотезой «бессознательных умозаключений» восприятие величины предмета - это результат связи между величиной изображения на сетчатке и степенью напряжения мышц, за счет которых происходит сведение глаз на предмете. Эта точка зрения послужила основой для критики его со стороны нативистов (Э.Геринг). Развил «трехкомпонентную» теорию цветового зрения Т. Юнга. Разработал «резонансную» теорию слуха. Исторический контекст. Сотрудниками и учениками Гельмгольца были В. Вундт и И. М. Сеченов.

Кондаков И.М. Психология. Иллюстрированный словарь. // И.М. Кондаков. – 2-е изд. доп. И перераб. – СПб., 2007, с. 128-129.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц родился 31 августа 1821 году в семье Потсдамского учителя гимназии. По желанию отца, в 1838 году Герман поступил в военно-медицинский институт Фридриха-Вильгельма для изучения медицины. В 1842 году он защитил докторскую диссертацию, посвященную строению нервной системы. В этой работе он впервые доказал существование целостных структурных элементов нервной ткани, получивших позднее название нейронов.

В 1845 году он едет в Берлин для подготовки к государственным экзаменам на звание врача.

В журнале Мюллера Гельмгольц опубликовал в 1845 году работу "О расходовании вещества при действии мышц". Уже в первом томе "Успехов физики, 1845", вышедшем в Берлине в 1847 году, был напечатан обзор, выполненный Гельмгольцем по теории физиологических тепловых явлений. 23 июля 1847 году он сделал на заседании Берлинского физического общества доклад "О сохранении силы".

Принцип сохранения живой силы в его формулировке гласит: "Если любое число подвижных материальных точек движется только под влиянием таких сил, которые зависят от взаимодействия точек друг на друга или которые направлены к неподвижным центрам, то сумма живых сил всех взятых вместе точек останется одна и та же во все моменты времени, в которые все точки получают те же самые относительные положения друг по отношению к другу и по отношению к существующим неподвижным центрам, каковы бы ни были их траектории и скорости в промежутках между соответствующими моментами".

Сформулировав этот принцип, Гельмгольц рассматривает его применения в различных частных случаях.

В своем сочинении Гельмгольц уделяет главное внимание физике и очень бегло и сжато говорит о биологических явлениях. Именно это сочинение открыло Гельмгольцу дорогу к кафедре физиологии и общей патологии медицинского факультета Кенигсбергского университета, где он в 1849 году получил должность экстраординарного профессора.

Эту должность Гельмгольц занимал до 1855 года, когда он перешел профессором анатомии и физиологии в Бонн. В 1858 году Гельмгольц становится профессором физиологии в Гейдельберге, где он много занимался физиологией зрения. Итогом этих исследований явилась "Физиологическая оптика" Гельмгольца, первый выпуск которой вышел в 1856 году.

Гельмгольц построил особый аппарат (офтальмометр), который позволял измерять кривизну роговой оболочки задней и передней поверхности хрусталика. Так было изучено преломление лучей в глазу.

Чтобы исследовать дно живого глаза, Гельмгольц изготовил особый прибор: глазное зеркало (офтальмоскоп). Гельмгольц создал физиологическую оптику - науку о глазе и зрении.

Здесь же, в Гейдельберге, Гельмгольц проводил свои классические исследования по скорости распространения нервного возбуждения. Нерв получал раздражение током, вызванное возбуждение достигало мышцы, и она сокращалась. Зная расстояния между этими двумя точками и разницу во времени, можно высчитать скорость распространения возбуждения по нерву. Она оказалась совсем небольшой, всего от 30 до 100 м/сек.

До Гельмгольца утверждали, что измерить эту скорость нельзя: она есть проявление таинственной "жизненной силы", не поддающейся измерениям.

В 1863 году вышла его книга "Учение о звуковых ощущениях как физиологическая основа акустики". Создав теорию резонанса, он создал затем на ее основе учение о слуховых ощущениях, о голосе, о музыкальных инструментах.

