Герман фон Гельмгольц

редактировать

Герман фон Гельмгольц
Hermann von Helmholtz.jpg
РодилсяГерман Людвиг Фердинанд Гельмгольц. (1821-08-31) 31 августа 1821 г.. Потсдам, провинция Бранденбург, Королевство Пруссия, Германская Конфедерация
Умер8 сентября 1894 г. (1894-09-08) (73 года). Шарлоттенбург, провинция Бранденбург, Королевство Пруссия, Германская империя
НациональностьНемецкий
Образование[de ] (MD, 1842)
Известен по
Супруг (а)Анна фон Гельмгольц
Награды
Научная карьера
Области
Учреждения
Диссертация De fabrica systematis nervosi evertebratorum (1842)
Докторант Йоханнес Петер Мюллер
Докторантура студенты
Влияния
Под влияниемФридрих Альберт Ланге. Людвиг Витгенштейн
Полифоническая сирена Гельмгольца, Хантерский музей, Глазго

Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (31 августа 1821 г. - 8 сентября 1894 г.) Немецкий физик и врач, внесшие значительный вклад в несколько научных областей. В его честь названа крупнейшая немецкая ассоциация исследовательских учреждений, Ассоциация Гельмгольца.

В физиологии и психологии, он известен своей математикой глаза, теориями зрения, идеями о визуальном восприятии пространства, цветовым зрением исследования, а также ощущения тона, восприятия звука и эмпиризма в физиологии восприятия.

В физике он известен своими теориями сохранения энергии, работами в электродинамике, химической термодинамике, и на механическом основании термодинамики.

Как философ, он известен своей философией науки, идеями о соотношении между законами восприятия и законами природы, наукой эстетикой и идеями о цивилизующей силе науки.

Содержание

  • 1 Биография
    • 1.1 Ранние годы
    • 1.2 Посты в университете
  • 2 Исследования
    • 2.1 Механика
    • 2.2 Сенсорная физиология
    • 2.3 Офтальмологическая оптика
    • 2.4 Физиология нервов
    • 2.5 Акустика и эстетика
    • 2.6 Электромагнетизм
  • 3 Цитаты
  • 4 Студенты и сотрудники
  • 5 Достижения и наследие
  • 6 Работы
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
    • 8.1 Цитаты
    • 8.2 Источники
  • 9 Дополнительная литература
  • 10 Внешние ссылки

Биография

Ранние годы

Гельмгольц родился в Потсдаме в семье Директор местной гимназии Фердинанд Гельмгольц, изучавший классическую филологию и философию, и который был близким другом издателя и философа Иммануила Германа Фихте. На творчество Гельмгольца оказали влияние философия Иоганна Готлиба Фихте и Иммануила Канта. Он пытался проследить их теории в эмпирических вопросах, таких как физиология.

В молодости Гельмгольц интересовался естественными науками, но его отец хотел, чтобы он изучал медицину. Гельмгольц получил докторскую степень в [de ] в 1842 году и прошел годичную стажировку в больнице Шарите (поскольку там была финансовая поддержка для студентов-медиков).

Получив образование в основном в области физиологии, Гельмгольц писал по многим другим темам, от теоретической физики до возраста Земли и происхождения Солнечной системы.

Университета. должности

Первой академической должностью Гельмгольца был преподаватель анатомии в Академии художеств в Берлине в 1848 году. Затем он перешел на должность адъюнкт-профессора физиологии в Прусском Кенигсбергском университете, куда он был назначен в 1849 году. В 1855 году он стал профессором анатомии и физиологии в Университете Бонна. Однако в Бонне он не был особенно счастлив, и три года спустя он перешел в Гейдельбергский университет в Бадене, где он работал профессором физиологии. В 1871 году он принял свою окончательную университетскую должность профессором физики Университета Гумбольдта в Берлине.

Исследования

Гельмгольца в 1848 г.

Механика

Его первое важное научное достижение, трактат 1847 г. о сохранении энергии, был написан в контексте его медицинские исследования и философское образование. Его работа по сохранению энергии возникла при изучении мышечного метаболизма. Он попытался продемонстрировать, что при движении мышц энергия не теряется, мотивируя это тем, что для движения мышцы не нужны жизненные силы. Это был отказ от спекулятивной традиции натурфилософии, которая в то время была доминирующей философской парадигмой в немецкой физиологии.

Опираясь на более ранние работы Сади Карно, Бенуа Пол Эмиль Клапейрон и Джеймс Прескотт Джоуль, он постулировал связь между механика, тепло, свет, электричество и магнетизм, рассматривая их все как проявления одной силы, или энергия в сегодняшней терминологии. Он опубликовал свои теории в своей книге Über die Erhaltung der Kraft (О сохранении силы, 1847).

В 1850-х и 60-х годах, опираясь на публикации Уильяма Томсона, Гельмгольца и Уильям Рэнкин популяризировал идею тепловой смерти Вселенной.

