Научная деятельность германа гельмгольца. Герман гельмгольц - о сохранении силы

Как оценивал степень совершенства человеческого глаза немецкий физик Гельмгольц? При всем своем совершенстве человеческий глаз все же не лишен недостатков. Немецкий физик Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821–1894), изучавший оптику глаза, как-то сказал: «Если бы

КАН, Герман (Kahn Herman, 1922–1983), американский политолог и футуролог 34 Избыточное уничтожение. // Overkill. «О термоядерной войне» (1960) ? Safire, p. 540, 836 Переводится также как «многократное уничтожение». 35 Машина Судного дня. // Doomsday Machine. «О термоядерной войне» ? Safire, p. 195 Так Кан назвал

КАН Герман (Kahn Herman, 1922–1983),американский политолог и футуролог18Избыточное уничтожение. // Overkill.«О термоядерной войне» (1959)? Safire, p. 540, 836Переводится также как «многократное уничтожение».19Машина Судного дня. // Doomsday Machine.Там же? Safire, p. 195Так Кан назвал гипотетическое

Герман фон Гельмгольц – немецкий медик, физик, физиолог, психолог и акустик. Исследовал зрение и слух человека, скорость передачи нервных сигналов, изобрел некоторые медицинские приборы.

Биография

В 1871 г. ученый был приглашен на пост заведующего кафедрой физики в Университете Фридриха-Вильгельма (Берлин). В 1888 г. Фридрих ІІІ наградил медика дворянским титулом; позже Гельмгольц стал также тайным советником и обладателем прусского ордена Черного орла и звезды ордена Почетного легиона во Франции. Является почетным гражданином Берлина.

Медицинские исследования

Известный врач является автором фундаментальных работ по физиологии слуха, зрения. Благодаря изобретенному им прибору – офтальмоскопу, ученый стал пионером в области исследований сетчатки глаза. Кроме этого, Гельмгольц изобрел прибор для диагностирования размеров глаза – офтальмометр, а также оптическое устройство стереоскоп, которое накладывает два плоских изображения таким образом, что наблюдающий видит трехмерный предмет. Офтальмометр и офтальмоскоп широко используются в офтальмологии , а стереоскоп имеет не только развлекательное, а и важное медицинское применение – его используют для лечения и профилактики косоглазия .

Гельмгольц поспособствовал признанию теории цветного зрения Томаса Юнга, изучал механизмы аккомодации глаза. Он измерил кривизну не лишь роговицы, а и хрусталика. Доказал, что аккомодация происходит в связи с тем, что хрусталик глаза меняет собственную форму, при этом для близких объектов кривизна хрусталика становится больше, а при рассматривании дальних предметов он приобретает менее выпуклую форму.

При изучении механики слуха, медик построил модель уха, которая позволила исследовать влияние волн звука на слуховой аппарат, создал теорию звуковосприятия и на ее базисе концепцию о слуховых ощущениях, музыкальных инструментах и голосе. Разработал теорию объяснения оттенков звуков при помощи обертонов.

В 1849 году Гельгольц измерил скорость передачи сигнала в нервном волокне. С этой целью он проводил опыты над лягушкой с использованием гальванометра. Ученый сообщал скорость передвижения сигнала в диапазоне от 24,6 до 38,4 м/с. Изобрел прибор для записи мышечного сокращения – миограф.

Медик создал концепцию т.н. «бессознательных умозаключений», по которой восприятие определяется имеющимися у человека «привычными способами», что обеспечивает постоянство видимого мира; ключевую роль при этом играют движения и мышечные ощущения.

Другие исследования

В физике Гельмгольц известен своими теориями о сохранении энергии, трудами в области электродинамики, химической термодинамики, а также механическим обоснованием термодинамики. Ввел научное понятие свободной энергии. Кроме этого, исследователь внес большой вклад в философию науки. Гельмгольц обосновал теорию о взаимосвязи законов восприятия и законов природы, идею о цивилизаторской силе науки и пр.

От его фигуры с задумчивыми глазами веяло каким-то миром, словно не от мира сего. Он производил на меня впечатление, подобное тому, какое я испытывал, глядя впервые на Сикстинскую мадонну в Дрездене, тем более что его глаза по выражению были в самом деле похожи на глаза этой мадонны. Вероятно, такое же впечатление он производил и при близком знакомстве… В Германии его считали национальным сокровищем и были очень недовольны описанием одного англичанина, что с виду Гельмгольц похож скорее на итальянца, чем на немца.

И.М. Сеченов

Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (31 августа 1821 - 8 сентября 1894) - немецкий физик, математик, врач, физиолог и психолог.

