Герман людвіг фердинанд фон Гельмгольц музичний інструмент. Герман людміг фердинанд Гельмгольц - біографія

Гельмгольца (Helmholtz), Герман Людвіг Фердинанд

Німецький фізик, математик, фізіолог і психолог Герман Людвіг Фердинанд Гельмгольц народився в Потсдамі в сім'ї вчителя гімназії. У 1838 р він закінчив гімназію. Незважаючи на інтерес до фізики, Гельмгольц не зміг через нестачу коштів вступити до університету. Підписавши зобов'язання прослужити вісім років військовим хірургом, він був прийнятий у Військово-медичний інститут Фрідріха Вільгельма в Берліні. У 1842 р Гельмгольц захистив дисертацію з фізіології, в 1843-1848 рр. служив військовим лікарем у Потсдамі. Тут він зацікавився фізіологією, яку викладав відомий фізіолог І. Мюллер, близько зійшовся з молодими дослідниками Е. Дюбуа-Реймон і Е. Брюкке, захопленими ідеєю перетворення фізіології як науки шляхом введення в неї методів фізики і хімії.

У 1845 р Гельмгольц вступив в члени Берлінського фізичного товариства. Починаючи з цього часу він став регулярно їздити в Берлін, де проводив експерименти в лабораторії відомого фізика Г. Магнуса. У 1845-1846 рр. сформувалися основні ідеї вченого, висловлені ним у знаменитій праці «Про збереження сили», що стала важливим етапом у розвитку термодинаміки. 23 липня 1847 р Гельмгольц зробив доповідь по цій темі в Фізичному суспільстві. У ньому він математично обгрунтував закон збереження сил (на сучасному науковому мовою - енергії), показав його універсальність, ввів поняття потенційної енергії (в його термінології - сили напруги), зв'язав закон збереження енергії з неможливістю побудови вічного двигуна. Проаналізувавши більшість відомих в той час фізичних явищ, Гельмгольц показав загальність цього закону, зокрема те, що відбуваються в живих організмах процеси також підкоряються закону збереження енергії; це було найбільш сильним аргументом проти концепції особливої ​​«живої сили», нібито що управляє організмами. Дещо раніше закон збереження енергії сформулював німецький лікар Ю. Р. Майєр, але його роботи спочатку були абсолютно невідомі фізикам.

У 1848 р Гельмгольца звільняють від військової служби, та він обіймає посаду екстраординарного професора фізіології і загальної патології в університеті Кенігсберга. У 1855 р він переходить до Боннського університету, в 1858 р стає професором фізіології в Гейдельберзі. Весь цей час тривають його заняття фізіологією. Він вимірює швидкість поширення нервового імпульсу, вивчає процес м'язового скорочення. Гельмгольц стає першою людиною, який побачив сітківку ока живу людину; для цього він використовує спеціальне очне дзеркало - офтальмоскоп, винайдений ним в 1850 р Його великі дослідження з фізіології зору (теорія акомодації, колірного зору і т.д.) були узагальнені в класичній праці «Керівництво по фізіологічній оптиці» (тт. 1 3, 1856-1857). У 1856 р дослідженням комбінаційних тонів почалися акустичні роботи Гельмгольца. Він побудував модель вуха, що дозволила вивчити характер дії звукових хвиль на орган слуху, вирішив завдання т.зв. органної труби, розробив теорію сприйняття і видавання звуків. Крім того, він проводить важливі дослідження коливання струн і акустичних резонаторів (резонаторів Гельмгольца), займається гидродинамикой вихорів, розробляє принцип механічного подібності, що дозволив пояснити ряд метеорологічних явищ і механізм утворення морських хвиль.

У 1870 р Гельмгольца запросили до Берліна, де очолювана ним кафедра і лабораторія стали неформальним центром фізики в Німеччині. У 1888 р він очолив Фізико-технічної університет, де велися як прикладні, так і фундаментальні дослідження. Під керівництвом Гельмгольца інститут перетворився на великий науковий центр, куди приїжджали вчитися молоді фізики з багатьох країн, в тому числі і з Росії.

У 1870-1880 рр. Гельмгольц багато займався проблемами електродинаміки, намагаючись знайти критерії для вибору на користь однієї з існуючих на той час електродинамічних теорій. Під його впливом Г. Герц провів дослідження, що привели до виявлення електромагнітних хвиль. Велику роль у розвитку електромагнетизму зіграли і власні досліди Гельмгольца, поставлені їм ще в 1869 р Звернувши увагу на коливальний характер розряду лейденської банки, він показав, що аналогічні коливання виникають в індукційній котушці, з'єднаної з конденсатором (тобто по суті створив коливальний контур, що складається з індуктивності і ємності). У 1881 р Гельмгольц висунув ідею атомарної природи електрики, в 1882 р сформулював другий початок термодинаміки у формі, що дозволяє застосовувати його до хімічних процесів, ввів поняття вільної та зв'язаної енергії.

