Герман Ґельмгольц. Біографія вченого

БІОГРАФІЇ ВЕЛИКИХ ВЧЕНИХ
Безкоштовна бібліотека / Довідник / Біографії великих вчених

Гельмгольц Герман Людвіг Фердінанд. Біографія вченого

Біографії великих вчених

Герман Гельмгольц (1821-1894).

Герман Гельмгольц - одне із найбільших учених ХІХ століття. Фізика, фізіологія, анатомія, психологія, математика... У кожній із цих наук він зробив блискучі відкриття, які принесли йому світову славу.

Герман Людвіг Фердинанд Гельмгольц народився 31 серпня 1821 року у сім'ї потсдамського вчителя гімназії. За бажанням батька, в 1838 році Герман вступив до військово-медичного інституту Фрідріха Вільгельма для вивчення медицини. Під впливом знаменитого фізіолога Йоганна Мюллера, Гельмгольц присвятив себе вивченню фізіології та після прослуховування курсу інституту захистив у 1842 році докторську дисертацію, присвячену будові нервової системи. У цій роботі двадцятидворічний лікар вперше довів існування цілісних структурних елементів нервової тканини, що отримали пізню назву нейронів.

Того ж року Герман призначається ординатором до лікарні у Берліні. З 1843 року розпочався службовий шлях Гельмгольця як потсдамського військового лікаря. Жив він у казармі і вставав о п'ятій ранку за сигналом кавалерійської труби. Але ескадронний хірург гусарського полку знаходив час і занять наукою. У 1845 році він прощається з військовою службою і їде до Берліна для підготовки до державних іспитів на звання лікаря. Гельмгольц ретельно займається домашньої фізичної лабораторії Густава Магнуса.

А. Г. Столетов, що чуйно вловив перелом у науковому розвитку Німеччини в сорокових роках, писав: "Домашня лабораторія Магнуса - перший приклад фізичної лабораторії - стає розсадником фізиків-експериментаторів". Згодом вихованець цієї лабораторії Гельмгольц стає наступником Магнуса і переносить лабораторію до будівлі Берлінського університету, де вона перетворюється на світовий науковий центр.

Іншим учителем Гельмгольця у Берліні був Йоганн Мюллер. Багато пізніше 2 листопада 1871 року, на вшануванні Гельмгольця з нагоди його сімдесятиліття він виголосив промову, в якій охарактеризував свій науковий шлях. Він зазначив, що під впливом Йоганна Мюллера зацікавився питанням про загадкову істоту життєвої сили. Розмірковуючи над цією проблемою, Гельмгольц в останній рік студентства дійшов висновку, що теорія життєвої сили "приписує будь-якого живого тіла властивості так званого perpetuum mobile". Гельмгольц був знайомий із проблемою вічного двигуна зі шкільних років, а у студентські роки "у вільні хвилини… розшукував і переглядав твори Данила Бернуллі, Даламбера та інших математиків минулого століття". "Таким чином, я, - говорив Гельмгольц, - наштовхнувся питанням: " Яке ставлення має існувати між різними силами природи, якщо прийняти, що perpetuum mobile взагалі неможливий? " - і далі: " Чи виконуються насправді всі ці відносини?"

У журналі Мюллера Гельмгольц опублікував у 1845 році роботу "Про витрати речовини при дії м'язів". У тому ж 1845 молоді вчені, що групувалися навколо Магнуса і Мюллера, утворили Берлінське фізичне товариство. До нього зайшов і Гельмгольц. З 1845 року суспільство, що перетворилося надалі на Німецьке фізичне суспільство, почало видавати перший реферативний журнал "Успіхи фізики".

Науковий розвиток Гельмгольця відбувався, таким чином, у сприятливій обстановці зростання інтересу до природознавства в Берліні. Вже в першому томі "Успіхів фізики, 1845", що вийшов у Берліні в 1847 році, було надруковано огляд, виконаний Гельмгольцем з теорії фізіологічних теплових явищ. 23 липня 1847 року він зробив на засіданні Берлінського фізичного товариства доповідь "Про збереження сили". Того ж року він був опублікований окремою брошурою.

Авторитети на той час "були схильні відкидати справедливість закону; серед тієї ревної боротьби, яку вони вели з натурфілософією Гегеля, і моя робота була порахована за фантастичне розумування ...". Однак Гельмгольц не був самотнім, його підтримала наукова молодь, і, насамперед, майбутній знаменитий фізіолог Дюбуа Реймон та молоде Берлінське фізичне товариство.

Що ж до ставлення його до робіт попередників Майєра і Джоуля, то Гельмгольц неодноразово визнавав пріоритет Майєра і Джоуля, підкреслюючи, однак, що з роботою Майєра він не був знайомий, а роботи Джоуля знав недостатньо.

На відміну від своїх попередників він пов'язує закон із принципом неможливості вічного двигуна. Матерію Гельмгольц розглядає як пасивну та нерухому. Для того щоб описати зміни, що відбуваються у світі, її треба наділити силами як привабливими, так і відразливими. "Явлення природи, - каже Гельмгольц, - повинні бути зведені до рухів матерії з незмінними рушійними силами, які залежать лише від просторових взаємин".

Таким чином, світ, за Гельмгольцем, - це сукупність матеріальних точок, що взаємодіють один з одним із центральними силами. Ці сили консервативні, і Гельмгольц на чолі свого дослідження ставить принцип збереження живої сили. Принцип Майєра "з нічого нічого не буває" Гельмгольц замінює більш конкретним становищем, що "неможливо за умови існування будь-якої довільної комбінації тіл отримувати безперервно з нічого рушійну силу".

Принцип збереження живої сили в його формулюванні говорить: "Якщо будь-яка кількість рухомих матеріальних точок рухається тільки під впливом таких сил, які залежать від взаємодії точок один на одного або які спрямовані до нерухомих центрів, то сума живих сил усіх взятих разом точок залишиться одна і та ж у всі моменти часу, в які всі точки отримують ті ж самі відносні положення один до одного і по відношенню до існуючих нерухомих центрів, які б не були їх траєкторії та швидкості в проміжках між відповідними моментами.

Сформулювавши цей принцип, Гельмгольц розглядає його застосування у різних окремих випадках. Розглядаючи електричні явища, Гельмгольц знаходить вираз енергії точкових набоїв і показує фізичне значення функції, названої Гаусом потенціалом. Далі він обчислює енергію системи заряджених провідників і свідчить, що з розряді лейденських банок виділяється теплота, еквівалентна запасеної електричної енергії. Він показав при цьому, що розряд є коливальним процесом і електричні коливання "робляться все менше і менше, доки нарешті жива сила не буде знищена сумою опорів".

Потім Гельмгольц розглядає гальванізм. Гельмгольц розбирає енергетичні процеси в гальванічних джерелах, в термоелектричних явищах, започаткувавши майбутню термодинамічну теорію цих явищ. Розглядаючи магнетизм та електромагнетизм, Гельмгольц, зокрема, дає свій відомий висновок вираження електрорушійної сили індукції, виходячи з досліджень Неймана та спираючись на закон Ленца.

У своєму творі Гельмгольц на відміну від Майєра приділяє головну увагу фізиці і лише дуже швидко і стисло говорить про біологічні явища. Проте саме цей твір відкрив Гельмгольцеві дорогу до кафедри фізіології та загальної патології медичного факультету Кенігсберзького університету, де він у 1849 році отримав посаду екстраординарного професора.

Цю посаду Гельмгольц обіймав до 1855 року, коли він перейшов професором анатомії та фізіології у Бонн. В 1858 Гельмгольц стає професором фізіології в Гейдельберзі, де він багато і успішно займався фізіологією зору. Ці дослідження суттєво збагатили галузь знання та практичну медицину. Підсумком цих досліджень стала знаменита "Фізіологічна оптика" Гельмгольца, перший випуск якої вийшов 1856 року, другий - 1860 року, а третій - 1867 року.

Око - одне з чудових органів нашого тіла. Про його роботу знали й раніше, порівнювали її із роботою фотографічного апарату. Але для повного з'ясування навіть фізичного боку зору мало грубого порівняння з фотокамерою. Потрібно вирішити ряд складних завдань з галузі не тільки фізики, а й фізіології і навіть психології. Дозволяти їх доводилося живим оком, і Гельмгольц зумів зробити це. Він збудував особливий, дивовижний за своєю простотою апарат (офтальмометр), який дозволяв вимірювати кривизну рогової оболонки задньої та передньої поверхні кришталика. Так було вивчено заломлення променів у вічі.

Ми бачимо предмети пофарбовані в той чи інший колір, наш колірний зір. Що лежить у його основі? Вивчення ока показало, що сітківка має три основних світловідчувальних елементи: один з них найсильніше дратується червоними променями, інший – зеленими, третій – синіми. Будь-який колір викликає сильніше роздратування одного з елементів і слабше інших. Комбінації подразнень створюють всю ту гру кольорів, яку ми бачимо довкола себе.

Щоб дослідити дно живого ока, Гельмгольц виготовив особливий прилад: дзеркало очей (офтальмоскоп). Цей пристрій давно вже став обов'язковим спорядженням кожного очного лікаря.

Гельмгольц зробив дуже багато для вивчення ока та зору: створив фізіологічну оптику - науку про око та зір.

Тут же, у Гейдельберзі, Гельмгольц проводив свої класичні дослідження зі швидкістю поширення нервового збудження. Жаби для препарування багато разів побували на лабораторному столі вченого. Він вивчав на них швидкість поширення збудження нервом. Нерв отримував роздратування струмом, викликане збудження досягало м'яза, і вона скорочувалася. Знаючи відстані між цими двома точками та різницю в часі, можна вирахувати швидкість поширення збудження по нерву. Вона виявилася зовсім невеликою, всього від 30 до 100 м/с.

Начебто дуже простий досвід. Він виглядає простим тепер, коли Гельмгольц його розробив. А до нього стверджували, що виміряти цю швидкість не можна: вона є проявом таємничої "життєвої сили", що не піддається вимірам.

Не менше Гельмгольц зробив і вивчення слуху і вуха (фізіологічна акустика). У 1863 році вийшла його книга "Вчення про звукові відчуття як фізіологічна основа акустики".

І тут до досліджень Гельмгольця багато, пов'язане зі слухом, було вивчено дуже слабко. Знали, як виникає і поширюється звук, але дуже мало було відомо про ті дії, які надають звуки на здатні коливатися предмети. Гельмгольц раніше за всіх зайнявся цим складним явищем. Створивши теорію резонансу, він створив потім на її основі вчення про слухові відчуття, про наш голос, про музичні інструменти. Вивчаючи явища коливань, Гельмгольц розробив і низку питань, мають значення для теорії музики, дав аналіз причин музичної гармонії.

На прикладі Гельмгольца видно, яке величезне значення має широта кругозору вченого, багатство та різноманітність його знань та інтересів. Там же, в Гейдельберзі, вийшли його класичні роботи з гідродинаміки та підстав геометрії.

З березня 1871 Гельмгольц стає професором Берлінського університету. Він створює фізичний інститут, до якого приїжджали працювати фізики з усього світу.

З переїздом до Берліна Гельмгольц присвячує себе виключно фізиці, причому вивчає її найскладніші області: електродинаміку, в якій, виходячи з ідей Фарадея, розробляє власну теорію, потім гідродинаміку та явища електролізу у зв'язку з термохімією. Особливо чудові його роботи з гідродинаміки, започатковані ще в 1858 році, в яких Гельмгольц дає теорію вихрового руху і течії рідини і в яких йому вдається вирішити кілька важких математичних завдань. У 1882 році Гельмгольц формулює теорію вільної енергії, в якій вирішує питання про те, яка частина повної молекулярної енергії певної системи може перетворитися на роботу. Ця теорія має у термохімії те саме значення, що принцип Карно у термодинаміці.

У 1883 році імператор Вільгельм шанує Гельмгольця дворянське звання. У 1884 році Гельмгольц публікує теорію аномальної дисперсії, а трохи згодом кілька важливих робіт з теоретичної механіки. До цього часу належать роботи з метеорології.

У 1888 році Гельмгольц призначається директором новоствореного урядового фізико-технічного інституту в Шарлотенбурзі - Центру німецької метрології, в організації якого він брав найактивнішу участь. У той же час, учений продовжує читати лекції теоретичної фізики в університеті.

Гельмгольц мав багато учнів; його лекції слухали тисячі студентів. Попрацювати в його лабораторії, повчитися мистецтву експерименту приїжджало багато молодих вчених. Його учнями можуть вважатися багато російських учених - фізіологи Є. Адамюк, Н. Бакст, Ф. Заварикін, І. Сєченов, фізики П. Лебедєв, П. Зідов, Р. Коллі, А. Соколов, Н. Шиддер.

На жаль, не тільки радісні події чекали на Гельмгольця в старості. Його син Роберт, який подавав великі надії, молодий фізик тимчасово помер у 1889 році, залишивши роботу про проміння палаючих газів.

Останні роботи вченого, написані в 1891-1892 роках, відносяться до теоретичної механіки.

Помер Ґельмгольц 8 вересня 1894 року.

Автор: Самін Д.К.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Біографії великих вчених:

▪ Ейлер Леонард. Біографія

▪ Больцман Людвіг. Біографія

▪ Резерфорд Ернест. Біографія

Дивіться інші статті розділу Біографії великих вчених.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мікросхеми на одязі 06.11.2020

Винайдено спеціальне чорнило, яке може бути використане для друку мікросхем для одягу. Це допоможе робити діючу електроніку, яку можна буде друкувати прямо на одяг.

Такі мікросхеми діятимуть як розумний годинник, але охоплюватимуть все тіло. Наприклад, за допомогою такого одягу можна буде стежити за своїм здоров'ям, оцінювати температуру і навіть лікувати рани одразу після їхнього нанесення. І це далеко не всі функції, які матимуть мікросхеми.

На даний момент вчені вже роблять нанесення мікросхем на тканину, але поки що цей процес є довгим, складним і не дуже зручним.

Дослідники з Університету Орегон вигадали інший варіант такого нанесення. Вони створили чорнило, що складається з суміші цезію та олова. Ці елементи при з'єднанні створюють іодид, який має структуру перовскіту. Це напівпровідник, що причиною використання його як матеріал для нанесення мікросхем.

За допомогою цього методу вчені можуть друкувати термістори. Найзручніше - максимальна температура при цьому варіанті складає всього 120 градусів, а це в 2 рази менше, ніж у раніше використовуваних методах. Тим більше, що цей варіант нанесення мікросхем дозволяє розширити кількість тканин, до яких може бути застосована нова технологія.

Інші цікаві новини:

▪ Honeywell та Crossbow створюють бездротову вимірювальну продукцію

▪ Безвентиляторне цифрове джерело живлення Mean Well PHP-3500

▪ MSP430FR5969 - продуктивний мікроконтролер з пам'яттю FRAM

▪ Великі тварини та смертельні хвороби

▪ Виведені миші з подвоєними теломерами і довше

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Переговорні пристрої. Добірка статей

▪ стаття Клод Дебюссі. Знамениті афоризми

▪ стаття Хто був автором першого роману-серіалу? Детальна відповідь

▪ стаття Дзвіночок ріпчастий. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Конвертер сигналів DRM для DEGEN 1103. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Фінські прислів'я та приказки. Велика добірка

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт