Герман фон Гельмгольц - Hermann von Helmholtz

«Гельмгольц» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Гельмгольц (значения).
Герман фон Гельмгольц
Герман фон Гельмгольц.jpg
Родился
Герман 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
ОбразованиеMedicinisch-chirurgisches Friedrich-Wilhelm-Institut [де ] (M.D., 1842)
Известен
Супруг (а)Анна фон Гельмгольц
Награды
Научная карьера
Поля
Учреждения
ТезисDe fabrica systematis nervosi evertebratorum  (1842)
ДокторантЙоханнес Петер Мюллер
Докторанты
Другие известные студенты
Влияния
Под влияниемФридрих Альберт Ланге[3]
Людвиг Витгенштейн[4]
Полифоническая сирена Гельмгольца, Хантерский музей, Глазго

Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (31 августа 1821 - 8 сентября 1894) был немец физик и врач кто внес значительный вклад в несколько научных областей. Крупнейшее немецкое объединение исследовательские институты, то Ассоциация Гельмгольца, назван в его честь.[5]

В физиология и психология, он известен своей математикой глаз, теории зрения, идеи по визуальное восприятие пространства, цветовое зрение исследования, а также ощущения тона, восприятия звука и эмпиризм в физиологии восприятия.

В физика, он известен своими теориями сохранения энергия, работать в электродинамика, химическая термодинамика, а на механический основание термодинамика.

Как философ, он известен своим философия науки, идеи о связи между законами восприятия и законы природы, наука о эстетика, и идеи о цивилизующей силе науки.

биография

Ранние года

Гельмгольц родился в Потсдам сын местного Гимназия директор, Фердинанд Гельмгольц, который учился классическая филология и философия, и который был близким другом издателя и философа Иммануил Герман Фихте. На творчество Гельмгольца повлияла философия Иоганн Готлиб Фихте и Иммануил Кант. Он пытался проследить их теории в эмпирических вопросах, таких как физиология.

В молодости Гельмгольц интересовался естествознанием, но его отец хотел, чтобы он изучал медицину. Гельмгольц заработал докторская степень в Medicinisch-chirurgisches Friedrich-Wilhelm-Institut [де ] в 1842 г. и проходил годичную стажировку в Шарите больница[6] (потому что была финансовая поддержка студентов-медиков).

Получив образование в основном в области физиологии, Гельмгольц писал по многим другим темам, от теоретической физики до возраст Земли, к происхождению Солнечная система.

Должности университета

Первой академической должностью Гельмгольца был преподаватель анатомии в Академии художеств в Берлине в 1848 году.[7] Затем он перешел на должность доцента физиологии в Прусском университете. Кенигсбергский университет, куда он был назначен в 1849 году. В 1855 году он стал профессором анатомии и физиологии Боннский университет. Однако в Бонне он не был особенно счастлив, и три года спустя он перешел в Гейдельбергский университет, в Баден, где он занимал должность профессора физиологии. В 1871 году он принял окончательную университетскую должность профессора физики в Университет Гумбольдта в Берлине.

Исследование

Гельмгольца в 1848 году

Механика

Его первое важное научное достижение - трактат 1847 г. сохранение энергии, был написан в контексте его медицинских исследований и философского образования. Его работа по сбережению энергии возникла во время учебы мышца метаболизм. Он попытался продемонстрировать, что при движении мышц энергия не теряется, мотивируя это тем, что не было жизненные силы необходимо двигать мышцу. Это был отказ от спекулятивной традиции Натурфилософия которая в то время была доминирующей философской парадигмой в немецкой физиологии.

Опираясь на более ранние работы Сади Карно, Бенуа Поль Эмиль Клапейрон и Джеймс Прескотт Джоуль, он постулировал связь между механика, высокая температура, свет, электричество и магнетизм рассматривая их все как проявления единого сила, или энергия в сегодняшней терминологии. Он опубликовал свои теории в своей книге Über die Erhaltung der Kraft (О сохранении силы, 1847).[8]

В 1850-1960-х годах, основываясь на публикациях Уильям Томсон, Гельмгольца и Уильям Рэнкин популяризировал идею тепловая смерть вселенной.

В гидродинамике Гельмгольц внес несколько вкладов, в том числе Теоремы Гельмгольца для динамики вихрей в невязких жидкостях.

Сенсорная физиология

Гельмгольц был пионером в научном изучении человеческого зрения и слуха. Вдохновленный психофизика, его интересовали отношения 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 Вильгельм Вундт, ученик Гельмгольца, который считается одним из основоположников экспериментального психология. Более подробно, чем Гельмгольц, Вундт описал свое исследование как форму эмпирической философии и как изучение разума как чего-то отдельного. Гельмгольц в своем раннем отрицании Натурфилософия подчеркнули важность материализм, и уделял больше внимания единству «разума» и тела.[9]

Офтальмологическая оптика

В 1851 году Гельмгольц произвел революцию в области офтальмология с изобретением офтальмоскоп; инструмент, используемый для исследования внутренней части человеческий глаз. 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), при условии эмпирических теорий о восприятие глубины, цветовое зрение, и восприятие движения, и стал фундаментальным справочником в своей области во второй половине девятнадцатого века. В третьем и последнем томе, опубликованном в 1867 году, Гельмгольц описал важность бессознательные выводы для восприятия. В Handbuch был впервые переведен на английский язык под редакцией Джеймса П. С. Саутхолла от имени Оптическое общество Америки в 1924–5. Его теория проживание оставалось неизменным до последнего десятилетия 20-го века.

Гельмгольц продолжал работать в течение нескольких десятилетий над несколькими изданиями справочника, часто обновляя свою работу из-за его спора с Эвальд Геринг которые придерживались 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 проходит по нервному волокну. В то время большинство людей считало, что нервные сигналы неизмеримо быстро передаются по нервам.[10] Он использовал недавно рассеченный седалищный нерв лягушки и икроножную мышцу, к которой он прикрепился. Он использовал гальванометр в качестве чувствительного устройства отсчета времени, прикрепив к игле зеркало, чтобы отражать световой луч через комнату на шкале, которая дает гораздо большую чувствительность.[10] Гельмгольц сообщил[11][12] скорости передачи в диапазоне 24,6 - 38,4 метра в секунду.[10]

Акустика и эстетика

Резонатор Гельмгольца (я) 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 выявить различные частоты или поля чистых синусоидальная волна компоненты сложные звуки, содержащие несколько тонов.[13]

Гельмгольц показал, что различные комбинации резонаторов могут имитировать гласная буква звуки: Александр Грэхем Белл в частности, интересовался этим, но, не умея читать по-немецки, неправильно истолковал диаграммы Гельмгольца как означающие, что Гельмгольц передавал несколько частот по проводам, что позволяло мультиплексировать телеграфные сигналы, тогда как в действительности электроэнергия использовалась только для поддержания резонаторы в движении. 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 гармонический телеграф принцип.[14][15][16][17]

Гельмгольца в 1876 году
(портрет автора Франц фон Ленбах )

Перевод Александр Дж. Эллис был впервые опубликован в 1875 году (первое английское издание было из третьего немецкого издания 1870 года; второе английское издание Эллиса из четвертого немецкого издания 1877 года было опубликовано в 1885 году; третье и четвертое английские издания 1895 и 1912 годов были переизданиями второго).[18]

Электромагнетизм

Гельмгольц изучал явления электрических колебаний с 1869 по 1871 год, и в лекции, прочитанной в Naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Ассоциация естествознания и медицины Гейдельберга) 30 апреля 1869 года, под названием Об электрических колебаниях он указал, что ощутимые затухающие электрические колебания в катушке соединяются с лейденская банка были около 1/50 секунды по продолжительности.[19]

В 1871 году Гельмгольц переехал из Гейдельберга в Берлин, чтобы стать профессором физики. Он заинтересовался электромагнетизм, а Уравнение Гельмгольца назван в его честь. Хотя он не внес значительного вклада в эту область, его ученик Генрих Рудольф Герц прославился как первый продемонстрировавший электромагнитное излучение. Оливер Хевисайд критиковал электромагнитную теорию Гельмгольца за то, что она допускала существование продольные волны. На основе работы над Уравнения 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.[20]

Есть даже тема под названием «Оптика Гельмгольца», основанная на Уравнение Гельмгольца.[21][22][23]

Котировки

Кто в погоне за наукой ищет немедленной практической пользы, может быть уверен, что он тщетно ищет. Академический дискурс (Гейдельберг, 1862 г.)[24]

Студенты и сотрудники

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

Почести и наследие

Статуя Гельмгольца перед университетом Гумбольдта в Берлине
Указ о награждении Гельмгольца (указан на первой странице) Французский Почетный легион

Работает

  • О сохранении силы (1847) HathiTrust
  • Гельмгольц, Герман (1876). «О пределах оптической емкости микроскопа». Ежемесячный микроскопический журнал. 16: 15–39. Дои:10.1111 / j.1365-2818.1876.tb05606.x.
  • О сохранении силы (1895) Введение в серию лекций, прочитанных в Карлсруэ Зимой 1862–1863 гг., английский перевод
  • Об ощущениях тона как физиологической основе теории музыки (загружается из Калифорнийской цифровой библиотеки) Третье издание английского перевода, основанное на четвертом немецком издании 1877 года, Германом фон Гельмгольцем, Александром Джоном Эллисом, опубликовано Longmans, Green, 1895, 576 страниц
  • Об ощущениях тона как физиологической основе теории музыки (загружается из Google Книги) Четвертое издание, Герман фон Гельмгольц, Александр Джон Эллис, Издательство Longmans, Грин, 1912, 575 страниц
  • Трактат по физиологической оптике (1910) в трех томах. Английский перевод Оптического общества Америки (1924–25).
  • Популярные лекции по научной тематике (1885)
  • Популярные лекции по научной тематике вторая серия (1908)

Смотрите также

использованная литература

Цитаты

  1. ^ Дэвид Кахан (1993). Герман фон Гельмгольц и основы науки девятнадцатого века. Калифорнийский университет Press. п. 198. ISBN  978-0-520-08334-9.
  2. ^ Герман фон Гельмгольц вход в Стэнфордская энциклопедия философии Лидия Паттон
  3. ^ Фридрих Альберт Ланге вход в Стэнфордская энциклопедия философии Надим Дж. З. Хуссейн
  4. ^ Паттон, Лидия, 2009 г., «Знаки, игрушечные модели и априори: от Гельмгольца до Витгенштейна», Исследования по истории и философии науки, 40 (3): 281–289.
  5. ^ а б Кахан, Дэвид (1993). Герман фон Гельмгольц и основы науки девятнадцатого века. Калифорнийский университет Press. ISBN  978-0-520-08334-9.[страница нужна ]
  6. ^ Р. С. Тернер, В сознании глаза: видение и противоречие Гельмгольца-Геринга, Princeton University Press, 2014, стр. 36.
  7. ^ Биографический указатель бывших членов Королевского общества Эдинбурга 1783–2002 гг. (PDF). Королевское общество Эдинбурга. Июль 2006 г. ISBN  0-902-198-84-Х.
  8. ^ Английский перевод опубликован в Научные воспоминания, избранные из трудов зарубежных академий наук и зарубежных журналов: Натурфилософия (1853), стр. 114; пер. пользователя John Tyndall. Google Книги, HathiTrust
  9. ^ Питер Дж. Боулер и Иван Рис Морус (2005). Создание современной науки: исторический обзор. Издательство Чикагского университета. п. 177. ISBN  978-0-226-06861-9.
  10. ^ а б c Глинн, Ян (2010). Элегантность в науке. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 147–150. ISBN  978-0-19-957862-7.
  11. ^ Vorläufiger Bericht über die Fortpflanzungs-Geschwindigkeit der Nervenreizung. В: Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche Medicin. Jg. 1850, Veit & Comp., Берлин 1850, S. 71–73. MPIWG Берлин
  12. ^ Messungen über den zeitlichen Verlauf der Zuckung animalischer Muskeln und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Reizung in den Nerven. В: Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche Medicin. Jg. 1850, Veit & Comp., Берлин 1850, S. 276–364. MPIWG Берлин
  13. ^ фон Гельмгольц, Герман (1885). Об ощущениях тона как физиологической основе теории музыки. Перевод Эллиса, Александра Дж. (Второе английское изд.). Лондон: Longmans, Green, and Co., стр.44. Получено 12 октября 2010.
  14. ^ "PBS, Американский опыт: Телефон - Подробнее о Bell".
  15. ^ Маккензи 2003, стр. 41.
  16. ^ Подземные воды 2005, стр. 31.
  17. ^ Шульман 2008, стр. 46–48.
  18. ^ Герман Л. Ф. Гельмгольц, доктор медицины (1912). Об ощущениях тона как физиологической основе теории музыки (Четвертое изд.). Longmans, Green, and Co.
  19. ^ Кенигсбергер, Лев (28 марта 2018 г.). Герман фон Гельмгольц. Кларендон пресс. ISBN  9780486215174. Получено 28 марта 2018 - через Google Книги.
  20. ^ Джон Д. Джексон, Классическая электродинамика, ISBN  0-471-30932-X.
  21. ^ Курт Бернардо Вольф и Евгений В. Курмышев,Сжатые состояния в оптике Гельмгольца, Физический обзор А 47, 3365–3370 (1993).
  22. ^ Самин Ахмед Хан,Зависимые от длины волны модификации в оптике Гельмгольца,Международный журнал теоретической физики С. 44 (1), 95–125 (январь 2005 г.).
  23. ^ Самин Ахмед Хан,Профиль Германа фон Гельмгольца,Новости оптики и фотоники, Vol. 21, No. 7, pp. 7 (июль / август 2010 г.).
  24. ^ "Наука". Царь Моисей. 28 марта 2018 г.. Получено 28 марта 2018 - через Google Книги.
  25. ^ "Почетные члены Королевского колледжа хирургов (RCSI) с 1784 года". Ирландский генеалогический проект. 2013. Архивировано с оригинал 3 февраля 2018 г.. Получено 4 августа 2016.
  26. ^ «Почетные члены и стипендиаты». Институт инженеров и судостроителей в Шотландии.
  27. ^ «История названия в разделе« О компании »на сайте Ассоциации Гельмгольца». Архивировано из оригинал 14 апреля 2012 г.. Получено 30 апреля 2012.
  28. ^ «11573 Гельмгольца (1993 SK3)». Центр малых планет. Получено 2 февраля 2018.
  29. ^ «Лунный кратер Гельмгольца». Газетир планетарной номенклатуры. Программа исследований в области астрогеологии USGS.
  30. ^ «Марсианский кратер Гельмгольца». Газетир планетарной номенклатуры. Программа исследований в области астрогеологии USGS.
  31. ^ «Гельмгольцштрассе». berlin.de. 21 сентября 2014 г.. Получено 18 июля 2018.

Источники

  • Кахан, Дэвид Гельмгольц: жизнь в науке. Издательство Чикагского университета, 2018. ISBN  978-0-226-48114-2.
  • Коэн, Роберт и Вартофский, Маркс, ред. и транс. Рейдел. Гельмгольц: эпистемологические сочинения, 1977.
  • Эвальд, Уильям Б., изд. От Канта до Гильберта: Справочник по основам математики, 2 тт. Оксфордский университет. Пресс, 1996.
    • 1876. «Происхождение и смысл 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 изобретательства. Калгари: Издательство Altitude, 2005. ISBN  1-55439-006-0.
  • Джексон, Майлз В. Гармоничные триады: физики, музыканты и производители инструментов в Германии девятнадцатого века (MIT Press, 2006).
  • Каль, Рассел, изд. Уэслиан. Избранные произведения Германа фон Гельмгольца, Uni. Пресс., 1971.
  • Кенигсбергер, Лев. Герман фон Гельмгольц, перевод Фрэнсис А. Велби (Дувр, 1965)
  • Маккензи, Кэтрин. Александр Грэхем Белл. Сиг, Монтана: Kessinger Publishing, 2003. ISBN  978-0-7661-4385-2. Проверено 29 июля 2009 года.
  • Шульман, Сет. Телефонный гамбит: В погоне за секретом Александра Белла. Нью-Йорк: Norton & Company, 2008. ISBN  978-0-393-06206-9.

дальнейшее чтение

  • Дэвид Кахан: Гельмгольц: жизнь в науке (Чикагский университет, 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" (рецензия на Дэвид Кахан, Гельмгольц: жизнь в науке, University of Chicago Press, 2018, ISBN  978-0-226-48114-2, 937 с.), Нью-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