Hermann Ludmig Ferdinand Helmholtz - biografija. Puikūs gydytojai: Helmholtzas

Hermanas Helmholcas (Hermanas Ludwigas Ferdinandas Helmholcas) (1821-1894) – vokiečių mokslininkas, Sankt Peterburgo mokslų akademijos narys korespondentas iš užsienio (1868). Fundamentalių fizikos, biofizikos, fiziologijos, psichologijos darbų autorius. Pirmą kartą (1847 m.) jis matematiškai pagrindė energijos tvermės dėsnį, parodydamas jo universalumą. Jis sukūrė termodinaminę cheminių procesų teoriją ir pristatė laisvosios ir surištosios energijos sąvokas.

Kas kartą susiduria su pirmos klasės žmogumi, jo dvasinis mastas pasikeičia amžiams – jis patyrė įdomiausia, ką gali duoti gyvenimas.

Hermannas Helmholtzas padėjo pagrindus sūkurinio skysčio judėjimo ir anomalinės dispersijos teorijoms. Pagrindinių veikalų apie klausos ir regėjimo fiziologiją autorius. Jis atrado ir išmatavo šilumos susidarymą raumenyse, ištyrė raumenų susitraukimo procesą, išmatavo nervinio impulso sklidimo greitį. Fiziologinio idealizmo šalininkas.

Hermannas Helmholtzas yra vienas didžiausių XIX amžiaus mokslininkų. Fizika, fiziologija, anatomija, psichologija, matematika... Kiekviename iš šių mokslų jis padarė puikių atradimų, atnešusių jam pasaulinę šlovę.

Hermannas Ludwigas Ferdinandas Helmholcas gimė 1821 m. rugpjūčio 31 d. Potsdamo gimnazijos mokytojo šeimoje. Tėvo prašymu 1838 metais Hermanas įstojo į Friedricho-Wilhelmo karo medicinos institutą studijuoti medicinos. Garsaus fiziologo Johanno Mullerio įtakoje Helmholcas atsidėjo fiziologijos studijoms ir, išklausęs kursą institute, 1842 m. apgynė daktaro disertaciją apie nervų sistemos sandarą. Šiame darbe dvidešimt dvejų metų gydytojas pirmiausia įrodė, kad egzistuoja integralūs nervinio audinio struktūriniai elementai, kurie vėliau buvo pavadinti neuronais.

Tais pačiais metais Hermannas buvo paskirtas rezidentu Berlyno ligoninėje. 1843 m. Helmholtzas pradėjo savo karjerą kaip Potsdamo karo gydytojas. Jis gyveno kareivinėse ir keldavosi penktą valandą ryto, skambant kavalerijos trimito signalui. Tačiau husarų pulko eskadrilės chirurgas rado laiko ir mokslų studijoms. 1845 metais jis atsisveikino su karine tarnyba ir išvyko į Berlyną ruoštis valstybiniams egzaminams, kad taptų gydytoju. Helmholcas uoliai mokosi Gustavo Magnuso namų fizikos laboratorijoje.

Džiaugsmingi minčių žvilgsniai dažnai įsiveržia į galvą taip tyliai, kad iš karto nepastebi jų prasmės... Mintis ateina staiga. Jis niekada negimsta pavargusiose smegenyse ar prie stalo. Jis dažnai pasirodo anksti ryte, kai pabunda, ir ypač lengvai atsiranda saulėtą dieną neskubiai kopiant per miškingus kalnus.

Helmholcas Hermannas Liudvikas Ferdinandas

Aleksandras Grigorjevičius Stoletovas, jautriai pajutęs 4-ojo dešimtmečio Vokietijos mokslo raidos posūkį, rašė: „Magnuso namų laboratorija – pirmasis fizinės laboratorijos pavyzdys – tampa eksperimentuojančių fizikų auginimo vieta“. Vėliau šios laboratorijos absolventas Hermannas Helmholtzas tampa Magnuso įpėdiniu ir perkelia laboratoriją į Berlyno universiteto pastatą, kur ji virsta pasauliniu mokslo centru.

Kitas Helmholtzo mokytojas Berlyne buvo Johanas Mülleris. Gerokai vėliau, 1871 m. lapkričio 2 d., Helmholco šventėje jo septyniasdešimtojo gimtadienio proga, jis pasakė kalbą, kurioje apibūdino savo mokslinį kelią. Jis nurodė, kad Johano Mullerio įtakoje susidomėjo paslaptingos gyvybės jėgos būties klausimu. Apmąstydamas šią problemą, Helmholtzas paskutiniais studijų metais padarė išvadą, kad gyvybinės jėgos teorija „kiekvienam gyvam kūnui priskiria vadinamojo perpetuum mobile savybes“. Helmholtzas su amžinojo judėjimo problema buvo susipažinęs dar nuo mokyklos laikų, o studijų metais „laisvomis akimirkomis... ieškojo ir peržvelgė Danielio Bernoulli, Jeano Lerono d'Alemberto ir kitų paskutiniųjų matematikų darbus. šimtmetį“. „Taigi, – pasakė Helmholcas, – aš susidūriau su klausimu: „Koks ryšys turėtų egzistuoti tarp įvairių gamtos jėgų, jei pripažįstame, kad perpetuum mobile apskritai neįmanoma? - ir toliau: "Ar visi šie santykiai iš tikrųjų yra įvykdyti?"

Müllerio žurnale Hermannas Helmholtzas 1845 m. paskelbė darbą „Apie medžiagos sąnaudas veikiant raumenims“. Taip pat 1845 m. jaunieji mokslininkai, susibūrę aplink Magnusą ir Müllerį, įkūrė Berlyno fizikos draugiją. Prie jos prisijungė ir Helmholtzas. Nuo 1845 m. draugija, kuri vėliau virto Vokietijos fizikos draugija, pradėjo leisti pirmąjį abstraktų žurnalą „Uspekhi Physics“.

Taigi Hermanno Helmholtzo mokslinė raida vyko palankioje Berlyno susidomėjimo gamtos mokslais aplinkoje. Jau pirmame Uspekhi fizikos tome, 1845 m., išleistame Berlyne 1847 m., Helmholtzas paskelbė apžvalgą apie fiziologinių šiluminių reiškinių teoriją. 1847 m. liepos 23 d. Berlyno fizikos draugijos susirinkime jis padarė pranešimą „Apie jėgos išsaugojimą“. Tais pačiais metais ji buvo išleista atskira brošiūra.

To meto valdžia „buvo linkusi atmesti įstatymo teisingumą; tarp uolios kovos, kurią jie vedė prieš Hegelio prigimtinę filosofiją, mano darbas buvo laikomas fantastišku intelektualizmu... Tačiau Helmholtzas nebuvo vienas, jį palaikė jaunieji mokslininkai, o visų pirma būsimasis garsus fiziologas Dubois-Reymondas ir jauna Berlyno fizikos draugija.

Kalbėdamas apie savo požiūrį į savo pirmtakų Mayer ir Joule kūrybą, Helmholtzas ne kartą pripažino Mayer ir Joule prioritetą, tačiau pabrėždamas, kad jis nebuvo susipažinęs su Mayer kūryba ir nepakankamai žinojo apie Joule kūrybą.

Skirtingai nei jo pirmtakai, jis teisę sieja su amžinojo judėjimo negalimumo principu. G. Helmholtzas materiją laiko pasyvia ir nejudančia. Norint apibūdinti pasaulyje vykstančius pokyčius, jis turi būti apdovanotas ir patraukliomis, ir atstumiančiomis jėgomis. „Gamtos reiškiniai, – sako Helmholtzas, – turi būti redukuoti iki materijos judėjimo su nekintančiomis varomosiomis jėgomis, kurios priklauso tik nuo erdvinių santykių.

Taigi pasaulis, pasak Helmholtzo, yra materialių taškų, sąveikaujančių tarpusavyje su centrinėmis jėgomis, rinkinys. Šios jėgos yra konservatyvios, o Helmholtzas savo tyrimų viršūnėje iškelia gyvosios jėgos išsaugojimo principą. Hermannas Helmholtzas Mayerio principą „iš nieko neatsiranda“ pakeičia konkretesne pozicija, kad „neįmanoma, kad egzistuoja bet koks savavališkas kūnų derinys, nuolat iš nieko gauti varomąją jėgą“.

Gyvosios jėgos išsaugojimo principas jo formuluotėje teigia: „Jei bet koks judančių materialių taškų skaičius juda tik veikiant tokioms jėgoms, kurios priklauso nuo taškų sąveikos vienas su kitu arba kurios yra nukreiptos į fiksuotus centrus, tada suma visų taškų gyvųjų jėgų, paimtų kartu, išliks tokios pačios visais laiko momentais, kai visi taškai įgauna tokias pačias santykines padėtis vienas kito ir esamų fiksuotų centrų atžvilgiu, kad ir kokios būtų jų trajektorijos ir greičiai intervalai tarp atitinkamų momentų“.

Suformulavęs šį principą, Hermannas Helmholtzas svarsto jo taikymą įvairiais ypatingais atvejais. Atsižvelgdamas į elektrinius reiškinius, Helmholtzas randa taškinių krūvių energijos išraišką ir parodo funkcijos, kurią Gausas vadina potencialu, fizinę prasmę. Jis taip pat apskaičiuoja įkrautų laidininkų sistemos energiją ir parodo, kad iškraunant Leyden stiklainius išsiskiria šiluma, kuri prilygsta sukauptai elektros energijai. Kartu jis parodė, kad iškrova yra virpesių procesas ir elektriniai virpesiai „tampa vis mažesni, kol galiausiai gyvąją jėgą sunaikina varžų suma“.

Tada Helmholcas svarsto galvanizmą. Hermannas Helmholtzas analizuoja energijos procesus galvaniniuose šaltiniuose, termoelektriniuose reiškiniuose, padėdamas pamatus būsimai šių reiškinių termodinaminei teorijai. Atsižvelgdamas į magnetizmą ir elektromagnetizmą, Helmholtzas, remdamasis Neumano tyrimais ir remdamasis Lenco dėsniu, pateikia savo garsiąją išvadą apie indukcijos elektrovaros jėgos išraišką.

Savo darbe Helmholtzas, skirtingai nei Mayeris, pagrindinį dėmesį skiria fizikai ir apie biologinius reiškinius kalba tik labai trumpai ir glaustai. Nepaisant to, būtent šis rašinys Helmholcui atvėrė kelią į Karaliaučiaus universiteto Medicinos fakulteto Fiziologijos ir bendrosios patologijos katedrą, kur 1849 m. gavo neeilinio profesoriaus pareigas.

Hermannas Helmholtzas šias pareigas ėjo iki 1855 m., kai tapo anatomijos ir fiziologijos profesoriumi Bonoje. 1858 m. Helmholtzas tapo fiziologijos profesoriumi Heidelberge, kur daug ir sėkmingai dirbo regėjimo fiziologijos srityje. Šios studijos gerokai praturtino žinių ir praktinės medicinos sritį. Šių tyrimų rezultatas – garsioji Helmholtzo „Fiziologinė optika“, kurios pirmasis numeris buvo išleistas 1856 m., antrasis – 1860 m., o trečiasis – 1867 m.

Akys yra vienas iš nuostabiausių mūsų kūno organų. Jie apie jo darbą žinojo anksčiau ir lygino jį su fotoaparato darbu. Tačiau norint visiškai išsiaiškinti net tik fizinę regėjimo pusę, nepakanka grubaus palyginimo su fotoaparatu. Būtina išspręsti daugybę sudėtingų ne tik fizikos, bet ir fiziologijos ir net psichologijos problemų. Jas reikėjo išspręsti gyva akimi, ir Hermannui Helmholtzui tai pavyko. Jis pastatė specialų prietaisą (oftalmometrą), stebinantį savo paprastumu, kuris leido išmatuoti ragenos kreivumą ant užpakalinio ir priekinio lęšio paviršių. Taip buvo tiriamas spindulių lūžimas akyje.

Mes matome viena ar kita spalva nudažytus objektus, mūsų matymas spalvotas. Kuo ji pagrįsta? Akies tyrimas parodė, kad tinklainėje yra trys pagrindiniai šviesą jautrūs elementai: vieną iš jų labiausiai dirgina raudoni, kitą – žali, trečią – mėlyni. Bet kokia spalva sukelia stipresnį vieno iš elementų dirginimą ir silpnesnį kitų. Dirginimo deriniai sukuria visą spalvų žaismą, kurį matome aplinkui.

Norėdami ištirti gyvos akies dugną, Hermannas Helmholtzas pagamino specialų prietaisą: akių veidrodį (oftalmoskopą). Šis prietaisas jau seniai tapo privaloma kiekvieno akių gydytojo įranga. Helmholtzas daug nuveikė tyrinėdamas akį ir regėjimą: sukūrė fiziologinę optiką – mokslą apie akis ir regėjimą.

Čia, Heidelberge, Helmholtzas atliko savo klasikinius nervinio sužadinimo plitimo greičio tyrimus. Varlės, skirtos skrodimui, daugybę kartų lankėsi ant mokslininko laboratorijos stalo. Jis ištyrė sužadinimo plitimo išilgai nervo greitį. Nervas gavo dirginimą nuo srovės, sukeltas sužadinimas pasiekė raumenį ir jis susitraukė. Žinodami atstumus tarp šių dviejų taškų ir laiko skirtumą, galite apskaičiuoti sužadinimo sklidimo išilgai nervo greitį. Jis pasirodė labai mažas, tik nuo 30 iki 100 m/sek.

Atrodo, kad tai labai paprasta patirtis. Dabar, kai Hermannas Helmholtzas jį sukūrė, atrodo paprasta. Ir prieš jį buvo teigiama, kad šis greitis negali būti išmatuotas: tai paslaptingos „gyvybinės jėgos“, kurios negalima išmatuoti, apraiška.

Helmholtzas ne ką mažiau tyrė klausą ir ausį (fiziologinę akustiką). 1863 metais buvo išleista jo knyga „Garso pojūčių doktrina kaip fiziologinis akustikos pagrindas“.

Ir čia, prieš Helmholtzo tyrimus, daug kas, kas susiję su klausa, buvo ištirta labai prastai. Jie žinojo, kaip garsas atsiranda ir sklinda, tačiau labai mažai buvo žinoma apie garsų poveikį objektams, galintiems vibruoti. Hermannas Helmholtzas pirmasis ėmėsi kovoti su šiuo sudėtingu reiškiniu. Sukūręs rezonanso teoriją, jos pagrindu jis sukūrė klausos pojūčių, mūsų balso ir muzikos instrumentų doktriną. Tyrinėdamas virpesių reiškinius, Helmholtzas iškėlė daugybę muzikos teorijai labai svarbių klausimų, išanalizavo muzikos harmonijos priežastis.

Helmholtzo pavyzdys rodo didelę mokslininko akiračio platumo, jo žinių ir interesų turtingumo ir įvairovės svarbą. Ten, Heidelberge, buvo paskelbti jo klasikiniai darbai apie hidrodinamiką ir geometrijos pagrindus.

Nuo 1871 m. kovo Helmholtzas tapo Berlyno universiteto profesoriumi. Jis sukūrė fizikos institutą, kuriame atvykdavo dirbti fizikai iš viso pasaulio.

Persikėlęs į Berlyną, Hermannas Helmholtzas atsidėjo tik fizikai ir studijavo sudėtingiausias jos sritis: elektrodinamiką, kurioje, remdamasis Faradėjaus idėjomis, sukūrė savo teoriją, vėliau hidrodinamiką ir elektrolizės reiškinius, susijusius su termochemija. Ypač įspūdingi yra jo darbai apie hidrodinamiką, pradėti dar 1858 m., kuriuose Helmholtzas pateikia sūkurinio judėjimo ir skysčio srauto teoriją ir kuriuose jam pavyksta išspręsti keletą labai sudėtingų matematinių problemų. 1882 metais Helmholcas suformulavo laisvosios energijos teoriją, kuri išsprendžia klausimą, kokią dalį visos tam tikros sistemos molekulinės energijos galima paversti darbu. Ši teorija turi tą pačią reikšmę termochemijoje, kaip ir Karno principas termodinamikoje.

1883 metais imperatorius Vilhelmas suteikė Vilhelmui Helmholcui bajoro titulą. 1884 m. Helmholtzas paskelbė anomalios dispersijos teoriją, o kiek vėliau keletą svarbių teorinės mechanikos darbų. Darbai meteorologijos srityje datuojami tuo pačiu laiku.

1888 m. Helmholtzas buvo paskirtas Šarlotenburge naujai įsteigto vyriausybinio fizikos-technikos instituto - Vokietijos metrologijos centro, kurio organizavime jis aktyviai dalyvavo, direktoriumi. Tuo pat metu mokslininkas ir toliau skaito teorinės fizikos paskaitas universitete.

Helmholtzas turėjo daug mokinių; Jo paskaitų klausėsi tūkstančiai studentų. Daug jaunų mokslininkų atvyko dirbti į jo laboratoriją ir mokytis eksperimentavimo meno. Jo mokiniais galima laikyti daugybę rusų mokslininkų – fiziologus E. Adamjuką, N. Bakstas, F. Zavarykiną, Ivaną Sečenovą, fizikus Piotrą Lebedevą, P. Zidovą, R. Colley, A. Sokolovą, N. Šidderį.

Deja, senatvėje Helmholco laukė ne tik džiaugsmingi įvykiai. Jo sūnus Robertas, perspektyvus jaunas fizikas, mirė 1889 m., palikdamas savo darbą degančių dujų spinduliavimo srityje.

Naujausi mokslininko darbai, parašyti 1891–1892 m., yra susiję su teorine mechanika.

Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz – citatos

Atsitiko negirdėtas dalykas: gydytojas ir fiziologijos profesorius Vokietijoje užėmė pagrindinį fizikos skyrių.

Jūsų turtinga praktinė patirtis su protingomis ir įdomiomis problemomis nukreips matematikus nauja kryptimi ir suteiks jiems naują impulsą... Vienpusis ir introspektyvus matematinis samprotavimas veda į sritis, iš kurių negalima tikėtis vertingų vaisių.

Menkiausios alkoholinių gėrimų dozės sunaikina galimybę kilti laimingoms mintims, žudo jas dar kūdikystėje.

Nors mokslas yra veiksnys, žadinantis ir formuojantis pačius rafinuotus žmogaus sąmonės gebėjimus, tačiau tas, kuris studijuoja ir tyrinėja tik tam, kad žinotų, tikrosios savo egzistavimo Žemėje prasmės neras. Tik aktyvi veikla daro žmogaus egzistenciją vertą.

Hermann-Ludwig-Ferdinand von Helmholtz Vokietijoje buvo laikomas nacionaliniu lobiu. Jis sugebėjo tapti pirmuoju gydytoju tarp mokslininkų ir pirmuoju mokslininku tarp gydytojų. Įdomus faktas. Nors Helmholtzas buvo toks pat gilus, toks pat platus savo žiniomis ir toks pat puikus savo tyrimuose kaip Leibnicas, jis turėjo prastą atmintį, buvo labai vidutiniškas studentas ir prastai baigė vidurinę mokyklą. Mokydamasis gimnazijoje niekas net negalėjo pagalvoti, kad jis tiek daug naudingo nuveiks moksle! Tačiau Hermanas tapo puikiu fiziologu. Be to, gydytojo, matematiko, psichologo, fiziologijos ir fizikos profesoriaus Helmholtzo, akies veidrodžio išradėjo, vardas XIX amžiuje yra neatsiejamai susijęs su radikalia fiziologinių sampratų rekonstrukcija. Puikus aukštosios matematikos ir teorinės fizikos ekspertas, jis padėjo šiuos mokslus fiziologijos tarnybai ir pasiekė puikių rezultatų.

Hermanno tėvas Augustas-Ferdinandas-Julius Helmholcas (1792-1859) įgijo aukštąjį išsilavinimą Berlyno universitete, kur iš pradžių studijavo Teologijos fakultete ir studijavo filosofiją. 1813 m., pakerėtas Vokietijos tautinio atgimimo idėjos, jis savanoriškai įstojo į kariuomenę ir, nepaisant prastos sveikatos, dvejus metus praleido kampanijose. Pasibaigus taikai, jis vėl įstojo į universitetą, šį kartą į Filologijos fakultetą. 1820 m. išlaikė specialų egzaminą ir gavo vyriausiojo mokytojo pareigas Potsdamo gimnazijoje. Pirmaisiais mokymo metais jis vedė artilerijos karininko dukrą Caroline Penn, kilusią per vyrišką atšaką iš garsaus amerikiečio, o per moterišką šaką iš Sauvage šeimos, kuri XIX amžiaus pradžioje persikėlė į Vokietiją. ir priklausė hugenotams; taigi, kaip ir broliai von Humboldtai, Hermannas Helmholtzas iš dalies buvo prancūzas.

Gimnazijoje Augustas-Ferdinandas dėstė vokiečių kalbą, filosofiją, aiškino Platoną, skaitė Homerą, Vergilijų, Ovidijų, vienu metu net dėstė matematiką ir fiziką. Tačiau jo mėgstamiausia tema buvo graikų literatūra ir kultūra. Kaip puikus mokytojas, 1827 m. buvo paskirtas subrektoriumi, o po metų gavo profesoriaus vardą. Iki 1857 m. jis liko mokytoju gimnazijoje, kur netrukus eis mokytis jo sūnus Hermanas, tada išėjo į pensiją, gaudamas pensiją.

Hermannas gimė 1821 m. rugpjūčio 31 d. Vokietijos mieste Potsdame. Be jo, šeimoje vėliau atsirado dvi mergaitės ir berniukas. Vaikystėje Hermanas užaugo kaip silpnas vaikas ir dažnai ilgai sirgo. Kiekviena liga priversdavo jo tėvus drebėti, bijodami dėl savo pirmagimio. Anksti buvo atskleistas tam tikras jo psichinės sandaros trūkumas: silpna atmintis dalykams, kurie neturi vidinio ryšio. Jam buvo sunku atskirti dešinę ir kairę puses. Vėliau, kai mokykloje mokėsi kalbų, jam buvo sunkiau nei kitiems atsiminti netaisyklingas gramatines formas, ypač kalbos figūras. Jis beveik neįvaldė istorijos, buvo sunku atmintinai išmokti prozos ištraukas. Šis trūkumas bėgant metams tik stiprėjo ir tapo jo senatvės rykšte. Kai Ciceronas ar Vergilijus buvo skaitomi klasėje, jis teleskopuose po stalu skaičiavo spindulių kelią ir jau tada rado keletą optinių teoremų, apie kurias vadovėliuose neminėjo.

1838 m. rugsėjo 12 d. Hermanas baigė vidurinę mokyklą ir kilo klausimas dėl karjeros pasirinkimo. Iš mokslų jį labiausiai traukė gamtos mokslai. Tačiau lėšų, reikalingų atsiduoti grynam mokslui, trūkumas privertė Hermano tėvą patarti sūnui nestoti į gamtos mokslų fakultetą, ir Hermanas nusprendė atsidėti medicinos studijoms kaip sričiai, kuri galėtų padėti jam įsitvirtinti. ateityje , kad nenutrauktų fizikos ir matematikos studijų . Prie to prisidėjo dar viena palanki aplinkybė, nulėmusi visą reikalą; vienintelis Helmholtzų šeimos giminaitis, užsiėmęs mokslu, buvo Mureninas, užėmęs iškilias pareigas. Jis įsipareigojo dirbti pas Hermaną, kad valstybės lėšomis būtų priimtas į Friedricho-Wilhelmo karo medicinos-chirurgijos institutą Berlyne, kuris rengė karo gydytojus.

Septyniolikmetis studentas pirmą semestrą studijuoja fiziką, chemiją ir anatomiją. Be šių pagrindinių dalykų, pirmame kurse studijavo logiką, istoriją, lotynų ir prancūzų kalbą. Savo laisvalaikį per atostogas ir šventes Hermanas skyrė Homero, Bairono, Bioto ir Kanto skaitymui. Hermanui pasisekė ne tik su kolegomis studentais (su juo mokėsi visa galaktika būsimų fiziologijos šviesuolių, suformavusių Vokietijos mokslo gėlę: Karlą Liudviką, Dubois-Reymondą, Brücke'ą, Virchową, Schwanną), bet ir su fiziologijos mokytoju. Johannesas Mülleris, Vokietijos fiziologijos mokslo šviesulys. Antrajame semestre, savo garsaus mokytojo įtakoje, Hermanas susidomėjo fiziologija ir histologija. Müllerio mokinius vienijo tas pats noras susieti fiziką su fiziologija ir rasti tvirtesnį pagrindą jų pagrindimui. Hermanas buvo žymiai pranašesnis už savo draugus matematikos žiniomis, kurios suteikė jam galimybę tiksliai „suformuluoti uždavinius ir nurodyti teisingą jų sprendimo kryptį“.

Puikiai studijų metais prasidėjusį ir jį sužavėjusį Hermanno darbą Müllerio laboratorijoje 1842 metų rudenį nutraukė praktinis chirurgo darbas Charite karo ligoninėje Berlyne, kuris truko ištisus metus ir priimdavo kasdien nuo 7 val. iki 20 val. Nepaisant to, 1842 m. lapkričio 2 d. Hermanas apgynė daktaro disertaciją lotynų kalba „Apie bestuburių nervų sistemos sandarą“. Temą „Nervų sistemos sandara“ jam pasiūlė pats Mülleris. Šioje disertacijoje jis pirmą kartą įrodė, kad žinomi nervinio audinio elementai, nervinės ląstelės ir skaidulos yra tarpusavyje susiję ir sudaro neatskiriamos visumos dalis, kuri vėliau buvo pavadinta neuronu.

Istorija apie tai, kaip Hermanas įsigijo mikroskopą, su kuriuo baigė disertacinį darbą, yra nepaprastai jaudinanti. Susirgęs šiltine, būdamas Friedricho-Wilhelmo instituto studentas, jis nemokamai pateko į Charite ligoninę ir to dėka sukaupė nedidelę sumą iš stipendijos, kuri suteikė galimybę įsigyti mikroskopą. , nors ir prastesnis.

Baigęs institutą, Helmholtzas buvo išsiųstas į Charité ligoninę rezidentu, kur dirbo ir Virchow. Tuo pat metu dirba Gustavo Magnuso (1802-1870), publikacijų apie mechaniką, hidrodinamiką, šilumą ir kt. autoriaus, namų laboratorijoje. Helmholtzas turėjo septynerius metus stažuotis kaip karo gydytojas. Jam pavyko įsidarbinti Potsdame, netoli Berlyno: 1843 m. spalį jis tarnavo eskadrilės chirurgu Karališkosiose gyvybės gvardijos husaruose. Helmholcas gyvena kareivinėse, keliasi kaip ir visi penktą valandą ryto, skambant kavalerijos trimito signalui. Nepaisant visų kareivinės gyvenimo nepatogumų, jis sugebėjo įrengti nedidelę fizinę ir fiziologinę laboratoriją ir 1845 m. atlikti savo medžiagų vartojimo eksperimentus raumenų darbo metu, kuriems Dubois-Reymond padovanojo nešiojamas svarstykles.

Tais pačiais metais Magnuso laboratorijoje dirbę fizikai ir chemikai subūrė fizinę draugiją, kuri priėmė jaunąjį Helmholcą. Tų pačių metų liepą Helmholtzas pateikė epochinį pranešimą Fizikos draugijai „Apie jėgos išsaugojimą“. Šį genialų darbą jis bandė publikuoti moksliniame žurnale, tačiau jis nebuvo įvertintas, todėl 1847 metais išleido kaip atskirą knygą. Taigi Helmholcas matematiškai pagrindė Lomonosovo dar XVIII amžiuje paskelbtą energijos tvermės dėsnį, parodydamas jo universalumą, ir pritaikė šį dėsnį fiziologijoje. Šiuo darbu jis sujungė fizinius, chemijos ir biologijos mokslus, kuriems energijos taupymo principas suteikė tvirtą pagrindą ir padėjo pagrindą Helmholtzo pasaulinei šlovei. Pirmasis asmuo, kuris teisingai suprato ir suformulavo šį dėsnį dar 1842 m., buvo vokiečių gydytojas Julius Robertas Mayeris iš Heilbrono.

1847 m. birželio 1 d. Helmholcas buvo perkeltas į karališkąjį Gardes-du-Corps pulką, taip pat esantį Potsdame. Helmholtzas susipažino su Feltonų šeima, kurios galva buvo karo gydytojas. Jaunoji Olga fon Felton, su kuria Helmholcas dažnai skambindavo pianinu, skaitė poeziją ir dalyvaudavo spektakliuose, padarė jam neišdildomą įspūdį ir 1847 metų kovo 11 dieną jis su ja susižadėjo. 1848 m. rugsėjo 30 d., 6 metus ištarnavęs karo gydytoju, Helmholcas buvo paaukštintas iki vyresniojo gydytojo. Aleksandras Humboldtas padėjo Helmholtzui būti atleistas iš likusių trejų metų privalomosios tarnybos ir prisidėjo prie jo paskyrimo į Brücke'o vietą Dailės akademijoje ir Anatomijos ir zoologijos muziejuje. Akademija ir Mülleris tuo buvo labai patenkinti. Tačiau kai tik Helmholcas priprato prie naujų sąlygų, kitais metais jo laukė nauja užduotis.

Profesorius Brücke buvo perkeltas į Karaliaučiaus universiteto Fiziologijos katedrą ir jam reikėjo pavaduotojo. Tai galėjo būti labiau patyręs Dubois-Reymond arba Helmholtz. Tačiau kadangi Dubois-Reymondo tėvas vis tiek galėjo jį išlaikyti, kol jis užsiėmė moksline veikla, pasirinkimas teko jo draugui Helmholtzui. Müllerio rekomendacija, Helmholtzas buvo pakviestas 1849 m. tapti fiziologijos profesoriumi Karaliaučiaus universitete. Karaliaučiuje, atlikdamas savo tyrimus, jis sukūrė keletą originalių matavimo priemonių. Plačiai paplito jo sukurtas akies veidrodis (oftalmoskopas), leidžiantis stebėti akies dugną, ir vadinamoji Helmholco švytuoklė, leidžianti greitai, nuosekliai dirginti audinius, naudojant tikslią laiko dozę. įvairios fiziologinių tyrimų ir medicinos sritys. O šiais laikais oftalmoskopas vaidina didžiulį vaidmenį diagnozuojant ne tik akių ligas, bet ir nervų ligas, tokias kaip galvos smegenų augliai, nugaros smegenų tabes ir kt.

Karaliaučiaus Helmholco mokslinės veiklos laikotarpis buvo produktyviausias. Ten jis sukūrė fiziologinę klausos teoriją, pagal kurią rezonanso reiškiniu grindžiamas gyvūnų ir žmonių gebėjimas atskirti vieną garso toną nuo kito. Tam tikro aukščio garsas svyruoja ne visa pagrindinė garso membrana, o tik viena jos skaidulų grupė, rezonuojanti tam tikru garso dažniu. Remdamasis fiziniais rezonanso dėsniais, Helmholtzas sukūrė Korti organo, esančio žmogaus vidinėje ausyje, klausos funkcijos doktriną.

Helmholtzo darbai fiziologijos srityje yra skirti nervų ir raumenų sistemų tyrimams. Jis termoelektriniu metodu atrado ir išmatavo šilumos susidarymą raumenyse (1845–1847), o naudodamas savo sukurtą grafinę techniką, eksperimentuodamas su varle, išsamiai ištyrė raumenų susitraukimo procesą (1850–1854); galvanometrinis trumpų laiko intervalų matavimas (balistiniu principu). Kai Helmholtzas išsikėlė šį tikslą, jo mokytojas Mülleris suabejojo ​​galimybe išmatuoti sužadinimo greitį išilgai nervo – beveik neišmatuojamai trumpą laiką, kai žmogus jaučia skausmą dėl nudegimo. Per šį nereikšmingą laikotarpį sužadinimas turi eiti tam tikru keliu išilgai nervų laidininkų. Kaip išmatuoti sužadinimo judėjimo greitį išilgai nervų? Ir ar tai net įmanoma? Būdamas sumaniausias eksperimentuotojas, Helmholtzas ėmėsi šios problemos sprendimo ir pasiūlė išradingai paprastą sprendimą.

Jis tiekė elektros srovę varlės nervui šalia bet kurio jos raumenų. Srovė sužadino nervą, o raumuo į šią stimuliaciją reagavo susitraukdamas. Tada jis sudirgino tą patį nervą elektros srove ne prie paties raumens, o tam tikru atstumu nuo jo. Raumenys vėl susitraukė, bet kiek vėliau nei pirmą kartą. Šis laiko skirtumas, padalytas iš nervo ilgio tarp dviejų taškų, kuriuose buvo įjungta elektra, parodė greitį, kuriuo dirgiklis nukeliavo išilgai nervo. Varlėje, su kuria Helmholtzas atliko šį eksperimentą, sužadinimo plitimo nervais greitis pasirodė lygus 27 metrams per sekundę. Kaip šis palyginti mažas greitis skyrėsi nuo fantastiškos figūros, kurią vadino mokslininkai! Buvo manoma, kad sužadinimo greitis išilgai nervų yra lygus šviesos greičiui - 300 tūkstančių kilometrų per sekundę!

1867-1870 metais kartu su rusų mokslininku N. Bakstu matavo sužadinimo plitimo greitį žmogaus nervuose. Nemažai mokslininko tyrimų yra susiję su centrinės nervų sistemos fiziologija. Jis pirmą kartą nustatė latentinį refleksų periodą 1854 m., pirmą kartą eksperimentiškai bandė nustatyti impulsų, kuriuos smegenys siunčia į raumenis, ritmą (1864–1868) ir kiekybiškai nustatė valingos raumenų reakcijos į raumenų dirginimą latentinį laikotarpį. jutimo organai.

Helmholtzo mokymas apie „nesąmoningą išvadą“ kaip įvaizdžio formavimo operaciją, kurioje dalyvauja raumenų judėjimas, užpildė šią kategoriją nauju turiniu. Raumenų judėjimo vaidmuo kuriant jutimo produktus atskleidžiamas I.M. mokymuose. Sečenovą, nuo kurio driekiasi gijos iki šiuolaikinių požiūrių į jutiminės informacijos apdorojimo mechanizmą.

Pagrindiniai darbai, atnešę Helmholcui didelę šlovę ir patraukę Paryžiaus mokslų akademijos dėmesį, paskatino Prūsijos švietimo ministeriją 1851 m. patvirtinti Helmholtzą eiliniu profesoriumi, o tai žymiai pagerino jo finansinę padėtį. 1853 m. rugpjūtį Helmholcas, palikęs žmoną ir du vaikus giminaičiams, pirmą kartą išvyko į Angliją, kur susipažino su Faraday.

Regėjimo fiziologijos srityje jis sukūrė akies optinių paviršių kreivumo nustatymo metodus, o 1853 metais pateikė akomodacijos teoriją. Jis parodė, kad vizualinis objektų dydžio ir atstumo vertinimas grindžiamas savitais raumenų pojūčiais, atsirandančiais judant akies raumenims. Helmholtzo idėja apie raumenų jutimo vaidmenį formuojant suvokimą buvo giliai išplėtota psichofiziologiniuose I. M. darbuose. Sechenovas.

Kuriant regėjimo fiziologijos klausimus, Helmholcui nuolat padėjo žmona, kuri buvo jo draugė ir padėjėja; ji nukopijavo jo rankraščius, ir jis pirmasis skaitė jai paskaitas. 1854 metais ramų, laimingą, nuošalų gyvenimą aptemdė mylimos mamos mirtis. Tuo pat metu žmonos tuberkuliozė pradėjo kelti grėsmę jos sveikatai. Helmholcas ėmėsi priemonių persikelti į kitą miestą, kur klimatas buvo švelnesnis, ir tokia galimybė jam atsivėrė, kai Bonoje atsilaisvino Fiziologijos ir anatomijos katedra. 1855 m. buvo paskirtas į Bonos universiteto Anatomijos ir fiziologijos katedrą, kurioje dirbo iki 1858 m.

Oftalmologų kongrese Paryžiuje, kur 1867 m. jis skaitė pranešimą apie palengvėjimo jausmą, iškilmingos vakarienės metu skambėjo žodžiai: „Oftalmologija buvo tamsoje – Dievas pasakė, kad gimė Helmholcas – ir švietė šviesa“. 1859-1866 metais Helmholtzas studijavo jutimo procesų (regos, klausos) ir spalvų suvokimo psichologiją ir fiziologiją. Jis visiškai išplėtojo spalvų matymo doktriną, remdamasis prielaida, kad tinklainėje yra trys pagrindiniai spalvų jutimo elementai. Plėtodamas idėją, kad tinklainėje yra trys elementai, jautrūs raudonai, žaliai ir mėlynai, jis sukūrė spalvų regėjimo pojūčių atsiradimo teoriją. Raudona, žalia ir violetinė, pasak Helmholtzo, yra pagrindinės spalvos, dėl kurių optinio maišymo atsiranda visa be galo turtinga žmogaus akies suvokiama spalvų paletė. Helmholtzo teorija išlaikė laiko išbandymą ir šiandien patenkinamai paaiškina spalvų regėjimo pojūčių fiziologiją. Reikėtų pažymėti, kad sudėtingų spalvų suvokimo darbą pirmasis sukūrė puikus gydytojas ir fizikas Thomas Jungas. Helmholcas paliko žmonijai savo nepaprastus kitų regėjimo fiziologijos problemų tyrimus.

1857 m. Badeno vyriausybė pakvietė Helmholtzą persikelti į garsiojo Heidelbergo universiteto fiziologijos katedrą, kur du jo artimi draugai Bunsenas ir Kirchhoffas jau dirbo profesoriais. Mažasis Heidelbergas, vienas iš Badeno kunigaikštystės miestų. Ant kalvos yra senovinės pilies griuvėsiai. Garbanotų ąžuolų giraitės žvelgia į Nekaro vandenis. Kuklų dviejų aukštų pastatą, kuriame buvo Helmholco laboratorija, heidelbergiečiai pompastiškai pavadino Gamtos rūmais. Šioje laboratorijoje Ivanas Michailovičius Sechenovas mokėsi kartu su Helmholtzu. Kokį didelį įspūdį jam padarė mokytojas, galima spręsti iš šių jo žodžių:

Ką galiu pasakyti apie šį nepaprastą žmogų? Dėl savo išsilavinimo menkumo negalėjau prie jo priartėti, todėl mačiau jį, galima sakyti, tik iš toli, niekada jo akivaizdoje neišlikdamas ramus... Jo... figūra mąsliomis akimis tryško savotiškai pasaulis, tarsi ne iš šio pasaulio. Kad ir kaip būtų keista, sakau absoliučią tiesą: jis man padarė panašų įspūdį, kokį patyriau pirmą kartą žiūrėdamas į Siksto Madoną Drezdene, juolab kad jo akys buvo tikrai panašios į akis. šios Madonos. Tikriausiai tokį įspūdį padarė ir artimai susipažinęs... Vokietijoje jis buvo laikomas nacionaliniu lobiu ir buvo labai nepatenkintas vieno anglo apibūdinimu, kad Helmholcas savo išvaizda labiau panašus į italą nei vokietį.

Pirmieji metai po persikėlimo į Heidelbergą Helmholcui buvo susiję su sunkiais šeimos išgyvenimais. 1859 m. birželio 6 d. mirė jo tėvas. Ši netektis buvo labai sunki, nes... Visą gyvenimą jis plėtojo ne tik artimus šeimos ryšius su tėvu, bet ir draugiškus santykius, ką liudija susirašinėjimas, kuriame grynai šeimos ir asmeniniai klausimai yra susipynę su sudėtingomis filosofinėmis problemomis apie Fichte, Hegelio ir Schelling sistemas. Palaimingą Heidelbergo kraštovaizdį sujaukė jo žmonos sunkios ligos paūmėjimas. 1859 m. gruodžio 28 d. Olga Helmholtz mirė. Dėl sunkios nervinės būsenos ir nuovargio Helmholtzas dažnai jautė alpimo priepuolius, kurie buvo buvę ir anksčiau. Ant jo rankų liko du maži vaikai. Po metų jis pasipiršo Paryžiaus koledžo persų kalbos profesoriaus dukterėčiai Annai Moli. Ana didžiąją gyvenimo dalį praleido Paryžiuje ir Londone ir buvo labai išsilavinusi mergina. Helmholcui grįžus iš Anglijos, 1861 metų gegužės 16 dieną įvyko vestuvės su Anna von Mohl. 1862 m. lapkričio 22 d. Helmholtzas buvo išrinktas Heidelbergo universiteto prorektoriumi. 1864 metais Helmholcas antrą kartą lankėsi Anglijoje. Londone jis aplankė Tyndall ir Faraday bei skaitė paskaitą Karališkojoje draugijoje apie normalius žmogaus akies judesius, susijusius su žiūronu.

Helmholtzo darbai gerokai peržengė fiziologijos ribas, todėl nenuostabu, kad kai 1870 m. balandį, mirus Gustavui Magnusui, Berlyno universiteto fizikos katedra atsilaisvino, universiteto rektorius Dubois-Reymondas. Berlyno, gavo iš švietimo ministro fon Müllerio įsakymą pakviesti į skyrių Kirchhoffą arba Helmholtzą. 1871 m. Berlyno universiteto vardu Dubois-Reymondas išsiuntė Helmholtzui pasiūlymą vadovauti pirmajai fizikos katedrai Vokietijoje. 1871 m. vasario 13 d., grįžęs iš kelionės į Šveicariją, Helmholtzas buvo pakviestas į Versalį, kur Vilhelmas I pasirašė savo paskyrimą fizikos profesoriumi. Ta proga Dubois-Reymondas pastebėjo: „Įvyko negirdėtas dalykas: gydytojas ir fiziologijos profesorius užėmė pagrindinį fizikos skyrių Vokietijoje.

Netrukus Helmholtzas buvo išrinktas fizikos profesoriumi Medicinos-chirurgijos akademijoje, akademijoje, kurioje įgijo mokslinį išsilavinimą. Čia, tęsdamas fiziologinės akustikos ir optikos darbus, jis vis labiau nutolo nuo medicinos ir perėjo prie grynai fizinių klausimų. Netrukus prieš tai Helmholtzas gavo Williamo Thomsono prašymą, ar jis norėtų užimti eksperimentinės fizikos katedrą Kembridže. Kvietimas ypač reikšmingas turint omenyje, kad pirmasis Kembridžo fizikos profesorius buvo garsusis Maksvelas, o vėliau ir iškiliausias šiuolaikinis fizikas E. Rutherfordas.

1873 m. Prancūzijos ir Prūsijos karo metu Helmholcas dalyvavo organizuojant pagalbą sužeistiesiems. Ir tais pačiais metais jį ištiko dar viena šeimos tragedija: mirė dukra Kat. Helmholtzas sunkiai išgyveno mylimo žmogaus netektį. Bet gyvenimas juda toliau. 1877 m. spalio 15 d. Helmholtzas buvo išrinktas Berlyno universiteto rektoriumi ir tuo pat metu išleido veikalą „Apie mąstymą medicinoje“, kuris labai domina iki šiol. 1888 m. jis buvo paskirtas Fizinės-technologinės valstybinės institucijos prezidentu; Šias pareigas jis derino su teorinės fizikos profesoriumi universitete iki mirties. Čia jis kūrė fizikos, biofizikos, fiziologijos ir psichologijos kūrinius. Jis sukūrė termodinaminę cheminių procesų teoriją ir pristatė laisvosios ir surištosios energijos sąvokas. Padėjo skysčių sūkurinio judėjimo ir anomalinės dispersijos teorijų pagrindus...

Likus metams iki mirties, Helmholtzas vyksta į Pasaulinę parodą Čikagoje. Grįžęs iš kelionės po Ameriką, įeidamas į savo kajutę paslydo ir susižalojo galvą, kas, matyt, turėjo rimtų pasekmių ir galėjo sukelti vėlesnę ligą. Palaipsniui išsivystė judesių paralyžius, matyt, dėl kraujavimo, kuris ir toliau ardė smegenis. Taip prasidėjo liga ir sunkūs įvykiai, privedę prie mirties. Liepos 12-osios rytą Helmholcas išėjo iš namų, bet nebegalėjo vaikščioti pats. Prie jo pribėgo praeivis, padėjo įnešti į kambarį ir paguldyti ant sofos.

Nepaisant to, kad Helmholtzas palaikė Richterio 1865 m. iškeltą gyvenimo amžinybės teoriją (kosmozoanijos teorija), mirtis nenorėjo į tai atsižvelgti. Neišvengiama visų dalykų žemėje gyvenimo baigtis – mirtis – genialų mokslininką patraukė į savo sales. Šis tragiškas įvykis, sukrėtęs visą mokslo pasaulį, įvyko 1894 m. rugsėjo 8 d., 1 valandą 11 minučių po pietų, sulaukus 72 metų. Priešais Berlyno universitetą, kuriame prabėgo paskutiniai didžiojo gamtininko gyvenimo metai, buvo pastatytas marmurinis paminklas.

HELMHOLTZAS, Hermanas Liudvikas Ferdinandas

Vokiečių fizikas, matematikas, fiziologas ir psichologas Hermannas Liudvikas Ferdinandas Helmholcas gimė Potsdame, gimnazijos mokytojo šeimoje. 1838 metais baigė vidurinę mokyklą. Nepaisant susidomėjimo fizika, Helmholtzas negalėjo įstoti į universitetą dėl lėšų trūkumo. Pasirašęs įsipareigojimą aštuonerius metus eiti karo chirurgo pareigas, jis buvo priimtas į Friedricho Vilhelmo karo medicinos institutą Berlyne. 1842 m. Helmholcas apgynė fiziologijos disertaciją, 1843–1848 m. tarnavo karo gydytoju Potsdame. Čia jis susidomėjo fiziologija, kurią dėstė garsus fiziologas I. Mülleris, ir artimai susidraugavo su jaunais mokslininkais E. Dubois-Reymond ir E. Brücke, kurie aistringai domėjosi idėja transformuoti fiziologiją kaip mokslą, įdiegiant į jį fizikos ir chemijos metodus.

1845 m. Helmholtzas tapo Berlyno fizikos draugijos nariu. Nuo to laiko jis pradėjo reguliariai važinėti į Berlyną, kur atliko eksperimentus garsaus fiziko G. Magnuso laboratorijoje. 1845–1846 m Susiformavo pagrindinės mokslininko idėjos, kurias jis išreiškė garsiajame darbe „Dėl jėgos išsaugojimo“, kuris tapo svarbiu termodinamikos vystymosi etapu. 1847 m. liepos 23 d. Helmholtzas skaitė pranešimą šia tema Fizikos draugijai. Jame jis matematiškai pagrindė jėgų (šiuolaikine moksline kalba - energija) tvermės dėsnį, parodė jo universalumą, įvedė potencialios energijos sąvoką (jo terminologija - įtempimo jėga), susiejo energijos tvermės dėsnį su negalimybe. sukurti amžinąjį variklį. Išanalizavęs daugumą tuo metu žinomų fizikinių reiškinių, Helmholcas parodė šio dėsnio universalumą, ypač tai, kad gyvuose organizmuose vykstantys procesai taip pat paklūsta energijos tvermės dėsniui; tai buvo stipriausias argumentas prieš specialios „gyvosios jėgos“, tariamai valdančios organizmus, koncepciją. Kiek anksčiau energijos tvermės dėsnį suformulavo vokiečių gydytojas Yu. R. Mayeris, tačiau jo darbai fizikai iš pradžių buvo visiškai nežinomi.

1848 m. Helmholcas buvo paleistas iš karinės tarnybos ir Karaliaučiaus universitete užėmė neeilinio fiziologijos ir bendrosios patologijos profesoriaus pareigas. 1855 m. persikėlė į Bonos universitetą, o 1858 m. tapo fiziologijos profesoriumi Heidelberge. Visą tą laiką jo fiziologijos studijos tęsiasi. Jis matuoja nervinio impulso sklidimo greitį ir tiria raumenų susitraukimo procesą. Helmholtzas tampa pirmuoju asmeniu, kuris pamatė gyvo žmogaus tinklainę; Tam jis naudoja specialų akių veidrodį - oftalmoskopą, jo išrastas 1850 m. Jo platūs regėjimo fiziologijos tyrimai (akomodacijos teorija, spalvų matymas ir kt.) buvo apibendrinti klasikiniame veikale „Fiziologinės optikos vadovas“ 1–3 t., 1856–1857). 1856 m. Helmholtzo akustinis darbas prasidėjo nuo kombinuotų tonų tyrimo. Jis sukūrė ausies modelį, kuris leido ištirti garso bangų poveikio klausos organui pobūdį ir išsprendė vadinamąją problemą. vargonų dūdelę, sukūrė garsų suvokimo ir kūrimo teoriją. Be to, jis atlieka svarbius stygų ir akustinių rezonatorių (Helmholtz rezonatorių) virpesių tyrimus, tiria sūkurių hidrodinamiką, plėtoja mechaninio panašumo principą, leidžiantį paaiškinti daugybę meteorologinių reiškinių ir susidarymo mechanizmą. jūros bangų.

1870 m. Helmholtzas buvo pakviestas į Berlyną, kur jo vadovaujama katedra ir laboratorija tapo neformaliu fizikos centru Vokietijoje. 1888 m. vadovavo Fizikos-technikos universitetui, kuriame buvo atliekami ir taikomieji, ir fundamentiniai tyrimai. Vadovaujant Helmholtzui, institutas virto dideliu mokslo centru, į kurį atvyko studijuoti jaunieji fizikai iš daugelio šalių, įskaitant Rusiją.

1870–1880 metais Helmholtzas daug dirbo ties elektrodinamikos problemomis, bandydamas rasti kriterijus, pagal kuriuos būtų galima pasirinkti vieną iš tuomet egzistuojančių elektrodinaminių teorijų. Jo įtakoje G. Hertzas atliko tyrimus, kurių dėka buvo atrastos elektromagnetinės bangos. Didelį vaidmenį plėtojant elektromagnetizmą suvaidino paties Helmholtzo eksperimentai, kuriuos jis atliko dar 1869 m. Atkreipdamas dėmesį į Leyden stiklainio iškrovos virpesių pobūdį, jis parodė, kad panašūs virpesiai kyla indukcinėje ritėje, sujungtoje su kondensatorius (t. y. jis iš esmės sukūrė virpesių grandinę, susidedančią iš induktyvumo ir talpos). 1881 m. Helmholcas iškėlė idėją apie elektros atominę prigimtį, 1882 m. suformulavo antrąjį termodinamikos dėsnį taip, kad jį būtų galima pritaikyti cheminiams procesams, ir pristatė laisvosios ir surištosios energijos sąvokas.

HERMANAS HELMHOLTZAS

Hermannas Helmholtzas yra vienas didžiausių XIX amžiaus mokslininkų. Fizika, fiziologija, anatomija, psichologija, matematika... Kiekviename iš šių mokslų jis padarė puikių atradimų, atnešusių jam pasaulinę šlovę.

Hermannas Ludwigas Ferdinandas Helmholcas gimė 1821 m. rugpjūčio 31 d. Potsdamo gimnazijos mokytojo šeimoje. Tėvo prašymu 1838 metais Hermanas įstojo į Friedricho Vilhelmo karo medicinos institutą studijuoti medicinos. Garsaus fiziologo Johanno Mullerio įtakoje Helmholcas atsidėjo fiziologijos studijoms ir, išklausęs instituto kursą, 1842 m. apgynė daktaro disertaciją apie nervų sistemos sandarą. Šiame darbe dvidešimt dvejų metų gydytojas pirmiausia įrodė, kad egzistuoja integralūs nervinio audinio struktūriniai elementai, kurie vėliau buvo pavadinti neuronais.

Tais pačiais metais Hermannas buvo paskirtas rezidentu Berlyno ligoninėje. 1843 m. Helmholtzas pradėjo savo karjerą kaip Potsdamo karo gydytojas. Jis gyveno kareivinėse ir keldavosi penktą valandą ryto, skambant kavalerijos trimito signalui. Tačiau husarų pulko eskadrilės chirurgas rado laiko ir mokslų studijoms. 1845 metais jis atsisveikino su karine tarnyba ir išvyko į Berlyną ruoštis valstybiniams egzaminams, kad taptų gydytoju. Helmholcas uoliai mokosi Gustavo Magnuso namų fizikos laboratorijoje.

A.G. Stoletovas, jautriai suvokęs ketvirtojo dešimtmečio Vokietijos mokslo raidos posūkį, rašė: „Magnuso namų laboratorija – pirmasis fizinės laboratorijos pavyzdys – tampa eksperimentuojančių fizikų auginimo vieta“. Vėliau šios laboratorijos absolventas Helmholtzas tampa Magnuso įpėdiniu ir perkelia laboratoriją į Berlyno universiteto pastatą, kur ji virsta pasauliniu mokslo centru.

Kitas Helmholtzo mokytojas Berlyne buvo Johanas Mülleris. Gerokai vėliau, 1871 m. lapkričio 2 d., Helmholco šventėje jo septyniasdešimtojo gimtadienio proga, jis pasakė kalbą, kurioje apibūdino savo mokslinį kelią. Jis nurodė, kad Johano Mullerio įtakoje susidomėjo paslaptingos gyvybės jėgos būties klausimu. Apmąstydamas šią problemą, Helmholtzas paskutiniais savo studento kurse padarė išvadą, kad gyvybinės jėgos teorija „kiekvienam gyvam kūnui priskiria vadinamojo perpetuum mobile savybes“. Helmholtzui amžinojo judėjimo problema buvo pažįstama dar mokykliniais metais, o studijų metais „laisvomis akimirkomis... ieškojo ir peržvelgė Danielio Bernullio, d'Alemberto ir kitų praėjusio amžiaus matematikų darbus. “ „Taigi, – pasakė Helmholcas, – man iškilo klausimas: „Koks turi egzistuoti ryšys tarp įvairių gamtos jėgų, jeigu pripažįstame, kad perpetuum mobile apskritai neįmanoma? “

Müllerio žurnale Helmholtzas 1845 m. paskelbė savo darbą „Apie medžiagos sąnaudas raumenų veikimo metu“. Taip pat 1845 m. jaunieji mokslininkai, susibūrę aplink Magnusą ir Müllerį, įkūrė Berlyno fizikos draugiją. Prie jos prisijungė ir Helmholtzas. Nuo 1845 m. draugija, kuri vėliau virto Vokietijos fizikos draugija, pradėjo leisti pirmąjį abstraktų žurnalą „Uspekhi Physics“.

Taigi Helmholtzo mokslinė raida vyko palankioje Berlyno susidomėjimo gamtos mokslais aplinkoje. Jau pirmame Uspekhi fizikos tome, 1845 m., išleistame Berlyne 1847 m., Helmholtzas paskelbė apžvalgą apie fiziologinių šiluminių reiškinių teoriją. 1847 m. liepos 23 d. Berlyno fizikos draugijos susirinkime jis padarė pranešimą „Apie jėgos išsaugojimą“. Tais pačiais metais ji buvo išleista atskira brošiūra.

To meto valdžia „buvo linkusi atmesti įstatymo teisingumą; tarp uolios kovos, kurią jie vedė prieš Hegelio prigimtinę filosofiją, mano darbas buvo laikomas fantastišku intelektualizmu... Tačiau Helmholtzas nebuvo vienas, jį palaikė jaunieji mokslininkai, o visų pirma būsimasis garsus fiziologas Dubois Raymond ir jauna Berlyno fizikos draugija.

Kalbėdamas apie savo požiūrį į savo pirmtakų Mayer ir Joule kūrybą, Helmholtzas ne kartą pripažino Mayer ir Joule prioritetą, tačiau pabrėždamas, kad jis nebuvo susipažinęs su Mayer kūryba ir nepakankamai žinojo apie Joule kūrybą.

Skirtingai nei jo pirmtakai, jis teisę sieja su amžinojo judėjimo negalimumo principu. Helmholtzas materiją laiko pasyvia ir nejudančia. Norint apibūdinti pasaulyje vykstančius pokyčius, jis turi būti apdovanotas ir patraukliomis, ir atstumiančiomis jėgomis. „Gamtos reiškiniai, – sako Helmholtzas, – turi būti redukuoti iki materijos judėjimo su nekintančiomis varomosiomis jėgomis, kurios priklauso tik nuo erdvinių santykių.

Taigi pasaulis, pasak Helmholtzo, yra materialių taškų, sąveikaujančių tarpusavyje su centrinėmis jėgomis, rinkinys. Šios jėgos yra konservatyvios, o Helmholtzas savo tyrimų viršūnėje iškelia gyvosios jėgos išsaugojimo principą. Helmholtzas Mayerio principą „iš nieko neatsiranda“ pakeičia konkretesne pozicija, kad „neįmanoma, atsižvelgiant į bet kokio savavališko kūnų derinio egzistavimą, nuolat iš nieko gauti varomąją jėgą“.

Gyvosios jėgos išsaugojimo principas jo formuluotėje teigia: „Jei bet koks judančių materialių taškų skaičius juda tik veikiant tokioms jėgoms, kurios priklauso nuo taškų sąveikos vienas su kitu arba kurios yra nukreiptos į fiksuotus centrus, tada suma visų taškų gyvųjų jėgų, paimtų kartu, išliks tokios pačios visais laiko momentais, kai visi taškai įgauna tokias pačias santykines padėtis vienas kito ir esamų fiksuotų centrų atžvilgiu, kad ir kokios būtų jų trajektorijos ir greičiai intervalai tarp atitinkamų momentų“.

Suformulavęs šį principą, Helmholtzas svarsto jo taikymą įvairiais ypatingais atvejais. Atsižvelgdamas į elektrinius reiškinius, Helmholtzas randa taškinių krūvių energijos išraišką ir parodo funkcijos, kurią Gausas vadina potencialu, fizinę prasmę. Tada jis apskaičiuoja įkrautų laidininkų sistemos energiją ir parodo, kad iškraunant Leyden stiklainius išsiskiria šiluma, kuri prilygsta sukauptai elektros energijai. Kartu jis parodė, kad iškrova yra virpesių procesas ir elektriniai virpesiai „tampa vis mažesni, kol galiausiai gyvąją jėgą sunaikina varžų suma“.

Tada Helmholcas svarsto galvanizmą. Helmholtzas analizuoja energijos procesus galvaniniuose šaltiniuose, termoelektriniuose reiškiniuose, padėdamas pamatus būsimai šių reiškinių termodinaminei teorijai. Atsižvelgdamas į magnetizmą ir elektromagnetizmą, Helmholtzas, remdamasis Neumano tyrimais ir remdamasis Lenco dėsniu, pateikia savo gerai žinomą išvadą dėl indukcijos elektrovaros jėgos išraiškos.

Savo darbe Helmholtzas, skirtingai nei Mayeris, pagrindinį dėmesį skiria fizikai ir tik labai trumpai ir glaustai kalba apie biologinius reiškinius. Nepaisant to, būtent šis rašinys Helmholcui atvėrė kelią į Karaliaučiaus universiteto Medicinos fakulteto Fiziologijos ir bendrosios patologijos katedrą, kur 1849 m. gavo neeilinio profesoriaus pareigas.

Helmholtzas šias pareigas ėjo iki 1855 m., kai tapo anatomijos ir fiziologijos profesoriumi Bonoje. 1858 m. Helmholtzas tapo fiziologijos profesoriumi Heidelberge, kur daug ir sėkmingai dirbo regėjimo fiziologijos srityje. Šios studijos gerokai praturtino žinių ir praktinės medicinos sritį. Šių tyrimų rezultatas – garsioji Helmholtzo „Fiziologinė optika“, kurios pirmasis numeris buvo išleistas 1856 m., antrasis – 1860 m., o trečiasis – 1867 m.

Akys yra vienas iš nuostabiausių mūsų kūno organų. Jie apie jo darbą žinojo anksčiau ir lygino jį su fotoaparato darbu. Tačiau norint visiškai išsiaiškinti net tik fizinę regėjimo pusę, nepakanka grubaus palyginimo su fotoaparatu. Būtina išspręsti daugybę sudėtingų ne tik fizikos, bet ir fiziologijos ir net psichologijos problemų. Juos reikėjo išspręsti gyva akimi, ir Helmholtzui tai pavyko. Jis pastatė specialų prietaisą (oftalmometrą), stebinantį savo paprastumu, kuris leido išmatuoti ragenos kreivumą ant užpakalinio ir priekinio lęšio paviršių. Taip buvo tiriamas spindulių lūžimas akyje.

Mes matome viena ar kita spalva nudažytus objektus, mūsų matymas spalvotas. Kuo ji pagrįsta? Akies tyrimas parodė, kad tinklainėje yra trys pagrindiniai šviesą jautrūs elementai: vieną iš jų labiausiai dirgina raudoni, kitą – žali, trečią – mėlyni. Bet kokia spalva sukelia stipresnį vieno iš elementų dirginimą ir silpnesnį kitų. Dirginimo deriniai sukuria visą spalvų žaismą, kurį matome aplinkui.

Norėdami ištirti gyvos akies dugną, Helmholtzas pagamino specialų prietaisą: akių veidrodį (oftalmoskopą). Šis prietaisas jau seniai tapo privaloma kiekvieno akių gydytojo įranga.

Helmholtzas daug nuveikė tyrinėdamas akį ir regėjimą: sukūrė fiziologinę optiką – mokslą apie akis ir regėjimą.

Čia, Heidelberge, Helmholtzas atliko savo klasikinius nervinio sužadinimo plitimo greičio tyrimus. Varlės, skirtos skrodimui, daug kartų lankėsi ant mokslininko laboratorijos stalo. Jis ištyrė sužadinimo plitimo išilgai nervo greitį. Nervas gavo dirginimą nuo srovės, sukeltas sužadinimas pasiekė raumenį ir jis susitraukė. Žinodami atstumus tarp šių dviejų taškų ir laiko skirtumą, galite apskaičiuoti sužadinimo sklidimo išilgai nervo greitį. Jis pasirodė labai mažas, tik nuo 30 iki 100 m/s.

Atrodo, kad tai labai paprasta patirtis. Dabar, kai Helmholtzas jį sukūrė, atrodo paprasta. Ir prieš jį buvo teigiama, kad šis greitis negali būti išmatuotas: tai paslaptingos „gyvybinės jėgos“, kurios negalima išmatuoti, apraiška.

Helmholtzas ne ką mažiau tyrė klausą ir ausį (fiziologinę akustiką). 1863 metais buvo išleista jo knyga „Garso pojūčių doktrina kaip fiziologinis akustikos pagrindas“.

Ir čia, prieš Helmholtzo tyrimus, daug kas, kas susiję su klausa, buvo ištirta labai prastai. Jie žinojo, kaip garsas atsiranda ir sklinda, tačiau labai mažai buvo žinoma apie garsų poveikį objektams, galintiems vibruoti. Helmholtzas pirmasis ėmėsi kovoti su šiuo sudėtingu reiškiniu. Sukūręs rezonanso teoriją, jos pagrindu jis sukūrė klausos pojūčių, mūsų balso ir muzikos instrumentų doktriną. Tyrinėdamas virpesių reiškinius, Helmholtzas iškėlė daugybę muzikos teorijai labai svarbių klausimų, išanalizavo muzikos harmonijos priežastis.

Helmholtzo pavyzdys rodo didelę mokslininko akiračio platumo, jo žinių ir interesų turtingumo ir įvairovės svarbą. Ten, Heidelberge, buvo paskelbti jo klasikiniai darbai apie hidrodinamiką ir geometrijos pagrindus.

Nuo 1871 m. kovo Helmholtzas tapo Berlyno universiteto profesoriumi. Jis sukūrė fizikos institutą, kuriame atvykdavo dirbti fizikai iš viso pasaulio.

Persikėlęs į Berlyną, Helmholtzas atsidėjo tik fizikai ir studijavo sudėtingiausias jos sritis: elektrodinamiką, kurioje, remdamasis Faradėjaus idėjomis, sukūrė savo teoriją, vėliau hidrodinamiką ir elektrolizės reiškinius, susijusius su termochemija. Ypač įspūdingi yra jo darbai apie hidrodinamiką, pradėti dar 1858 m., kuriuose Helmholtzas pateikia sūkurinio judėjimo ir skysčio srauto teoriją ir kuriuose jam pavyksta išspręsti keletą labai sudėtingų matematinių problemų. 1882 metais Helmholcas suformulavo laisvosios energijos teoriją, kuri išsprendžia klausimą, kokią dalį visos tam tikros sistemos molekulinės energijos galima paversti darbu. Ši teorija turi tą pačią reikšmę termochemijoje, kaip ir Karno principas termodinamikoje.

1883 metais imperatorius Vilhelmas suteikė Helmholcui bajoro titulą. 1884 m. Helmholtzas paskelbė anomalios dispersijos teoriją, o kiek vėliau keletą svarbių teorinės mechanikos darbų. Darbai meteorologijos srityje datuojami tuo pačiu laiku.

1888 m. Helmholtzas buvo paskirtas Šarlotenburge naujai įsteigto vyriausybinio fizinio ir techninio instituto - Vokietijos metrologijos centro, kurio organizavime jis aktyviai dalyvavo, direktoriumi. Tuo pat metu mokslininkas ir toliau skaito teorinės fizikos paskaitas universitete.

Helmholtzas turėjo daug mokinių; Jo paskaitų klausėsi tūkstančiai studentų. Daug jaunų mokslininkų atvyko dirbti į jo laboratoriją ir mokytis eksperimentavimo meno. Jo mokiniais galima laikyti daug rusų mokslininkų – fiziologus E. Adamjuką, N. Bakstas, F. Zavarykiną, I. Sečenovą, fizikus P. Lebedevą, P. Zidovą, R. Colley, A. Sokolovą, N. Šidderį.

Deja, senatvėje Helmholco laukė ne tik džiaugsmingi įvykiai. Jo sūnus Robertas, perspektyvus jaunas fizikas, 1889 m. mirė nelaiku, palikdamas savo darbą apie degančių dujų spinduliavimą.

Naujausi mokslininko darbai, parašyti 1891–1892 m., yra susiję su teorine mechanika.

Helmholcas Helmholcas (Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz) – vienas didžiausių šiuolaikinių gamtininkų, gim. Potsdame rugpjūčio 19 d. 1821 m. tėvo prašymu 1838 m. įstojo į Friedricho Vilhelmo karo medicinos institutą studijuoti medicinos; garsaus fiziologo įtakoje