В динамику жидкости Гельмгольц внес несколько вкладов, в том числе теоремы Гельмгольца для динамики вихрей в невязких жидкостях.

Сенсорная физиология

Гельмгольц был пионером в научных исследованиях человеческого зрения и слуха. Вдохновленный психофизикой, он интересовался взаимоотношениями между измеримыми физическими стимулами и соответствующими им человеческими восприятиями. Например, амплитуда звуковой волны может изменяться, заставляя звук казаться громче или тише, но линейный скачок амплитуды звукового давления не приводит к линейному скачку воспринимаемой громкости. Физический звук необходимо увеличивать экспоненциально, чтобы одинаковые шаги казались линейными, что используется в современных электронных устройствах для управления громкостью. Гельмгольц проложил путь экспериментальным исследованиям взаимосвязи между физической энергией (физикой) и ее оценкой (психологией) с целью разработки «психофизических законов».

Сенсорная физиология Гельмгольца легла в основу работ Вильгельма Вундта, ученика Гельмгольца, который считается одним из основоположников экспериментальной психологии. Более подробно, чем Гельмгольц, Вундт описал свое исследование как форму эмпирической философии и как изучение разума как чего-то отдельного. Гельмгольц в своем раннем отказе от Naturphilosophie подчеркивал важность материализма и уделял больше внимания единству «разума» и тела.

Офтальмологическая оптика.

В 1851 году Гельмгольц произвел революцию в области офтальмологии, изобретя офтальмоскоп ; прибор, используемый для исследования внутренней части человеческого глаза. Это в одночасье сделало его всемирно известным. В то время интересы Гельмгольца все больше концентрировались на физиологии чувств. Его основная публикация под названием Handbuch der Physiologischen Optik (Справочник по физиологической оптике или Трактат по физиологической оптике) содержала эмпирические теории о восприятии глубины, цветном зрении и восприятии движения, и стал основным справочником в своей области во второй половине девятнадцатого века. В третьем и последнем томе, опубликованном в 1867 году, Гельмгольц описал важность бессознательных выводов для восприятия. Руководство было впервые переведено на английский язык под редакцией Джеймса П. С. Саутхолла от имени Оптического общества Америки в 1924-1945 гг. Его теория размещения оставалась неизменной до последнего десятилетия 20-го века.

Гельмгольц продолжал работать в течение нескольких десятилетий над несколькими изданиями справочника, часто обновляя свою работу из-за спора с Эвальдом Герингом, который придерживался противоположных взглядов на пространственное и цветовое зрение. Этот спор разделил дисциплины физиологии во второй половине 1800-х годов.

Физиология нервов

В 1849 году, находясь в Кенигсберге, Гельмгольц измерил скорость, с которой сигнал распространяется по нервному волокну. В то время большинство людей считало, что нервные сигналы неизмеримо быстро передаются по нервам. Он использовал недавно рассеченный седалищный нерв лягушки и икроножную мышцу, к которой он прикрепился. Он использовал гальванометр как чувствительное устройство отсчета времени, прикрепив к игле зеркало, чтобы отражать луч света через комнату на шкале, которая давала гораздо большую чувствительность. Гельмгольц сообщил о скоростях передачи в диапазоне 24,6 - 38,4 метра в секунду.

Акустика и эстетика

Резонатор Гельмгольца (i) и приборы

В 1863 году Гельмгольц опубликовал Ощущения тона, в очередной раз демонстрируя свой интерес к физике восприятия. Эта книга оказала влияние на музыковедов ХХ века. Гельмгольц изобрел резонатор Гельмгольца для определения различных частот или высот чистых синусоидальных компонентов сложных звуков, содержащих несколько тоны.

Гельмгольц показал, что различные комбинации резонатора могут имитировать гласные звуки: Александр Грэм Белл особенно интересовался этим, но, не умея читать по-немецки, неправильно истолковал диаграммы Гельмгольца. Это означает, что Гельмгольц передавал несколько частот по проводам, что позволило бы мультиплексировать телеграфные сигналы, тогда как в действительности электрическая энергия использовалась только для поддержания движения резонаторов. Белл не смог воспроизвести то, что, по его мнению, сделал Гельмгольц, но позже сказал, что, если бы он умел читать по-немецки, он не стал бы изобретать телефон на основе гармонического телеграфного принципа.

Гельмгольц в 1876 ​​. (портрет Франца фон Ленбаха )

Перевод Александра Дж. Эллиса был впервые опубликован в 1875 году (первое английское издание было из третьего немецкого издания 1870 года; второе английское издание Эллиса выпуск из четвертого немецкого издания 1877 года был опубликован в 1885 году; третье и четвертое английские издания 1895 и 1912 годов были переизданиями второго).

Электромагнетизм

Гельмгольц изучал явления электрических колебаний с 1869 года. до 1871 г., и в лекции, прочитанной 30 апреля 1869 г. в Naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Ассоциация естествознания и медицины Гейдельберга) под названием «Об электрических колебаниях», он указал, что ощутимые затухающие электрические колебания в катушке соединяются с лейденская банка длились около 1/50 секунды.

В 1871 году Гельмгольц переехал из Гейдельберга в Берлин, чтобы стать профессором физики. Он заинтересовался электромагнетизмом, и уравнение Гельмгольца названо в его честь. Хотя он не внес большой вклад в эту область, его ученик Генрих Рудольф Герц прославился как первый, кто продемонстрировал электромагнитное излучение. Оливер Хевисайд раскритиковал электромагнитную теорию Гельмгольца за то, что она допускала существование продольных волн. Основываясь на работе по уравнениям Максвелла, Хевисайд заявил, что продольные волны не могут существовать в вакууме или однородной среде. Однако Хевисайд не заметил, что продольные электромагнитные волны могут существовать на границе или в замкнутом пространстве.

Существует даже тема под названием «Оптика Гельмгольца», основанная на уравнении Гельмгольца.

Цитаты

Тот, кто в погоне за наукой ищет немедленной практической пользы, может быть уверен, что он ищет напрасно. - Академический дискурс (Гейдельберг 1862)

Студенты и сотрудники

Среди других студентов и научных сотрудников Гельмгольца в Берлине Макс Планк, Генрих Кайзер, Юджин Гольдштейн, Вильгельм Вин, Артур Кениг, Генри Огастес Роуленд, Альберт А. Михельсон, Вильгельм Вундт, Фернандо Сэнфорд и Майкл И. Пупин. Лео Кенигсбергер, который был его коллегой в 1869–1871 годах в Гейдельберге, написал окончательную биографию его в 1902 году.

Почести и наследие

Статуя Гельмгольца перед университетом Гумбольдта в Берлине Указ о награждении Гельмгольца (указан на первой странице) Французским Почетным легионом

Работы

См. Также

Ссылки

Цитаты

Источники

  • Кахан, Дэвид Гельмгольц: A Жизнь в науке. University of Chicago Press, 2018. ISBN 978-0-226-48114-2.
  • Роберт Коэн и Вартофски, Маркс, ред. и транс. Рейдел. Гельмгольц: эпистемологические сочинения, 1977 г.
  • Эвальд, Уильям Б., изд. От Канта до Гильберта: Справочник по основам математики, 2 тома. Оксфордский университет. Press, 1996.
    • 1876. «Происхождение и значение геометрических аксиом», 663–88.
    • 1878. «Факты в восприятии», 698–726.
    • 1887. «Нумерация и измерение с эпистемологической точки зрения», 727–52.
  • Подземные воды, Дженнифер. Александр Грэм Белл: Дух изобретения. Калгари: Altitude Publishing, 2005. ISBN 1-55439-006-0.
  • Джексон, Майлс В. Гармоничные триады: физики, музыканты и производители инструментов в Германии девятнадцатого века (MIT Press, 2006).
  • Кал, Рассел, изд. Уэслиан. Избранные произведения Германа фон Гельмгольца, Uni. Press., 1971.
  • Кенигсбергер, Лео. Герман фон Гельмгольц в переводе Фрэнсис А. Велби (Довер, 1965)
  • Маккензи, Кэтрин. Александр Грэм Белл. Уайтфиш, Монтана: Kessinger Publishing, 2003. ISBN 978-0-7661-4385-2. Проверено 29 июля 2009 г.
  • Шульман, Сет. Телефонный гамбит : В погоне за секретом Александра Белла. Нью-Йорк: Norton Company, 2008. ISBN 978-0-393-06206-9.

Дополнительная литература

  • Дэвид Кахан: Гельмгольц: жизнь в науке (Университет Чикаго, 2018). ISBN 978-0-226-48114-2
  • Дэвид Кахан (ред.): Герман фон Гельмгольц и основы науки девятнадцатого века. Univ. Калифорния, Беркли 1994, ISBN 978-0-520-08334-9.
  • Грегор Шиманн: Механизм Германа фон Гельмгольца: потеря уверенности. Исследование перехода от классической философии природы к современной. Дордрехт: Springer 2009, ISBN 978-1-4020-5629-1.
  • Стивен Шапин, «Теоретик (не совсем) всего» (обзор, Гельмгольц: Жизнь в науке, University of Chicago Press, 2018, ISBN 978-0-226-48114-2, 937 pp.), The New Йоркское обозрение книг, т. 66, нет. 15 (10 октября 2019 г.), стр. 29–31.
  • Франц Вернер: Герман Гельмгольц «Хайдельбергер Яре» (1858–1871). (= Sonderveröffentlichungen des Stadtarchivs Heidelberg 8). Mit 52 Abbildungen. Берлин / Гейдельберг (Springer) 1997.

Внешние ссылки

Викиисточник содержит оригинальные работы, написанные или посвященные:. Герману фон Гельмгольцу
На Викискладе есть материалы, связанные с Германом фон Гельмгольца.
Последняя правка сделана 2021-05-23 10:13:09
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте