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BIOGRAFIEN GROSSER WISSENSCHAFTLER
Helmholtz Hermann Ludwig Ferdinand. Biographie des Wissenschaftlers
Verzeichnis / Biografien großer Wissenschaftler
Hermann Helmholtz ist einer der größten Wissenschaftler des XNUMX. Jahrhunderts. Physik, Physiologie, Anatomie, Psychologie, Mathematik... In jeder dieser Wissenschaften machte er brillante Entdeckungen, die ihm weltweiten Ruhm einbrachten. Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz wurde am 31. August 1821 in der Familie eines Potsdamer Gymnasiallehrers geboren. Auf Wunsch seines Vaters trat Herman 1838 in die Friedrich-Wilhelm-Militärärztliche Anstalt ein, um Medizin zu studieren. Unter dem Einfluss des berühmten Physiologen Johann Müller widmete sich Helmholtz dem Studium der Physiologie und verteidigte nach dem Besuch eines Institutskurses 1842 seine Doktorarbeit über den Aufbau des Nervensystems. Der XNUMX-jährige Mediziner wies in dieser Arbeit erstmals die Existenz integraler Strukturelemente des Nervengewebes, später Neuronen genannt, nach. Im selben Jahr wurde Herman als Assistenzarzt in ein Berliner Krankenhaus berufen. Seit 1843 begann Helmholtz seine Laufbahn als Potsdamer Militärarzt. Er wohnte in der Kaserne und stand um fünf Uhr morgens auf das Signal der Kavallerietrompete auf. Aber auch der Geschwaderarzt des Husarenregiments fand Zeit für die Wissenschaft. 1845 verabschiedete er sich vom Militärdienst und ging nach Berlin, um sich auf das Staatsexamen zum Doktortitel vorzubereiten. Helmholtz arbeitet fleißig im heimischen Physiklabor von Gustav Magnus. A. G. Stoletov, der in den vierziger Jahren den Wendepunkt in der wissenschaftlichen Entwicklung Deutschlands sensibel wahrnahm, schrieb: "Magnus' Heimlabor - das erste Beispiel eines physikalischen Labors - wird zu einer Brutstätte von Experimentalphysikern." Anschließend wird der Schüler dieses Labors, Helmholtz, der Nachfolger von Magnus und verlegt das Labor in das Gebäude der Universität Berlin, wo es sich in ein weltweites wissenschaftliches Zentrum verwandelt. Ein weiterer Lehrer von Helmholtz in Berlin war Johann Müller. Viel später, am 2. November 1871, hielt er bei der Feier von Helmholtz anlässlich seines XNUMX. Geburtstages eine Rede, in der er seinen wissenschaftlichen Weg schilderte. Er deutete an, dass er sich unter dem Einfluss von Johann Müller für die Frage nach dem geheimnisvollen Wesen der Lebenskraft zu interessieren begann. Über diese Problematik nachdenkend, kam Helmholtz in seinem letzten Studienjahr zu dem Schluss, dass die Theorie der Lebenskraft „jedem lebenden Körper die Eigenschaften des sogenannten Perpetuum mobile zuschreibt“. Helmholtz war seit seiner Schulzeit mit der Problematik des Perpetuum Mobile vertraut, und in seinen Studienjahren „suchte und durchforstete er in seinen freien Augenblicken die Werke von Daniel Bernoulli, d’Alembert und anderen Mathematikern des letzten Jahrhunderts. " „So“, sagte Helmholtz, „stieß ich auf die Frage: „Welche Beziehung muss zwischen den verschiedenen Naturkräften bestehen, wenn wir davon ausgehen, dass perpetuum mobile überhaupt unmöglich ist?“ Und weiter: „Gültigen alle diese Beziehungen überhaupt?“ " In Müllers Tagebuch veröffentlichte Helmholtz 1845 das Werk „Über den Stoffverbrauch unter Muskelwirkung“. Im selben Jahr 1845 gründeten junge Wissenschaftler um Magnus und Müller die Berliner Physikalische Gesellschaft. Helmholtz hat es auch betreten. Seit 1845 begann die Gesellschaft, die später zur Deutschen Physikalischen Gesellschaft wurde, die erste abstrakte Zeitschrift „Uspekhi fiziki“ herauszugeben. Die wissenschaftliche Entwicklung von Helmholtz erfolgte damit in einem günstigen Umfeld des gestiegenen Interesses an Naturwissenschaften in Berlin. Bereits im 1845 in Berlin erschienenen ersten Band der "Erfolge in der Physik 1847" wurde von Helmholtz eine Übersicht über die Theorie der physiologischen Wärmeerscheinungen veröffentlicht. Am 23. Juli 1847 hielt er auf einer Versammlung der Berliner Physikalischen Gesellschaft einen Bericht „Über die Erhaltung der Kraft“. Im selben Jahr wurde es als separate Broschüre herausgegeben. Die damaligen Behörden „neigten dazu, die Gerechtigkeit des Gesetzes abzulehnen; inmitten des eifrigen Kampfes, den sie mit Hegels Naturphilosophie führten, galt auch mein Werk als phantastisches Philosophieren …“. Helmholtz war jedoch nicht allein, unterstützt wurde er von jungen Wissenschaftlern, allen voran dem später berühmten Physiologen Dubois Reymond und der jungen Berliner Physikalischen Gesellschaft. Was seine Einstellung zur Arbeit der Vorgänger von Mayer und Joule betrifft, so hat Helmholtz wiederholt die Priorität von Mayer und Joule anerkannt, jedoch betont, dass er mit Mayers Arbeit nicht vertraut sei und Joules Arbeit unzureichend kenne. Anders als seine Vorgänger verbindet er das Gesetz mit dem Prinzip der Unmöglichkeit eines Perpetuum mobile. Materie hält Helmholtz für passiv und bewegungslos. Um die Veränderungen zu beschreiben, die in der Welt stattfinden, muss sie sowohl mit anziehenden als auch mit abstoßenden Kräften ausgestattet sein. "Naturphänomene", sagt Helmholtz, "sollten auf Materiebewegungen mit unveränderlichen Triebkräften reduziert werden, die nur von räumlichen Beziehungen abhängen." Somit ist die Welt nach Helmholtz eine Menge materieller Punkte, die mit zentralen Kräften miteinander interagieren. Diese Kräfte sind konservativ, und Helmholtz stellt das Prinzip der Erhaltung der Arbeitskraft in den Mittelpunkt seiner Forschung. Mayers Grundsatz „Nichts kommt aus Nichts“ ersetzt Helmholtz durch eine spezifischere Bestimmung, dass „es unmöglich ist, bei beliebiger Kombination von Körpern fortwährend eine treibende Kraft aus dem Nichts zu gewinnen“. Das Prinzip der Erhaltung der lebendigen Kraft lautet in seiner Formulierung: „Wenn sich eine beliebige Anzahl beweglicher materieller Punkte nur unter dem Einfluss solcher Kräfte bewegt, die von der Wechselwirkung der Punkte aufeinander abhängen oder die auf feste Zentren gerichtet sind, dann ist die Summe von die lebendigen Kräfte aller Punkte zusammengenommen werden zu allen Zeitpunkten, in denen alle Punkte die gleichen relativen Positionen zueinander und zu bestehenden festen Zentren einnehmen, ein und dieselbe bleiben, unabhängig von ihren Bahnen und Geschwindigkeiten in den Intervallen zwischen den entsprechenden Momenten. Nach der Formulierung dieses Prinzips betrachtet Helmholtz seine Anwendung in verschiedenen Spezialfällen. Unter Berücksichtigung elektrischer Phänomene findet Helmholtz einen Ausdruck für die Energie von Punktladungen und zeigt die physikalische Bedeutung der als Gauß-Potential bezeichneten Funktion. Außerdem berechnet er die Energie eines Systems geladener Leiter und zeigt, dass beim Entladen der Leidener Gefäße Wärme freigesetzt wird, die der gespeicherten elektrischen Energie entspricht. Gleichzeitig zeigte er, dass die Entladung ein Schwingungsvorgang ist und elektrische Schwingungen „immer kleiner werden, bis schließlich die lebendige Kraft durch die Summe der Widerstände vernichtet wird“. Dann betrachtet Helmholtz den Galvanismus. Helmholtz analysiert Energieprozesse in galvanischen Quellen, in thermoelektrischen Phänomenen und legt damit den Grundstein für die zukünftige thermodynamische Theorie dieser Phänomene. In Bezug auf Magnetismus und Elektromagnetismus gibt insbesondere Helmholtz seine bekannte Herleitung des Ausdrucks für die elektromotorische Kraft der Induktion, basierend auf Neumanns Forschungen und gestützt auf das Lenzsche Gesetz. Helmholtz konzentriert sich in seiner Arbeit im Gegensatz zu Mayer auf die Physik und spricht nur sehr kurz und prägnant über biologische Phänomene. Dennoch war es diese Arbeit, die Helmholtz den Weg an die Abteilung für Physiologie und Allgemeine Pathologie der Medizinischen Fakultät der Universität Königsberg ebnete, wo er 1849 die Stelle eines außerordentlichen Professors erhielt. Helmholtz hatte diese Position bis 1855 inne, als er als Professor für Anatomie und Physiologie nach Bonn wechselte. 1858 wurde Helmholtz Professor für Physiologie in Heidelberg, wo er sich intensiv und erfolgreich mit der Physiologie des Sehens beschäftigte. Diese Studien haben den Bereich des Wissens und der praktischen Medizin erheblich bereichert. Das Ergebnis dieser Studien war die berühmte "Physiologische Optik" von Helmholtz, deren erstes Heft 1856, das zweite - 1860 und das dritte - 1867 erschien. Das Auge ist eines der bemerkenswertesten Organe unseres Körpers. Sie kannten seine Arbeit vorher, verglichen sie mit der Arbeit eines fotografischen Apparates. Aber für eine vollständige Aufklärung auch der physikalischen Seite des Sehens reicht ein grober Vergleich mit einer Kamera nicht aus. Es ist notwendig, eine Reihe komplexer Probleme nicht nur aus dem Bereich der Physik, sondern auch der Physiologie und sogar der Psychologie zu lösen. Sie mussten mit lebendigem Auge aufgelöst werden, und Helmholtz hat es geschafft. Er baute einen speziellen, in seiner Einfachheit erstaunlichen Apparat (Ophthalmometer), der es ermöglichte, die Krümmung der Hornhaut der hinteren und vorderen Oberfläche der Linse zu messen. So wurde die Brechung von Strahlen im Auge untersucht. Wir sehen Gegenstände, die in der einen oder anderen Farbe bemalt sind, unser Sehen ist farbig. Was ist sein Kern? Die Untersuchung des Auges zeigte, dass die Netzhaut drei lichtempfindliche Hauptelemente hat: Eines davon wird am stärksten von roten Strahlen gereizt, das andere von grünen Strahlen und das dritte von blauen Strahlen. Jede Farbe verursacht eine stärkere Reizung eines der Elemente und eine schwächere der anderen. Kombinationen von Irritationen erzeugen all das Farbenspiel, das wir um uns herum sehen. Um den Grund des lebenden Auges zu erforschen, baute Helmholtz ein spezielles Gerät: einen Augenspiegel (Ophthalmoskop). Dieses Gerät ist seit langem ein Muss für jeden Augenarzt. Helmholtz hat viel getan, um das Auge und das Sehen zu studieren: Er schuf die physiologische Optik - die Wissenschaft vom Auge und Sehen. Hier, in Heidelberg, führte Helmholtz seine klassischen Studien über die Ausbreitungsgeschwindigkeit nervöser Erregungen durch. Frösche zum Sezieren standen schon oft auf dem Labortisch der Wissenschaftler. Er untersuchte an ihnen die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Erregung entlang des Nervs. Der Nerv wurde durch den Strom gereizt, die daraus resultierende Erregung erreichte den Muskel und dieser zog sich zusammen. Wenn man den Abstand zwischen diesen beiden Punkten und den Zeitunterschied kennt, ist es möglich, die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Erregung entlang des Nervs zu berechnen. Es stellte sich heraus, dass es ziemlich klein war, nur von 30 bis 100 m/s. Scheint eine sehr einfache Erfahrung zu sein. Es sieht einfach aus, jetzt, wo Helmholtz es entworfen hat. Und vor ihm wurde argumentiert, dass diese Geschwindigkeit nicht gemessen werden kann: Sie ist eine Manifestation einer mysteriösen „Lebenskraft“, die nicht gemessen werden kann. Nicht weniger tat Helmholtz für die Erforschung des Gehörs und des Ohrs (physiologische Akustik). 1863 erschien sein Buch „The Teaching of Sound Sensations as the Physiological Basis of Acoustics“. Und hier, vor der Forschung von Helmholtz, wurde vieles, was mit dem Hören zu tun hat, sehr schlecht untersucht. Sie wussten, wie Schall entsteht und sich ausbreitet, aber sehr wenig wusste man über die Auswirkungen, die Klänge auf Objekte haben, die schwingen können. Helmholtz hat sich erstmals mit diesem komplexen Phänomen auseinandergesetzt. Nachdem er die Resonanztheorie geschaffen hatte, schuf er auf ihrer Grundlage die Lehre von den Hörempfindungen, unserer Stimme und den Musikinstrumenten. Mit dem Studium der Schwingungsphänomene entwickelte Helmholtz auch einige musiktheoretische Fragestellungen und analysierte die Ursachen der musikalischen Harmonik. Das Beispiel Helmholtz zeigt die große Bedeutung der Breite der Sichtweisen eines Wissenschaftlers, des Reichtums und der Vielfalt seines Wissens und seiner Interessen. Am selben Ort, in Heidelberg, erschienen seine klassischen Werke zur Hydrodynamik und den Grundlagen der Geometrie. Ab März 1871 wurde Helmholtz Professor an der Universität Berlin. Er gründete ein physikalisches Institut, an dem Physiker aus aller Welt arbeiteten. Nach seinem Umzug nach Berlin widmet sich Helmholtz ausschließlich der Physik und studiert ihre komplexesten Gebiete: die Elektrodynamik, in der er auf der Grundlage der Ideen Faradays eine eigene Theorie entwickelt, dann die Hydrodynamik und die Phänomene der Elektrolyse in Verbindung mit der Thermochemie. Besonders bemerkenswert sind seine bereits 1858 begonnenen Arbeiten zur Hydrodynamik, in denen Helmholtz eine Theorie der Wirbelbewegung und der Flüssigkeitsströmung gibt und in der es ihm gelingt, mehrere sehr schwierige mathematische Probleme zu lösen. 1882 formulierte Helmholtz die Theorie der freien Energie, in der er entscheidet, wie viel der gesamten molekularen Energie eines Systems in Arbeit umgewandelt werden kann. Diese Theorie hat in der Thermochemie dieselbe Bedeutung wie das Carnot-Prinzip in der Thermodynamik. 1883 verlieh Kaiser Wilhelm Helmholtz den Adelstitel. 1884 veröffentlichte Helmholtz die Theorie der anomalen Dispersion und wenig später mehrere wichtige Arbeiten zur theoretischen Mechanik. Arbeiten zur Meteorologie gehören in die gleiche Zeit. 1888 wurde Helmholtz zum Direktor der neu gegründeten Staatlichen Physikalisch-Technischen Anstalt Charlottenburg - Zentrum für Deutsche Metrologie - ernannt, an deren Gestaltung er aktiv mitwirkte. Gleichzeitig lehrt der Wissenschaftler an der Universität weiterhin Theoretische Physik. Helmholtz hatte viele Studenten; Tausende Studenten hörten seinen Vorlesungen zu. Viele junge Wissenschaftler kamen, um in seinem Labor zu arbeiten und die Kunst des Experimentierens zu erlernen. Viele russische Wissenschaftler können als seine Schüler angesehen werden - die Physiologen E. Adamyuk, N. Bakst, F. Zavarykin, I. Sechenov, die Physiker P. Lebedev, P. Zidov, R. Kolli, A. Sokolov, N. Shidder. Leider warteten auf Helmholtz im Alter nicht nur freudige Ereignisse. Sein Sohn Robert, ein vielversprechender junger Physiker, starb 1889 vorzeitig und hinterließ die Arbeit an der Strahlung brennender Gase. Die neuesten Arbeiten des Wissenschaftlers, geschrieben in den Jahren 1891-1892, beziehen sich auf die theoretische Mechanik. Helmholtz starb am 8. Autor: Samin D. K.
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