; під впливом знаменитого фізіолога Йоганна Мюллера, Г. присвятив себе вивченню фізіології, і по прослуховуванню курсу інституту захистив р докторську дисертацію «De fabrica systematis nervosi evertebratorum». У тому ж році Г. призначається ординатором в лікарні Charité в Берліні, а в м військовим лікарем в Потсдамі. Безперервно займаючись фізіологічними дослідженнями, Г. не залишає питань механіки і фізики, якими з дитинства цікавився, і в м видає свою класичну роботу «Ueber die Erhaltung der Kraft». В м Г. призначається викладачем анатомії в Академію мистецтв у Берліні, на місце знаменитого Брюкке, а в м професором фізіології і загальної патології в Кенигсбергском університеті. Тут Г. виробляє більшість своїх досліджень з фізіології почуттів, які потім продовжує і в Бонні, і в Гейдельберзі, де він з до р читає фізіологію. Придбавши в той же час велику популярність своїми роботами з фізики, Г. призивається в м на місце Магнуса на кафедру фізики в Берлін, де залишається до м, керуючи заснованим в м новим фізичним інститутом. В імператор Вільгельм жалує Г. дворянське гідність, а в м Г. призначається директором знову заснованого урядового Фізико-технічного інституту. ( Physikalisch-Technische Reichsanstalt) В Шарлотенбург, продовжуючи в той же час читати лекції теоретичної фізики в університеті. В м вченими всього світу урочисто святкувався сімдесятилітня річниця Г. Син Г., Роберт  Г., що подавав великі надії молодий фізик, передчасно помер в м, залишивши роботу про випромінювання палаючих газів.

Володіючи глибоко філософським розумом, незвичайною здатністю до індуктивному мислення, великими знаннями в математичному аналізі і експериментальним мистецтвом, Г. вносив завжди нове і оригінальне в усі галузі науки про природу, яких він торкався, - в фізіологію, фізику, хімію, механіку, метеорологію, навіть психологію і математику. Перша його робота відноситься до фізіологічної хімії - до питання «про гнитті і бродінні» (); в ній Г. намагається з'ясувати роль мікроорганізмів в цих процесах. Подальші дослідження (1845-1847) над обміном речовин і порушенням тепла в м'язах під час їх діяльності наводять Г. на думки про загальні закони, сполучних перетворення енергії в неорганічний і органічному світі - думки, викладені в його класичному творі «Die Erhaltung der Kraft» (). Тут вперше точно сформульований і розвинений закон збереження енергії, що ліг тепер в основу всього сучасного природознавства. У році Гельмгольц довів, противно думку знаменитого І. Мюллера, що швидкість передачі нервових стимулів вимірна і виміряв її; з цього року починається період вельми плідної діяльності Г. в області фізіології почуттів. Уже в м вивчення оптичної системи очі привело його до винаходу офтальмоскопа і Офтальмометрія; завдяки останньому приладу йому вдалося в м вирішити важливе питання про механізм акомодації (пристосування) очі. Далі, в м, грунтуючись на забутій ідеї Томаса Юнга, Г. розвиває загальноприйняту тепер теорію сприйняття оком колірних вражень, відому під ім'ям теорії Юнга-Гельмгольца, і в цікавому психологічному дослідженні усвідомлює зв'язок між нервовими сприйняттями і порушуваними ними в нас враженнями. Уже будучи в Гейдельберзі, Г. збирає всі свої роботи по фізіологічній оптиці і видає їх в зв'язковому вигляді в творі «Handbuch der Physiologischen Optik» (1859-1866). У Гейдельберзі Г. приступає також до вивчення питань акустики, фізіології органа слуху та мовлення і фізичної сторони музики; усвідомлює сутність механізму звукового сприйняття і різних його проявів - гармонії, дисонансу, різниці в тембрах і комбінаційних тонів, причому вказує на ту визначну роль, яку відіграють в цих явищах і в явищах мови вищі гармонійні звуки. Побудувавши ряд їм же придуманих резонаторів, Г. вивчає явища мови, і в м йому вдається синтетично відтворити вимову голосних, в той же час він вирішує складні математичні питання про механізм повітряних коливань, і дає цікаві етюди по психофізиці почуттів. Ці роботи Г. зібрані в його творі: «Die Lehre von den Tonempfindungen» (). З переїздом до Берліна в м Г. присвячує себе виключно фізики, причому вивчає найбільш складні її області: електродинаміку, в якій, виходячи з ідей Фарадея, розробляє власну теорію, потім гідродинаміку і явища електролізу в зв'язку з термохімією. Особливо чудові роботи з гідродинаміки, розпочаті ним ще на рік, в яких Г. дає теорію вихрових рухів (див.) І течії рідини і в яких йому вдається вирішити кілька дуже важких математичних задач. У вченні про електролізі Г. узагальнив закон Фарадея, дав теорію конвекційних струмів і пояснив складні явища, що відбуваються в водяному вольтметрі; наведений цими дослідженнями на загальні закони термодинаміки хімічних процесів, Г. в м дає чудову теорію вільної енергії, в якій вирішує питання про те, яка частина повної молекулярної енергії будь-якої системи може перетворитися в роботу; ця теорія має в термохімії те ж значення, що принцип Карно в термодинаміки. В м Г. публікує теорію аномальної дисперсії, що грунтується на припущенні взаємодії матеріальних частинок і частинок ефіру, а трохи пізніше - кілька важливих робіт з теоретичної механіки. До того ж часу відносяться роботи по метеорології. Ще в 1875 р Г. застосував свої дослідження над течіями і вихорами до вивчення рухів атмосфери; до них він повернувся в м і в одній роботі (1888) дав теорію вітрів, в інший, «Про енергії вітру і хвиль» (), пояснив механізм утворення хвиль при проходженні вітру над водною поверхнею; найостанніші роботи Г. (1891-1892) відносяться до теоретичної механіки.

Не менш наукового чудова і навчальна діяльність Г. Під його безпосереднім керівництвом, в його лабораторіях в Бонні, Гейдельберзі та Берліні або під впливом його робіт зросла сучасне покоління фізиків і фізіологів. Із сучасних російських вчених учнями його можуть вважатися фізіологи Е. Адамюк, Н. Бакст, Ф. Заварикін, І. Сєченов та ін., З фізиків П. Зілов, Р. Коллі, А. Соколов, Н. Шиллер, і ін. Взагалі діяльність Г. як вченого і вчителя дала даний напрямок сучасної фізіології і фізики, а також сильно вплинула на розвиток цих наук всюди, а особливо в Росії. Значення і наукові заслуги Г. особливо яскраво висловилися в тому одностайності і торжестві, з яким вчені всього світу святкували () сімдесятирічний ювілей Г .; тоді ж зібраний був капітал для видачі премії імені Г. за кращі роботи в тих областях науки, в яких працював Г.

Роботи Г. поміщені, головним чином, в журн. «Annalen d. Physik »і зібрані в його творах:« Handbuch d. physiologischen Optik »(Лейпциг, I вид. 1859-1866, II вид. 1890 НЕОК.). «Die Lehre von den Tonempfindungen» (1-е изд. 1863 р 4-е изд. 1877 р рус. Пер. Пєтухова «Вчення про звукові враження», 1879), «Wissenschaftliche Abhandlungen» (2 т., 1882) і «Vorträge und Reden» (2 т., 1884). Твір «Ueber die Erhaltung d. Kraft »перевидано в 1889 р Оствальдом в Лейпцигу. Підр. см. про життя і наукового діяльності. «Герман фон Гельмгольц» (Москва, унив. Изд. 1892), також «Aussprachen u. Reden zu Ehren, v. H. v. H. »(Берлін, 1892).

доповнення

Гельмгольц (Герман Людвіг Фердинанд) - натураліст; помер в Потсдамі, поблизу Берліна, 8-го вересня (нов. ст.) м З численних некрологів і біографій звертають на себе увагу: Bezold, «Gedächtnissrede» (Лейпциг,); Leo Koenigsberger, «Hermann von Helmhoitz» (1902-3; докладний життєпис і оцінка всього, зробленого Г.); S. Epstein, «Helmhoitz als Mensch und Gelehrter» (). Крім повного зібрання наукових праць Г., видані багато його лекції по різних відділах теоретичної фізики ( «Vorlesungen über theoretische Physik»).

Гельмгольц, Герман (1821-94), один з найбільших дослідників природи 19 ст. Медик за освітою. Його дослідження (1845-47) над обміном речовин і над розвитком тепла в м'язах привели його незалежно від Р. Майера  (Див.) До думки про закон перетворення і збереження енергії в неорганічний і органічному світі ( «Про збереження сили», 1847). Їм виміряна швидкість поширення збудження по нерву. З 1851 починаються роботи Гельмгольца з фізіології зору і слуху, к-які завершилися виданням його капітальний творів - «Фізіологічна оптика», 1859-66, і «Вчення про слухові відчуття», 1862, залишаються основними і до теперішнього часу. Для практичної медицини мало величезне значення пристрій Г. очного дзеркала і Офтальмометрія, а також вирішення питання про акомодації очі. Г. здійснив низку видатних робіт у всіх відділах фізики. Особливе значення мали його роботи в галузі фізичної акустики, термодинаміки і аеродинаміки.

література: Зернов В., Герман Гельмгольц, Москва - Ленінград, 1925.

І по прослуховуванню курсу інституту захистив р докторську дисертацію "De fabrica systematis nervosi evertebratorum". У тому ж році Г. призначається ординатором в лікарні Charit é в Берліні, а в м військовим лікарем в Потсдамі. Безперервно займаючись фізіологічними дослідженнями, Г. не залишає питань механіки і фізики, якими з дитинства цікавився, і в м видає свою класичну роботу "Ueber die Erhaltung der Kraft". В м Г. призначається викладачем анатомії в Академію мистецтв у Берліні, на місце знаменитого Брюкке, а в м професором фізіології і загальної патології в Кенигсбергском університеті. Тут Г. виробляє більшість своїх досліджень з фізіології почуттів, які потім продовжує і в Бонні, і в Гейдельберзі, де він з до р читає фізіологію. Придбавши в той же час велику популярність своїми роботами з фізики, Г. призивається в м на місце Магнуса на кафедру фізики в Берлін, де залишається до м, керуючи заснованим в м новим фізичним інститутом. В імператор Вільгельм жалує Г. дворянське гідність, а в м Г. призначається директором знову заснованого урядового Фізико-технічного інституту. (Physikalisch-Technische Reichsanstalt) в Шарлотенбург, продовжуючи в той же час читати лекції теоретичної фізики в університеті. В м вченими всього світу урочисто святкувався сімдесятилітня річниця Г. Син Г., Роберт  Г., що подавав великі надії молодий фізик, передчасно помер в м, залишивши роботу про випромінювання палаючих газів.

Володіючи глибоко філософським розумом, незвичайною здатністю до індуктивному мислення, великими знаннями в математичному аналізі і експериментальним мистецтвом, Г. вносив завжди нове і оригінальне в усі галузі науки про природу, яких він торкався, - в фізіологію, фізику, хімію, механіку, метеорологію, навіть психологію і математику. Перша його робота відноситься до фізіологічної хімії - до питання "про гнитті і бродінні" (); в ній Г. намагається з'ясувати роль мікроорганізмів в цих процесах. Подальші дослідження (1845-1847) над обміном речовин і порушенням тепла в м'язах під час їх діяльності наводять Г. на думки про загальні закони, сполучних перетворення енергії в неорганічний і органічному світі - думки, викладені в його класичному творі "Die E r haltung der Kraft "(). Тут вперше точно сформульований і розвинений закон збереження енергії, що ліг тепер в основу всього сучасного природознавства. У році Гельмгольц довів, противно думку знаменитого І. Мюллера, що швидкість передачі нервових стимулів вимірна і виміряв її; з цього року починається період вельми плідної діяльності Г. в області фізіології почуттів. Уже в м вивчення оптичної системи очі привело його до винаходу офтальмоскопа і Офтальмометрія; завдяки останньому приладу йому вдалося в м вирішити важливе питання про механізм акомодації (пристосування) очі. Далі, в м, грунтуючись на забутій ідеї Томаса Юнга, Г. розвиває загальноприйняту тепер теорію сприйняття оком колірних вражень, відому під ім'ям теорії Юнга-Гельмгольца, і в цікавому психологічному дослідженні усвідомлює зв'язок між нервовими сприйняттями і порушуваними ними в нас враженнями. Уже будучи в Гейдельберзі, Г. збирає всі свої роботи по фізіологічній оптиці і видає їх в зв'язковому вигляді в творі "Handbuch der Physiologischen Optik" (1859-1866). У Гейдельберзі Г. приступає також до вивчення питань акустики, фізіології органа слуху та мовлення і фізичної сторони музики; усвідомлює сутність механізму звукового сприйняття і різних його проявленій- гармонії, дисонансу, різниці в тембрах і комбінаційних тонів, причому вказує на ту визначну роль, яку відіграють в цих явищах і в явищах мови вищі гармонійні звуки. Побудувавши ряд їм же придуманих резонаторів, Г. вивчає явища мови, і в м йому вдається синтетично відтворити вимову голосних, в той же час він вирішує складні математичні питання про механізм повітряних коливань, і дає цікаві етюди по психофізиці почуттів. Ці роботи Г. зібрані в його творі: "Die Lehre von den Tonempfindungen (). З переїздом до Берліна в м Г. присвячує себе виключно фізики, причому вивчає найбільш складні її області: електродинаміку, в якій, виходячи з ідей Фарадея, розробляє власну теорію, потім гідродинаміку і явища електролізу в зв'язку з термохімією. Особливо чудові роботи з гідродинаміки, розпочаті ним ще на рік, в яких Г. дає теорію вихрових рухів (див.) і течії рідини і в яких йому вдається вирішити кілька дуже важких математичних задач. У вченні про ел ектролізе Г. узагальнив закон Фарадея, дав теорію конвекційних струмів і пояснив складні явища, що відбуваються в водяному вольтметрі; наведений цими дослідженнями на загальні закони термодинаміки хімічних процесів, Г. в м дає чудову теорію вільної енергії,  в якій вирішує питання про те, яка частина повної молекулярної енергії будь-якої системи може перетворитися в роботу; ця теорія має в термохімії те ж значення, що принцип Карно в термодинаміки. В м Г. публікує теорію аномальної дисперсії, що грунтується на припущенні взаємодії матеріальних частинок і частинок ефіру, а трохи пізніше - кілька важливих робіт з теоретичної механіки. До того ж часу відносяться роботи по метеорології. Ще в 187 5 р Г. застосував свої дослідження над течіями і вихорами до вивчення рухів атмосфери; до них він повернувся в м і в одній роботі () дав теорію вітрів, в інший, "Про енергії вітру і хвиль" (), пояснив механізм утворення хвиль при проходженні вітру над водною поверхнею; найостанніші роботи Г. (1891-1892) відносяться до теоретичної механіки.

Не менш наукового чудова і навчальна діяльність Г. Під його безпосереднім керівництвом, в його лабораторіях в Бонні, Гейдельберзі та Берліні або під впливом його робіт зросла сучасне покоління фізиків і фізіологів. Із сучасних російських вчених учнями його можуть вважатися фізіологи Е. Адамюк, Н. Бакст, Ф. Заварикін, І. Сєченов та ін., З фізиків П. Зілов, Р. Коллі, А. Соколов, Н. Шиллер, і ін. Взагалі діяльність Г. як вченого і вчителя дала даний напрямок сучасної фізіології і фізики, а також сильно вплинула на розвиток цих наук всюди, а особливо в Росії. Значення і наукові заслуги Г. особливо яскраво висловилися в тому одностайності і торжестві, з яким вчені всього світу святкували () сімдесятирічний ювілей Г .; тоді ж зібраний був капітал для видачі премії імені Г. за кращі роботи в тих областях науки, в яких працював Г.

Роботи Г. поміщені, головним чином, в журн. "Annalen d. Physik" і зібрані в його творах: "Handbuch d. Physiologischen Optik" (

Герман фон Гельмгольц(Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand von) (1821-1894), німецький фізик, математик, фізіолог і психолог. Народився в Потсдамі 31 серпня 1821. У 1838 закінчив гімназію. Незважаючи на інтерес до фізики, не зміг через нестачу коштів вступити до університету. Підписавши зобов'язання прослужити вісім років військовим хірургом, був прийнятий у Військово-медичний інститут Фрідріха Вільгельма в Берліні. У 1842 захистив дисертацію з фізіології, в 1843-1848 служив військовим лікарем у Потсдамі. Тут він зацікавився фізіологією, яку викладав відомий фізіолог І. Мюллер, близько зійшовся з молодими дослідниками Е.Дюбуа-Реймон і Е.Брюкке, захопленими ідеєю перетворення фізіології як науки шляхом введення в неї методів фізики і хімії.

У 1845 Гельмгольц вступив в члени Берлінського фізичного товариства. Починаючи з цього часу він став регулярно їздити в Берлін, де проводив експерименти в лабораторії відомого фізика Г.Магнуса. У 1845-1846 сформувалися основні ідеї вченого, що послужили основною його знаменитої роботи Про збереження сили(Über die Erhaltubg der Kraft). 23 липня 1847 Гельмгольц зробив доповідь по цій темі в Фізичному суспільстві. У ньому він математично обгрунтував закон збереження сил (на сучасному науковому мовою - енергії), показав його універсальність, ввів поняття потенційної енергії (в його термінології - сили напруги), зв'язав закон збереження енергії з неможливістю побудови вічного двигуна.

У 1848 Гельмгольца звільняють від військової служби, та він обіймає посаду екстраординарного професора фізіології і загальної патології в університеті Кенігсберга. У 1855 він переходить до Боннського університету, в 1858 стає професором фізіології в Гейдельберзі. Весь цей час тривають його заняття фізіологією. Він вимірює швидкість поширення нервового імпульсу, вивчає процес м'язового скорочення. Гельмгольц стає першою людиною, який побачив сітківку ока живу людину; для цього він використовує спеціальне очне дзеркало - офтальмоскоп, винайдений ним в 1850. Його великі дослідження з фізіології зору (теорія акомодації, колірного зору і т.д.) були узагальнені в класичній праці   Керівництво по фізіологічній оптиці(Handbuch der physiologischen Optik, Bd. 1-3, 1856-1857). В1856 дослідженням комбінаційних тонів почалися акустичні роботи Гельмгольца. Він побудував модель вуха, що дозволила вивчити характер дії звукових хвиль на орган слуху, вирішив завдання т.зв. органної труби, розробив теорію сприйняття і видавання звуків. Крім того, він проводить важливі дослідження коливання струн і акустичних резонаторів (резонаторів Гельмгольца), займається гидродинамикой вихорів, розробляє принцип механічного подібності, що дозволив пояснити ряд метеорологічних явищ і механізм утворення морських хвиль.

У 1870 Гельмгольца запросили до Берліна, де очолювана ним кафедра і лабораторія стали неформальним центром фізики в Німеччині. У 1888 він очолив Фізико-технічної університет, де велися як прикладні, так і фундаментальні дослідження. Під керівництвом Гельмгольца інститут перетворився на великий науковий центр, куди приїжджали вчитися молоді фізики з багатьох країн, в тому числі і з Росії.

У 1870-1880 Гельмгольц багато займався проблемами електродинаміки, намагаючись знайти критерії для вибору на користь однієї з існуючих на той час електродинамічних теорій. Під його впливом Г. Герц провів дослідження, що привели до виявлення електромагнітних хвиль. Велику роль у розвитку електромагнетизму зіграли і власні досліди Гельмгольца, поставлені їм ще в 1869. Звернувши увагу на коливальний характер розряду лейденської банки, він показав, що аналогічні коливання виникають в індукційній котушці, з'єднаної з конденсатором (тобто по суті створив коливальний контур , що складається з індуктивності і ємності). У 1881 Гельмгольц висунув ідею атомарної природи електрики, в 1882 сформулював другий початок термодинаміки у формі, що дозволяє застосовувати його до хімічних процесів, ввів поняття вільної та зв'язаної енергії.

Широку популярність здобули підручники Гельмгольца: Лекції по електромагнітної теорії світла(Vorlesungen über die elektromagnetische Theorie des Licht, 1897);  Лекції з теоретичної фізики(Vorlesungen über theoretische Physik, Bd. 1-6, 1897-1907).

Гельмгольц був членом Берлінської, Празької, Петербурзької АН, інших наукових товариств.

література

Гельмгольц Г. сприйняття звуку. СПб, 1875
  Гельмгольц Г. Про збереження сили. М. - Л., 1934
  Лебединський А.В., Франкфурт У.И., Франк А.М. Гельмгольц. М., 1966

Гельмгольца ГЕРМАН Людвіг Фердинанд

(1821 р - 1894 г.)

Герман Людвіг Фердинанд фон Гельмгольц був вченим дуже широкого профілю. В енциклопедіях можна зустріти, наприклад, таку характеристику його вкладу в науку: «автор фундаментальних праць з фізики, біофізики, фізіології і психології». Проте, ми, розповідаючи про відкриття та досягнення німецького вченого, постараємося більше уваги приділити тим з них, які мають відношення до точних наук.

Батько вченого, Август Фердинанд Юліус Гельмгольц, отримав прекрасну освіту, закінчивши два факультети Берлінського університету. Спочатку він навчався на теологічному факультеті і займався філософією. Потім вступив добровольцем до прусської армії і два роки брав участь в антинаполеонівських війнах. Повернувшись після підписання Паризького світу в 1814 році в Берлін, Фердинанд знову вступив до університету, цього разу на філологічний факультет. Закінчивши університет, він деякий час працював в якості домашнього педагога, а потім в 1820 році зайняв місце старшого вчителя в гімназії Потсдама, де викладав філологію, класичну літературу, філософію, у свій час навіть математику і фізику. Можливо, саме тут знаходяться корені універсальної освіченості і широти сфери наукових інтересів його сина. Викладанням Фердинанд Гельмгольц не обмежувався: він чимало займався наукою і опублікував ряд праць з грецької культури, педагогіки, філософії. Незабаром після переїзду в Потсдам Фердинанд одружився на Кароліні Пенне, дочки артилерійського офіцера. Їх первістком і став Герман Гельмгольц, що з'явився на світ 31 серпня 1821 року.

У ранньому дитинстві Герман часто хворів, багато часу змушений був проводити в ліжку, що в якійсь мірі сприяло розвитку раннього інтересу до читання. Але батько багато уваги приділяв здоров'ю дитини, і до семи років регулярні заняття гімнастикою, прогулянки в околицях Потсдама і плавання принесли свої плоди: Герман зміцнів і хворів набагато рідше.

У 1830 році хлопчик поступив в молодший клас Потсдамської гімназії. Ще раніше, в початковій школі, стало зрозуміло, що зубріння несистематизованого матеріалу дається йому з великими труднощами. При цьому він прекрасно запам'ятовував вірші і незабаром дуже полюбив поезію. До точних ж наукам, особливо до геометрії, у Гельмгольца проявився справжній талант. Хімією і фізикою хлопчик багато займався самостійно, він студіював відповідні книги, що були в бібліотеці батька, разом з товаришем намагався відтворювати описані там експерименти, завдаючи часом непоправної шкоди домашньому майну і одязі своїх ближніх. Також слід зазначити, що юний Гельмгольц непогано грав на фортепіано і всерйоз цікавився музикою.

Батько заохочував прагнення Германа до науки. Але платню вчителя було невеликим, і сім'я зазнавала труднощів. А за навчання в університеті потрібно було платити, та й вивчення фізики в ті часи не могло обіцяти твердого заробітку. Тому Гельмгольц-старший наполіг, щоб його син вибрав професію лікаря. Восени 1838 року Герман відправився в Берлін, в медико-хірургічний інститут Фрідріха-Вільгельма, іспити в який успішно здав ще роком раніше. Як і всі студенти, які навчалися за державний рахунок, Гельмгольц підписав зобов'язання після закінчення інституту 10 років пропрацювати лікарем в прусської армії.

Медична освіта завжди вимагало багато сил і часу, і інститут Фрідріха-Вільгельма не був винятком з цього правила. Проте, Герман не тільки примудрявся встигати в навчанні, але також самостійно вивчав математику, фізику і відвідував університетські лекції, зокрема, курс фізіології професора Йоганнеса Мюллера. На початку 1841 він приступив до роботи над дисертацією. Але влітку того ж року його на довгий час вибила з колії хвороба (швидше за все, тиф). Повернутися до інституту Герман зміг тільки в листопаді. В середині 1842 року теоретичні заняття закінчилися, і 30 вересня Гельмгольц вступив на посаду практиканта-хірурга при госпіталі «Шаріте». 2 листопада він захистив дисертацію під назвою «Про будову нервової системи у безхребетних». І в цій, і в усіх наступних роботах Герман, слідом за своїм учителем Мюллером, дотримувався виключно фізико-хімічного підходу до фізіології. Крім того, він зробив і суттєве відкриття, показавши, що нервові клітини і їх відростки є єдиним цілим.

Після завершення практики в 1843 році молодий вчений був призначений ескадронним хірургом гусарського полку, дислокованого в Потсдамі. Роботи було не дуже багато, що дозволило Герману продовжувати свої дослідження і навіть створити невелику лабораторію. Він вивчав механізм роботи м'язів і вироблення тепла в процесі м'язових скорочень. Ці дослідження, мабуть, і привели його до фундаментального фізичного обгрунтування. 23 липня 1847 військовий хірург з Потсдама виступив в Берлінському фізичному товаристві з доповіддю «Про збереження сили». Ця доповідь зробив знаменитим його автора. У ньому Гельмгольц математично обгрунтував закон збереження сил (закон збереження енергії), проаналізувавши відомі в ті часи фізичні явища, позначив універсальність цього закону. Він показав, що процеси, що відбуваються в живих організмах, також підпорядковані закону збереження енергії (надалі для зручності ми будемо використовувати це сучасна назва). Зокрема, це стало важливим аргументом, що зруйнували що існувала тоді концепцію якоїсь «живої сили», нібито лежить в основі існування організмів. Справедливості заради відзначимо, що ще в 1842 році закон збереження енергії сформулював німецький натураліст Майер, але його роботи довгий час залишилися невизнаними. Згодом Гельмгольц не заперечував пріоритет Майера, зараз же закон збереження енергії часто називають законом Майера - Гельмгольца.

У 1848 році один Гельмгольца Брюкке був призначений професором фізіології в Кенигсбергский університет. На звільнене їм місце викладача анатомії в Берлінській академії мистецтв він порекомендував Гельмгольца. За клопотанням Академічного сенату Германа звільнили від служби, він став викладачем анатомії і асистентом при анатомічному музеї. Втім, ці посади Гельмгольц займав недовго. Незабаром Брюкке покинув Кенігсберг, і вже 19 травня Герман був представлений на звільнену ним посаду екстраординарного професора фізіології і загальної патології.

26 серпня 1848 року Гельмгольц одружився з Ольгою фон Вельт, і молодята вирушили в Кенігсберг облаштовувати своє сімейне щастя. Ольга не тільки звалила на себе всі побутові турботи, а й, будучи дівчиною освіченою, допомагала чоловікові в його дослідженнях. Крім того, будинок Гельмгольца швидко став одним з центрів культурного життя міста: тут часто проходили музичні вечори, ставилися аматорські вистави. Влітку 1850 року в родині з'явилася перша дитина - дівчинка, яка отримала ім'я Катерина Кароліна Юлія Бетті. У 1852 році Ольга народила сина Ріхарда.

Перші роки роботи в Кенігсберзі були дуже плідними. У січні 1850 року Гельмгольц зробив доповідь про значне відкриття - він виміряв швидкість поширення нервового імпульсу. Надалі вчений продовжив дослідження в цій області, для чого сконструював кілька приладів для вимірювання коротких проміжків часу.

Ще однією областю наукових інтересів Германа Гельмгольца було вивчення зору. Він сконструював так зване очне дзеркало, або офтальмоскоп - прилад, що дозволяє розглядати дно очі. Надалі вчений зробив ще кілька основоположних відкриттів в області фізіології зору і фактично поклав початок наукової офтальмології.

З середини 1850-х років Гельмгольц був змушений шукати собі місце в місті з більш м'яким кліматом. Причиною став постійний кашель, що мучило його дружину. Лікарі вважали, що Ользі не підходять несприятливі погодні умови Кенігсберга. 27 березня 1855 року вчена отримав призначення на кафедру анатомії і фізіології Боннського університету.

У Бонні, куди Гельмгольц переїхав в середині вересня, він дуже швидко завоював популярність серед студентів, його лекції відвідували набагато більше слухачів, ніж в Кенігсберзі. А ось експериментаторських робота просувалася з рук геть погано - в Бонні була відсутня необхідна апаратура, і вченому доводилося задовольнятися лише скромним набором особистих інструментів. У 1856 році Гельмгольц опублікував першу частину «Керівництва по фізіологічній оптиці» - книги, яка довгий час залишалася настільною і для офтальмологів, і для фізиків-оптиків. В цей же час учений став багато уваги приділяти і акустиці. Його досягнення в цій галузі можна порівняти з такими в оптиці, недарма Германа Гельмгольца вважають одним з основоположників фізіології зору і слуху. У 1858 році він також опублікував блискучу чисто фізичну роботу, в якій заклав основи теорії вихрового руху рідин.

Тим часом анатомія, яку Гельмгольц був фактично змушений викладати, не відповідала його науковим інтересам, його викладацька діяльність мала все менше відношення до наукових пошуків. Крім того, в міністерство надійшла скарга, в якій Гельмгольца звинувачували в некомпетентності і зневазі до самого предмету анатомії. Тому в 1858 році він прийняв пропозицію очолити кафедру фізіології в Гейдельберзі.

Незабаром після переїзду, в кінці 1859 року Ольга Гельмгольц, так і не оговтавшись від хвороби, померла. 16 травня 1861 року вчена одружився на Ганні фон Мохл, дочки одного з гейдельбергских професорів. Згодом Анна народила трьох дітей.

У Гейдельберзі Герман Гельмгольц продовжив дослідження в області акустики, що призвело до створення кількох важливих робіт по психофізіології почуттів. Крім того, він продовжив систематизувати результати своїх минулих відкриттів і 1866 році завершив роботу над «Керівництвом по фізіологічній оптиці». Після цього інтереси вченого стали все більше зміщуватися до фізики. У 1868 році він створив теорію розривних рухів газів, що зіграла велику роль в розвитку аеродинаміки. У 1870 році Гельмгольц став членом Прусської академії наук. Через рік він прийняв пропозицію очолити кафедру фізики в Берлінському університеті і очолив створення нового Інституту фізики.

Працюючи в Берліні, Герман Гельмгольц багато часу присвятив дослідженням в області електродинаміки. Вчений намагався шукати аргументи на користь будь-якої з існуючих на той час електродинамічних теорій. Зокрема, під його керівництвом Герц відкрив електромагнітні хвилі. Сам Гельмгольц ще в 1869 році встановив коливальний характер розряду лейденської банки і показав, що аналогічні коливання виникають в індукційній котушці, з'єднаної з конденсатором (тобто фактично створив коливальний контур). Нарешті, в 1881 році він висунув ідею атомарної природи електрики.

Універсальність наукових талантів німецького вченого не переставала дивувати навіть після того, як він обмежився виключно фізичними тематиками. У 1873 році він виступив з викладом теоретичних питань керованого повітроплавання. У наступному році створив теорію аномальної дисперсії хвиль. Далі були кілька важливих робіт з теоретичної механіки. Досліджуючи явище електролізу, вчений узагальнив закон Фарадея, створив теорію конвекційних струмів.

У 1882 році Герман Гельмгольц дав нове формулювання другого початку термодинаміки, що дозволила застосувати його до вивчення хімічних процесів. Тоді ж було введено поняття вільної енергії (енергії Гельмгольца) - енергії, яку необхідно повідомити тілу для приведення його у термодинамічна рівновага з навколишнім середовищем (нині енергію Гельмгольца часто називають ізохорно-ізотермічним потенціалом).

У 1888 році Гельмгольц став першим президентом Фізико-технічного імперського відомства в Шарлоттенбурге (поблизу Берліна). Незважаючи на завантаженість адміністративними обов'язками, літній вчений продовжував свої наукові дослідження. Ще в 1875 році він зробив спробу застосувати відкриті їм закономірності вихрових рухів до дослідження атмосферних явищ, поклавши тим самим початок наукової метеорології. У 1888-1890 роках він повернувся до своїх ідей, виклав теорію вітрів і пояснив механізм утворення хвиль.

Останні роботи Гельмгольца (1891-1892 роки) були присвячені теоретичної механіки. У 1891 році вчені всього світу святкували 70-річний ювілей свого німецького колеги. На честь цієї події були зібрані кошти для заснування премії імені Гельмгольца за кращі роботи в тих областях науки, якими займався вчений.

8 вересня 1894 року Германа Гельмгольца не стало. Можна сміливо сказати, що він був останнім великим універсалом наукового світу. Німецький вчений всього кілька років не дожив до установи Нобелівських премій, але, цілком ймовірно, він міг стати останнім вченим, удостоєним цього найпрестижнішого наукового трофея відразу в трьох областях: фізіології і медицини, фізики і хімії.