Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 11. januar 2021; checks kræver 8 redigeringer .

Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz
tysk Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz

Navn ved fødslen	tysk Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz
Fødselsdato	31. august 1821( 31-08-1821 ) [1] [2] [3] […]
Fødselssted	Potsdam , Kongeriget Preussen [4] [1] [2] […]
Dødsdato	8. september 1894( 08-09-1894 ) [1] [2] [3] […] (73 år)
Et dødssted	Charlottenburg , Potsdam , Brandenburg , Kongeriget Preussen , Tyske Rige [5]
Land	Tysk Forbund Tyske Rige
Videnskabelig sfære	fysik , medicin , fysiologi , psykologi
Arbejdsplads	Universitetet i Bonn Heidelberg Universitet Friedrich Wilhelm Universitet HU Berlin Charité Federal Institute of Physics and Technology [d]
Alma Mater	HU Berlin
videnskabelig rådgiver	Johann Peter Müller [6]
Studerende	N. N. Schiller Sigmund Exner
Kendt som	Helmholtz' teori om farveopfattelse , princippet om mindste handling
Priser og præmier	Maximilian Order for Achievement in Science and Art (Bavaria) (1866) Matteucci-medalje (1868) Copley-medalje (1873) Faraday-forelæsning (1881) Albert-medalje (Royal Society of Arts) (1888)
Arbejder hos Wikisource
Mediefiler på Wikimedia Commons

Hermann von Helmholtz [til 1] (fulde navn - Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz ( tysk: Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz ); 31. august 1821 , Potsdam - 8. september 1894 , Charlottenburg ) - tysk fysiker , læge , fysiolog , psykolog , akustiker .

Medlem af Preussian Academy of Sciences (1871; tilsvarende medlem siden 1857) [8] , udenlandsk medlem af Royal Society of London (1860) [9] , udenlandsk korresponderende medlem af St. Petersburg Academy of Sciences (1868) [10 ] .

Biografi

Helmholtz blev født den 31. august 1821 i Potsdam , nær Berlin , hvor hans far Ferdinand Helmholtz tjente som gymnastiklærer; hans mor Carolina, født Penn, kom fra en engelsk familie, der havde slået sig ned i Tyskland. Hermann von Helmholtz modtog sin indledende uddannelse på Potsdam Gymnasium og kom derefter i en alder af 17 ind på Royal Institute of Medicine and Surgery, og dimitterede i 1842 med en doktorafhandling " De fabrica systematis nervosi evertebratorum " [11] .

Obligatorisk for kandidater fra Royal Medical and Surgical Institute var en otte-årig værnepligt, som Helmholtz havde aftjent siden 1843 i Potsdam , som militærlæge. I 1847 skrev Helmholtz sin berømte bog " Über die Erhaltung der Kraft ", og efter anbefaling af Alexander Humboldt i 1848 fik han lov til i utide at forlade militærtjenesten og vende tilbage til Berlin for at tage en plads på Kunstakademiet som anatomilærer ; samtidig bliver Helmholtz assistent på det anatomiske museum.

I 1849 blev han på anbefaling af sin lærer, den berømte fysiolog Johann Müller , inviteret til stillingen som professor i fysiologi og generel anatomi i Königsberg . Helmholtz satte stor pris på sin professor-vejleder Johann Müllers pædagogiske indflydelse og holdt sig til hans retning. Ikke underligt, at han sagde om ham: "Den, der engang kom i kontakt med en førsteklasses person, har en åndelig skala, der har ændret sig for altid, han har oplevet det mest interessante, livet kan give ...". I 1855 flyttede han til Bonn , hvor han ledede afdelingen for anatomi og fysiologi, siden 1858 - afdelingen for fysiologi i Heidelberg .

I Heidelberg forblev Helmholtz indtil 1871, hvor han på invitation fra universitetet i Berlin stod i spidsen for den ledige professor i fysik, efter den berømte professor i fysik Gustav Magnus død . Efter Magnus arvede Helmholtz et lille og ubehageligt laboratorium; hun var den første i Europa på tidspunktet for grundlæggelsen, og han var den anden til tiden dets leder. I et lille laboratorium var han trang og utilpas, og så byggede han med bistand fra regeringen i 1877 et videnskabspalads, nu kaldet Physics Institute of University of Berlin, som han regerede indtil 1888, hvor den tyske Rigsdagen grundlagde en stor institution i Charlottenburg - den kejserlige afdeling for fysik og teknologi ( Physicalish-Technische Reichsanstalt ) og udnævnte Helmholtz til dens præsident. Siden da forlod han det fysiske institut i Berlin og overdrog ledelsen til professor August Kundt , og selv forelæste han kun af teoretisk karakter [12] .

Helmholtz' aktiviteter som professor er således opdelt i en professor i fysiologi indtil 1871 og en professor i fysik fra 1871 til 1894. Imidlertid vendte han sig konstant til fysik, selv indtil 1871. Takket være den alsidige karakter af hans pædagogiske aktivitet gav han Europa studerende - specialister inden for forskellige grene af naturvidenskaben. Især russisk: N. N. Gesehaus, A. P. Sokolov, R. A. Kolli [k 2] , P. F. Zilov, N. N. Schiller ; fra biologer og læger - professor E. Adamyuk , Nikolai Bakst , L. Girshman , I. Dogel , V. Dybkovsky , Emmanuil-Max Mandelstam , I. Sechenov , A. Khodin , F. Sheremetevsky , E. Junge , hvoraf mange erhvervede et stort navn inden for videnskab og grundlagde skoler på russiske universiteter.

I 1888 ophøjede kejser Frederik III af Tyskland ham til adelen, og i 1891 tildelte kejser Wilhelm II ham rangen som egentlig Geheimeråd, titlen Excellenz og Den Sorte Ørneorden . I samme 1891 blev han tildelt Frankrigs højeste pris - stjernen i Æreslegionens Orden . Byen Berlin valgte ham som sin æresborger [14] .

Efter at den første kone døde, giftede Helmholtz sig anden gang. Sønnen Robert, en ung fysiker, der nåede at modtage en pris for sit arbejde "On the Radiation of a Flame", døde i 1889 [14] .

Videnskabelige bidrag

I sit første videnskabelige arbejde, mens han studerede processerne for fermentering og varmedannelse i levende organismer, kom Helmholtz til formuleringen af loven om bevarelse af energi . I sin bog On the Conservation of Force ( 1847 ) formulerer han loven om bevarelse af energi mere stringent og mere detaljeret end Robert Mayer gjorde i 1842 , og yder derved et væsentligt bidrag til anerkendelsen af denne dengang anfægtede lov. Senere formulerer Helmholtz lovene om bevarelse af energi i kemiske processer og introducerer i 1881 begrebet fri energi - den energi, der skal tilføres kroppen for at bringe den i termodynamisk ligevægt med miljøet ( hvor der er indre energi , - entropi , - temperatur ). Efter at have vist universaliteten af bevaringslove, efterlod han ikke plads til begreberne om en speciel " livskraft ", der angiveligt kontrollerer organismer. $F=U-TS$ $U$ $S$ $T$

Fra 1842 til 1852 studerede han væksten af nervefibre. Sideløbende studerer Helmholtz aktivt synets og hørelsens fysiologi. Helmholtz skaber også begrebet "ubevidste slutninger", hvorefter den faktiske perception bestemmes af de "vanemåder", som allerede er tilgængelige for individet, på grund af hvilke den synlige verdens bestandighed bevares, mens muskelsansninger og bevægelser spiller en rolle. væsentlig rolle. Han udvikler en matematisk teori for at forklare lydens nuancer i form af overtoner .

Helmholtz bidrager til anerkendelsen af Thomas Youngs teori om tre-farvesyn , opfinder i 1850 et oftalmoskop til at studere fundus, i 1851 et oftalmometer til at bestemme krumningsradius af hornhinden; han skabte også et phakoskop - en enhed til at bestemme ændringer i krumningen af øjets linse ved forskellige grader af dens tilpasning til afstande. Samarbejdspartnere og studerende af Helmholtz var W. Wundt , I. M. Sechenov og D. A. Lachinov .

Ved at etablere lovene for opførsel af hvirvler for inviscid væsker (1858), lagde Helmholtz grundlaget for hydrodynamik . Gennem matematiske undersøgelser af sådanne fænomener som atmosfæriske hvirvler, tordenvejr og gletsjere, lagde Helmholtz grundlaget for videnskabelig meteorologi . Derudover hjalp hans arbejde med at forklare mekanismen for dannelse og adfærd af havbølger. Hans forskning i teorien om diskontinuerlige bevægelser (1868) var af stor betydning for udviklingen af aerodynamikken; i 1873 præsenterede han nogle af de teoretiske spørgsmål om kontrolleret aeronautik.

En række af Helmholtz' tekniske opfindelser bærer hans navn. Helmholtz-spolen består af to koaksiale solenoider , fjerntliggende i en afstand af deres radius og tjener til at skabe et åbent ensartet magnetfelt. Helmholtz-resonatoren er en hul kugle med en smal åbning og bruges til at analysere akustiske signaler, samt til at skabe akustiske systemer til at forstærke lave frekvenser eller omvendt - til at undertrykke uønskede frekvenser i rum.

Helmholtz viede mange værker til at retfærdiggøre universaliteten af princippet om mindste handling (for eksempel i forhold til termiske, elektromagnetiske og optiske fænomener), hvilket også afslørede forbindelsen mellem dette princip og termodynamikkens anden lov .

Forfatter til en række værker inden for fysiologi - om nerve- og muskelsystemer. Helmholtz opdagede varmedannelse i musklen (1845-1847), studerede processen med muskelkontraktion (1850-1854), målte hastigheden af udbredelsen af excitation i nerverne (1850), bestemte den latente periode af reflekser (1854), formulerede teorien om akkommodation af øjet (1853), udviklede læren om farvesyn (1859-1866). I 1856 bestemte han Jordens alder til 22 millioner år.

Filosofi

Som tilhænger af kantiansk filosofi udviklede R. G. Lotze Helmholtz på grundlag af princippet om specifikke energier fra I. Müller og teorien om lokale tegn sin egen teori om perception - "hieroglyfferteorien". Ifølge denne teori har subjektive billeder ingen lighed med de objektive egenskaber af opfattede objekter, men er kun deres tegn . For ham var opfattelse en to-trins proces. Den er baseret på sansning , hvis kvalitet og intensitet bestemmes af medfødte (a priori) mekanismer, der er specifikke for et givet perceptionsorgan. Baseret på disse fornemmelser dannes associationer allerede i virkelig oplevelse . Den faktiske opfattelse er således bestemt af de "vanemåder", der allerede er tilgængelige for individet, på grund af hvilke den synlige verdens bestandighed bevares. Ud fra dette koncept beskrev han mekanismerne for rumopfattelse, hvor muskelbevægelsernes rolle kom i forgrunden.

Akustik

Helmholtz ydede et væsentligt bidrag til udviklingen af fysiologisk og musikalsk akustik. Han udviklede teorien om akustisk resonans, løste problemet med orgelpiben, byggede en model af øret og undersøgte virkningen af lydbølger på det. I værket "Læren om auditive sansninger som et fysiologisk grundlag for teorien om musik" (1863; russisk oversættelse: 1875) studerede han den naturlige skala , skabte en resonant teori om hørelse. Helmholtz var den første til at fremsætte teorien om kombinationstoner og forklarede dem med ulineariteten af høreapparatets mekaniske system, nemlig trommehinden [15] . For at studere lyd (inklusive syntesen af " undertoner ") opfandt han en enhed kendt som Helmholtz-resonatoren [16] . Helmholtz forklarede fænomenet dissonans ved tilstedeværelsen af beats mellem overtoner i konsonanser. Helmholtz' værk havde en betydelig indflydelse på tysk musikteori i slutningen af det 19. og første halvdel af det 20. århundrede ( A. von Oettingen , G. Riemann, P. Hindemith og andre).

Hukommelse

Helmholtz-medaljen er blevet uddelt siden 1892.
I 1935 blev et krater på den synlige side af Månen opkaldt efter Helmholtz af International Astronomical Union .
Helmholtz Association er den største forskningsorganisation i Tyskland.
Navnet Helmholtz blev givet til Moskvas forskningsinstitut for øjensygdomme .
A. A. Friedman foreslog at tildele navnet Helmholtz til differentialoperatøren " Helmholtzian ".

Kompositioner og deres oversættelser

Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik. Braunschweig, 1863; Læren om høresansninger som fysiologisk grundlag for musikteorien. - Sankt Petersborg. , 1875 (oversat af M. O. Petukhov . - 2011. - ISBN 978-5-397-01665-0 ).
Optælling og måling // Izvestiya Kazanskogo fiz.-mat. om-va. nr. 2 (1892). - tilføje. til #3-4.
Om oprindelsen og betydningen af geometriske aksiomer. - Sankt Petersborg. , 1895.
Om bevarelse af styrke . - M. - L . : GTTI, 1934. ( On the Conservation of Force (1847))
Om de fakta, der ligger til grund for geometrien. // På grundlaget for geometri. - M. : GTTI, 1956. - S. 366-382.
Grundlæggende om vortex teori. — M. : IKI, 2002.
Udbredelseshastighed af nervøs excitation . - 1923.

Se også

Institut. Helmholtz
Helmholtz-resonatoren er en akustisk enhed, et sfærisk kar med en åben hals. Opfundet af Helmholtz omkring 1850 for at analysere akustiske signaler.
Helmholtz ringe (Helmholtz spoler)
Helmholtz teori om farveopfattelse
Den Helmholtz frie energi er , hvor er den indre energi , er den absolutte temperatur , er entropien . ${\mathcal {F}}=U-TS$ $U$ $T$ $S$
Helmholtz ligning
Helmholtzian
Vortex ligning
Musikalsk psykologi

Kommentarer

↑ Traditionel russisk betoning er på anden stavelse. Korrekt tysk - på første stavelse. Den dobbelte vægt er på BDT [7] .
↑ Robert Andreevich Colli, en kandidat fra Moskva Universitet, havde Institut for Fysik ved Kazan Universitet siden 1876; skrev en eksperimentel undersøgelse "Om polarisering i elektrolytter" (1878). I 1886 flyttede han til Moskva til Petrovsky Agricultural Academy . Colleys videre arbejde vedrørte studiet af elektriske svingninger. I Kazan var Kolli den første til at iscenesætte studerendes praktiske arbejde, efter modellen med at iscenesætte disse værker på tyske universiteter [13] .

Noter

↑ 1 2 3 Helmholtz, Hermann-Ludwig-Ferdinand // Encyclopedic Dictionary - St. Petersburg. : Brockhaus - Efron , 1892. - T. VIII. - S. 287-288.
↑ 1 2 3 Paalzow A. Helmholtz, Hermann von (tysk) // Allgemeine Deutsche Biographie - L : 1906. - Vol. 51. - S. 461-472.
↑ 1 2 J. G. M. Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand von (engelsk) // Encyclopædia Britannica : a dictionary of arts, sciences, literature and general information / H. Chisholm - 11 - New York , Cambridge, England : University Press , 1911 - Vol. 13.
↑ Helmholtz Herman Ludwig Ferdinand // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / ed. A. M. Prokhorov - 3. udg. — M .: Soviet Encyclopedia , 1969.
↑ Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz // Brockhaus Encyclopedia (tysk) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
↑ Matematisk genealogi (engelsk) - 1997.
↑ Helmholtz // Den ottefoldige vej - tyskerne. - M .: Great Russian Encyclopedia, 2006. - S. 515. - ( Great Russian Encyclopedia : [i 35 bind] / chefredaktør Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 6). — ISBN 5-85270-335-4 .
↑ Hermann von (1883) Helmholtz (tysk)
↑ Helmholtz; Hermann Ludwig Ferdinand von (1821 - 1894) // Website for Royal Society of London (engelsk)
↑ Profil af Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz på den officielle hjemmeside for det russiske videnskabsakademi
↑ Bulletin nr. 128, 1891 , s. 159.
↑ Bulletin nr. 128, 1891 , s. 160.
↑ Historien om fysikkens udvikling i Rusland Arkiveret 20. november 2012 på Wayback Machine .
↑ 1 2 Bulletin nr. 128, 1891 , s. 161.
↑ Kombinationstoner // Kireev - Congo. - M .: Great Russian Encyclopedia, 2009. - S. 604. - ( Great Russian Encyclopedia : [i 35 bind] / chefredaktør Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 14). — ISBN 978-5-85270-345-3 .
↑ Klumpenhouwer H. Dualistisk tonalt rum og transformation i det nittende århundredes musikalske tankegang // The Cambridge history of Western music theory. 6. udg. Cambridge, 2008, s.464. ISBN 978-0-521-62371-1 .

Litteratur

Helmholtz, Herman-Ludwig-Ferdinand // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
Helmholtz Hermann Von Arkiveret 29. juli 2013 på Wayback Machine
G. G. De-Metz. Hermann von Helmholtz (1821-1891 ) // V.O.F.E.M. - 1891. - Nr. 128 . - S. 157-165 .
G. G. De-Metz. Hermann von Helmholtz (1821-1891) (slut ) // V.O.F.E.M. - 1891. - nr. 129 . - S. 184-194 .
Lazarev P. P. Helmholtz. - M. , 1959. - 103 s.
Hermann von Helmholtz og grundlaget for det nittende århundredes videnskab. / Red.: David Cahan. — Univ. Californien, Berkeley 1994. ISBN 978-0-520-08334-9 .
Gregor Schiemann . Hermann von Helmholtz's mekanisme: tabet af vished. En undersøgelse af overgangen fra klassisk til moderne naturfilosofi. - Dordrecht: Springer 2009. - ISBN 978-1-4020-5629-1 .