С марта 1871 года Гельмгольц становится профессором Берлинского университета.

С переездом в Берлин Гельмгольц посвящает себя исключительно физике, причем изучает ее наиболее сложные области: электродинамику, в которой, исходя из идей Фарадея, разрабатывает собственную теорию, затем гидродинамику и явления электролиза в связи с термохимией. В 1858 году выходят работы, в которых Гельмгольц дает теорию вихревого движения и течения жидкости. В 1882 году Гельмгольц формулирует теорию свободной энергии.

В 1883 году император Вильгельм жалует Гельмгольцу дворянское звание. В 1884 году Гельмгольц публикует теорию аномальной дисперсии. К этому же времени относятся работы по метеорологии.

В 1888 году Гельмгольц назначается директором вновь учрежденного правительственного физико-технического института в Шарлотенбурге - центра немецкой метрологии.

Перепечатывается с сайта http://100top.ru/encyclopedia/

Далее читайте:

Исторические лица Германии (биографический справочник).

Сочинения:

Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки. СПб., 1875; Сочинения. Выи. 1-5. СПб., 1895-1897; О восприятиях вообще // Хрестоматия по ощущению и восприятию / Под ред. Ю. Б. Гиппенрейтер, М. Б. Михалевской. М.: Изд-во МГУ, 1975.

Литература:

Челпанов Е. И. Гельмгольц как философ и психолог// Вопросы философии и психологии. 1891. Кн. 10; Ярошевский М. Г. История психологии: От античности до середины XX века. М.: Академия, 1996; Г. Гельмгольц // Психология: Биографический библиографический словарь / Под ред. Н. Шихи, Э. Дж. Чепмана, У. А. Конроя. СПб.: Евразия, 1999.

От его фигуры с задумчивыми глазами веяло каким-то миром, словно не от мира сего. Он производил на меня впечатление, подобное тому, какое я испытывал, глядя впервые на Сикстинскую мадонну в Дрездене, тем более что его глаза по выражению были в самом деле похожи на глаза этой мадонны. Вероятно, такое же впечатление он производил и при близком знакомстве… В Германии его считали национальным сокровищем и были очень недовольны описанием одного англичанина, что с виду Гельмгольц похож скорее на итальянца, чем на немца.

И.М. Сеченов

Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (31 августа 1821 - 8 сентября 1894) - немецкий физик, математик, врач, физиолог и психолог.

Гельмгольц - считается в Германии национальным достоянием. Ему удалось стать первым врачом среди ученых и первым ученым среди врачей. Любопытный факт. Хотя Гельмгольц был так же глубок, так же широко захватывал области знания и был так же гениален в своих исследованиях как Лейбниц, он обладал плохой памятью, учился весьма посредственно и окончил гимназию с грехом пополам. Во время его учебы в гимназии никто даже подумать не мог, что он столько полезного сделает в науке!

Отец Германа Август Фердинанд Юлиус Гельмгольц получил высшее образование в Берлинском университете, где сначала учился на теологическом факультете и занимался философией. В 1813 году, увлеченный идеей национального возрождения Германии, он вступил добровольцем в войска и, несмотря на слабое здоровье, два года провел в походах. После заключения мира он вновь поступил в университет, на сей раз на факультет филологии. Он выдержал в 1820 году специальный экзамен и получил место старшего учителя в гимназии Потсдама. В первый год своего учительства он женился на Каролине Пенн, дочери артиллерийского офицера, происходившего по женской линии из семьи Соваж, переселившейся в Германию в начале XIX века. Так что Герман Гельмгольц отчасти француз.

