赫尔曼·冯·亥姆霍兹

德国物理学家、生理学家

赫尔曼·冯·亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz,1821年8月31日—1894年9月8日), 德国 物理学家、生理学家、发明家,生于波茨坦,曾担任过军医。他在多个科学领域做出了重要贡献,特别是在 流体力学 稳定性方面。亥姆霍兹的名字被用于德国最大的研究机构协会——亥姆霍兹协会。在生理学和心理学领域,亥姆霍兹以他的眼睛数学、视觉理论、空间视觉知觉、色彩视觉研究、音调感知和声音知觉等方面的贡献而闻名。在物理学领域,他以能量守恒理论、电动力学、 化学 热力学和热力学机械基础理论等方面的贡献而闻名。作为一名哲学家,他以他的科学哲学、知觉定律与自然定律之间的关系、美学科学和科学的文明力量等方面的思想而闻名。

生平

赫尔曼·冯·亥姆霍兹从小爱好 自然科学 ,但为生活计,在柏林的医学和外科研究所 了医科,由于该研究所的毕业生必须参加8年的兵役,亥姆霍兹1843年起在 波茨坦 担任军医。

1848年在 亚历山大·冯·洪堡 的推荐下,提前结束兵役,开始了漫长的教学生涯,先是在柏林艺术学院教 解剖学 ,1849年前往 加里宁格勒 (时属 普鲁士王国 王国 的东普鲁士省,今为 俄罗斯 的 加里宁格勒 )担任 生理学 和 病理学 教授,1855年接手波恩的解剖学和生理学教席,1858年转去 海德堡 的生理学教席,1870年成为普鲁士科学学会的会员。

1871年亥姆霍兹任 柏林洪堡大学 物理学教授,1888年成为新成立的 夏洛特堡 帝国物理学工程研究所的第一任主席。

研究成果

物理学

1847年,亥姆霍兹出版了《力量的守恒》(Erhaltung der Kraft)一书,阐明了能量守恒的原理,亥姆霍兹自由能即以他来命名。他也研究过电磁学,他的研究预测了 麦克斯韦方程组 中的 电磁辐射 ,相关的方程式以他来命名。除了物理,亥姆霍兹也对感知的研究作出贡献。他发明了检眼镜,以及以他命名的共鸣器(Helmholtz-Resonator),他两部光学和声学的著作,《作为乐理的生理学基础的音调感受的研究》(Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik)、《生理光学手册》(Handbuch der Physiologischen Optik),对后世影响很大。

生理学

亥姆霍兹是第一位将物理方法运用到神经传导速度测量的人。1849年,他测量出神经传导 速率 是24.6~38.4 m/s,然后他开始测量生物的反应速度,发现神经传导到大脑后还要许久才会有反应,于是他推测,在感官资讯变成有意识的知觉之前,大脑必然在我们意识不到的范围里先做了许多事去处理感官资讯,对神经讯号做评估、转换、与重新导向。这就是认知心理学和认知神经科学中所称“无意识认知历程”的最初发现。

亥姆霍兹方程

形如 的 偏微分方程 被以亥姆霍兹的名字命名为“亥姆霍兹方程”(亥姆霍兹偏微分方程),其中 是拉普拉斯算子。

适合向量势的亥姆霍兹偏微分方程是:

该 方程 出现在物理和理论 电子学 中,如在假设满足时谐性的条件下,用变量分离求解 波动方程 。

荣誉与遗产

亥姆霍兹在1873年被选为美国哲学学会会员。1881年,他被选为 爱尔兰皇家外科学院 荣誉会员。同年11月10日,他被授予 法国荣誉军团勋章 ,级别为指挥官。1883年,他被皇帝授予贵族头衔,成为冯·亥姆霍兹。1884年,他被授予 英国 工程师和造船师学会荣誉会员。亥姆霍兹协会以他的名字命名,以纪念他在科学领域的贡献。此外, 小行星 11573赫尔姆霍兹、月球上的赫尔姆霍兹陨石坑以及 火星 上的赫尔姆霍兹陨石坑都是以他的名字命名的。在柏林的夏洛滕堡,有一条街道以他的名字命名。

参考资料

  1. 科学巨匠亥姆霍兹 今日头条 2024-01-12