Герман родился 31 августа 1821 года в германском городе Потсдаме. Кроме него, в семье позже появились две девочки и мальчик. В детстве Герман рос хилым ребенком, часто и подолгу хворал. Каждая болезнь заставляла его родителей вздрагивать, опасаясь за своего первенца. Рано обнаружился и некоторый недостаток в его умственном складе: слабая память на вещи, не имеющие внутренней связи. Он с трудом различал правую и левую стороны. Позже, когда в школе изучал языки, он труднее чем другие, запоминал неправильные грамматические формы, особенно обороты речи. Историю он едва осилил, мукой было учить наизусть отрывки в прозе. Этот недостаток только усилился с годами и стал бедствием его старости. Когда в классе читали Цицерона или Вергилия, он под столом вычислял ход лучей в телескопах и уже тогда нашел некоторые оптические теоремы, о которых ничего не говорилось в учебниках.

12 сентября 1838 года Герман окончил гимназию, и встал вопрос о выборе карьеры. Из наук его более всего привлекало естествознание. Однако отсутствие необходимых средств для того, чтобы посвятить себя чистой науке, заставило отца Германа отсоветовать сыну идти на естественный факультет, и Герман решился посвятить себя изучению медицины как области, которая может помочь ему так устроиться в будущем, чтобы не прерывать своих занятий физикой и математикой.

Семнадцатилетний студент в первом семестре изучает физику, химию и анатомию. Кроме этих главных предметов, он за первый год прослушал логику, историю, латинский и французский языки. Свободное время в течение каникул и праздников Герман посвящал чтению Гомера, Байрона, Био и Канта. Герману повезло с преподавателем физиологии Иоганнесом Мюллером, светилом немецкой физиологической науки. Во втором семестре под влиянием своего знаменитого учителя Герман заинтересовался физиологией и гистологией. Учеников Мюллера объединяло одинаковое стремление связать физику с физиологией и найти для их обоснования более прочный фундамент. Герман значительно превосходил своих друзей в знании математики, которая давала ему возможность точно «формулировать задачи и давать методом их решения правильное направление».

Работа Германа в лаборатории Мюллера, начатая блестяще в студенческие годы и захватившая его, была осенью 1842 года прервана практической работой в качестве хирурга в военном госпитале Шаритэ в Берлине, продолжавшаяся целый год и отнимавшая у него ежедневно время от 7 утра до 8 вечера. Тем не менее 2 ноября 1842 года Герман защитил докторскую диссертацию на латинском языке «О строении нервной системы беспозвоночных».

По окончании института Гельмгольц направляется в больницу Шаритэ ординатором. Одновременно он трудится в домашней лаборатории Густава Магнуса (1802-1870), автора изданий по механике, гидродинамике, теплоте и т.п. Гельмгольцу предстояла семилетняя отработка стипендии в качестве военного врача. Ему удалось устроиться в Потсдаме, недалеко от Берлина: в октябре 1843 года он служил эскадронным хирургом королевского лейб-гвардии гусарского полка. Живет Гельмгольц в казарме, встает, как все, в пять часов утра по сигналу кавалерийской трубы. Несмотря на все неудобства казарменного быта, он умудряется устроить маленькую физико-физиологическую лабораторию и в 1845 году произвести свои опыты относительно расхода веществ при мышечной работе, для чего Дюбуа-Реймон передал ему портативные весы.

В этом же году физики и химики, работавшие в лаборатории Магнуса, образовали физическое общество, куда приняли молодого Гельмгольца. В июле того же года Гельмгольц сделал составивший эпоху доклад в физическом обществе «О сохранении силы». Он пытался опубликовать эту гениальную работу в научном журнале, но ее не оценили, тогда он издал ее в 1847 году отдельной книгой. Итак, Гельмгольц математически обосновал провозглашенный еще в XVIII веке Ломоносовым закон сохранения энергии, показав его всеобщий характер, и применил этот закон в физиологии. Он объединил этой работой физические, химические и биологические науки, которым принцип сохранения энергии дал прочную основу и положил основание всемирной известности Гельмгольца.

Труды Гельмгольца в области физиологии посвящены изучению нервной и мышечной систем. Он обнаружил и измерил теплообразование в мышце термоэлектрическим методом (1845-1847) и, пользуясь им же разработанной графической методикой, детально изучил процесс мышечного сокращения (1850-1854) в опытах на лягушке. В частности Гельмгольц установил, что скорость распространения возбуждения по нервам оказалось равной 27 метрам в секунду. Как отличалась эта сравнительно небольшая скорость от той фантастической цифры, которую называли ученые! Предполагали, что скорость движения возбуждения по нервам равна скорости света - 300 тысяч километров в секунду!

Учение Гельмгольца о «бессознательном выводе» как операции построения образа, в которой участвует мышечное движение, наполнило эту категорию новым содержанием. Роль мышечного движения в порождении сенсорных продуктов раскрыта в учении И.М. Сеченова, от которого тянутся нити к современным воззрениям на механизм переработки сенсорной информации.

6 июня 1859 года у Гельмгольца умер отец. Эта потеря была очень тяжела, т.к. с отцом в течение всей жизни у него сложились не только близкие родственные, но и дружеские отношения.

28 декабря 1859 года скончалась Ольга Гельмгольц, жена учёного. В связи с тяжелым нервным состоянием и усталостью у Гельмгольца участились обморочные состояния, бывавшие и раньше. На его руках остались двое маленьких детей. Через год Гельмгольц женится вторично.

Работы Гельмгольца увели его далеко за пределы физиологии, поэтому нет ничего удивительного в том, что когда в апреле 1870 года, после смерти Густава Магнуса, освободилась кафедра физики в Берлинском университете, то ректор Берлинского университета, получил от министра просвещения фон Мюллера поручение пригласить на кафедру Кирхгофа или Гельмгольца. 13 февраля 1871 года, возвращаясь из путешествия по Швейцарии, Гельмгольц был приглашен в Версаль, где Вильгельм I подписал его назначение профессором физики. По этому поводу Дюбуа-Реймон, немецкий физиолог, заметил:

Произошло неслыханное дело: медик и профессор физиологии занял главную физическую кафедру Германии.

Вскоре Гельмгольца избирают профессором физики в Медико-хирургическую академию, ту академию, в которой он получил свое научное образование. Здесь, продолжая свои работы по физиологической акустике и оптике, он все более и более отходит от медицины, переходит к чисто физическим вопросам. Незадолго до этого Гельмгольц получил от Уильяма Томсона запрос, не желает ли он занять кафедру экспериментальной физики в Кембридже. Приглашение является особенно знаменательным, если учесть, что в Кембридже первым профессором физики был знаменитый Максвелл и позже наиболее крупный из современных физиков Э. Резерфорд.

Во время франко-прусской войны 1873 года Гельмгольц принимает участие в организации помощи раненым. И в этом же году на него обрушилась еще одна семейная трагедия, умерла его дочь Кэт. Гельмгольц тяжело пережил потерю родного человека. Но жизнь идет дальше. 15 октября 1877 года Гельмгольц избирается ректором Берлинского университета и тогда же публикует работу «О мышлении и медицине», представляющую глубочайший интерес до сего времени. В 1888 году его назначают президентом Физико-технологического государственного учреждения; эту должность он совмещал с профессурой по теоретической физике в университете до самой смерти. Здесь им были созданы труды по физике, биофизике, физиологии, психологии. Он разрабатывал термодинамическую теорию химических процессов, ввёл понятия свободной и связанной энергии. Заложил основы теорий вихревого движения жидкостей и аномальной дисперсии.

Ещё при изучении проблем о локализации зрительных впечатлений в поле зрения Гельмгольц пришел к выводу, что все аксиомы геометрии имеют опытное происхождение. После изучения трудов Лобачевского Гельмгольц предложил модель пространства переменной кривизны как «поля изображения выпуклого зеркала или линзы», утверждая, что опытным путем возможно выяснить форму пространства (однако в своих представлениях о пространстве Гельмгольц, в отличие от Лобачевского, следовал учению Канта в допущении «априорности пространства как формы созерцания»). В книге «Счет и измерение» Гельмгольц в качестве главной проблемы арифметики считал обоснование ее автоматической применимости к физическим явлениям. Исходя из того, что само понятие числа заимствовано из опыта, Гельмгольц считал, что действительные числа и их свойства применимы лишь именно к этим опытам, в которых изучаемые объекты не должны трансформироваться (как пошутил А.Лебег, «поместив в клетку льва и кролика, мы не обнаружим в ней позднее двух животных»). По Гельмгольцу, даже понятие равенства неприменимо автоматически к каждому опыту.

Гельмгольц доказал, что даже обычная арифметика целых чисел не может рассматриваться как априорное знание, однако, как писал М.Клайн, «хотя это открытие не поставило под сомнение приложимость математики к описанию реального мира, все же оправданием усилий математиков более не могла считаться надежда на отыскание абсолютной истины или единого закона всего сущего». Многие выдающиеся ученые-математики того времени внутренне не воспринимали устремленности своих коллег и учеников к чистой математике. Так, Л.Кронекер в письме к Гельмгольцу писал:

Ваш богатый практический опыт работы с разумными и интересными проблемами укажет математикам новое направление и придаст им новый импульс... Односторонние и интроспективные математические умозаключения приводят к областям, от которых нельзя ожидать сколько-нибудь ценных плодов.

Софус Ли усовершенствовал рассуждения Гельмгольца относительно характера римановой метрики (1890). Проблема пространства «Ли-Гельмгольца» оказалась важной во многих областях естествознания.

По Гельмгольцу математика дает не более чем логическую структуру законов физики. Еще в мемуаре «О сохранении силы» Гельмгольц давал первую математическую трактовку закона сохранения энергии, указывая на его всеобщность; был также доказан факт подчинения этому закону процессов, происходящих в живых организмах.

После работ Гельмгольца принцип наименьшего действия стал активно применяться в исследованиях по современной теории поля, квантовой электродинамики, термодинамики, оптике и других областях теоретической физики и физической химии. Гельмгольц ввел важнейшие понятия «свободная энергия» (которая способна превращаться в любые формы) и «связанная энергия» (которая способна превращаться только в тепловую форму).

Фундаментальные теоретические исследования Гельмгольца вихревого движения жидкости заложили основы гидро- и аэродинамики.

За год до своей смерти Гельмгольц отправляется на Всемирную выставку в Чикаго. Возвращаясь из путешествия по Америке, он поскользнулся, входя в каюту, и ранил голову, что имело, по-видимому, тяжелые последствия и могло послужить причиной последующего заболевания. Постепенно развился паралич движений, по-видимому, из-за продолжающего разрушать мозг кровоизлияния. Так началась болезнь и тяжелые явления, приведшие к летальному исходу. Утром 12 июля Гельмгольц вышел из дома, но идти самостоятельно уже не смог. К нему подбежал прохожий и помог привести его в комнату и уложить на диван.

Смерть Гельмгольца, всколыхнувшая весь ученый мир, наступила 8 сентября 1894 года в 1 час 11 минут после полудня на 72 году жизни.

Перед Берлинским университетом, где протекали последние годы жизни великого естествоиспытателя, был поставлен мраморный памятник Гельмгольцу.

В Москве именем Гельмгольца назван НИИ Глазных болезней.

Имя Гельмгольца носят следующие объекты естествознания:

  • резонатор Гельмгольца
  • кольца Гельмгольца (катушки Гельмгольца)
  • теория цветоощущения Гельмгольца
  • свободная энергия Гельмгольца
  • уравнение Гельмгольца
  • пространство Ли-Гельмгольца