Гельмгольц - считается в Германии национальным достоянием. Ему удалось стать первым врачом среди ученых и первым ученым среди врачей. Любопытный факт. Хотя Гельмгольц был так же глубок, так же широко захватывал области знания и был так же гениален в своих исследованиях как Лейбниц, он обладал плохой памятью, учился весьма посредственно и окончил гимназию с грехом пополам. Во время его учебы в гимназии никто даже подумать не мог, что он столько полезного сделает в науке!

Отец Германа Август Фердинанд Юлиус Гельмгольц получил высшее образование в Берлинском университете, где сначала учился на теологическом факультете и занимался философией. В 1813 году, увлеченный идеей национального возрождения Германии, он вступил добровольцем в войска и, несмотря на слабое здоровье, два года провел в походах. После заключения мира он вновь поступил в университет, на сей раз на факультет филологии. Он выдержал в 1820 году специальный экзамен и получил место старшего учителя в гимназии Потсдама. В первый год своего учительства он женился на Каролине Пенн, дочери артиллерийского офицера, происходившего по женской линии из семьи Соваж, переселившейся в Германию в начале XIX века. Так что Герман Гельмгольц отчасти француз.

Герман родился 31 августа 1821 года в германском городе Потсдаме. Кроме него, в семье позже появились две девочки и мальчик. В детстве Герман рос хилым ребенком, часто и подолгу хворал. Каждая болезнь заставляла его родителей вздрагивать, опасаясь за своего первенца. Рано обнаружился и некоторый недостаток в его умственном складе: слабая память на вещи, не имеющие внутренней связи. Он с трудом различал правую и левую стороны. Позже, когда в школе изучал языки, он труднее чем другие, запоминал неправильные грамматические формы, особенно обороты речи. Историю он едва осилил, мукой было учить наизусть отрывки в прозе. Этот недостаток только усилился с годами и стал бедствием его старости. Когда в классе читали Цицерона или Вергилия, он под столом вычислял ход лучей в телескопах и уже тогда нашел некоторые оптические теоремы, о которых ничего не говорилось в учебниках.

12 сентября 1838 года Герман окончил гимназию, и встал вопрос о выборе карьеры. Из наук его более всего привлекало естествознание. Однако отсутствие необходимых средств для того, чтобы посвятить себя чистой науке, заставило отца Германа отсоветовать сыну идти на естественный факультет, и Герман решился посвятить себя изучению медицины как области, которая может помочь ему так устроиться в будущем, чтобы не прерывать своих занятий физикой и математикой.

Семнадцатилетний студент в первом семестре изучает физику, химию и анатомию. Кроме этих главных предметов, он за первый год прослушал логику, историю, латинский и французский языки. Свободное время в течение каникул и праздников Герман посвящал чтению Гомера, Байрона, Био и Канта. Герману повезло с преподавателем физиологии Иоганнесом Мюллером, светилом немецкой физиологической науки. Во втором семестре под влиянием своего знаменитого учителя Герман заинтересовался физиологией и гистологией. Учеников Мюллера объединяло одинаковое стремление связать физику с физиологией и найти для их обоснования более прочный фундамент. Герман значительно превосходил своих друзей в знании математики, которая давала ему возможность точно «формулировать задачи и давать методом их решения правильное направление».

Работа Германа в лаборатории Мюллера, начатая блестяще в студенческие годы и захватившая его, была осенью 1842 года прервана практической работой в качестве хирурга в военном госпитале Шаритэ в Берлине, продолжавшаяся целый год и отнимавшая у него ежедневно время от 7 утра до 8 вечера. Тем не менее 2 ноября 1842 года Герман защитил докторскую диссертацию на латинском языке «О строении нервной системы беспозвоночных».

По окончании института Гельмгольц направляется в больницу Шаритэ ординатором. Одновременно он трудится в домашней лаборатории Густава Магнуса (1802-1870), автора изданий по механике, гидродинамике, теплоте и т.п. Гельмгольцу предстояла семилетняя отработка стипендии в качестве военного врача. Ему удалось устроиться в Потсдаме, недалеко от Берлина: в октябре 1843 года он служил эскадронным хирургом королевского лейб-гвардии гусарского полка. Живет Гельмгольц в казарме, встает, как все, в пять часов утра по сигналу кавалерийской трубы. Несмотря на все неудобства казарменного быта, он умудряется устроить маленькую физико-физиологическую лабораторию и в 1845 году произвести свои опыты относительно расхода веществ при мышечной работе, для чего Дюбуа-Реймон передал ему портативные весы.

В этом же году физики и химики, работавшие в лаборатории Магнуса, образовали физическое общество, куда приняли молодого Гельмгольца. В июле того же года Гельмгольц сделал составивший эпоху доклад в физическом обществе «О сохранении силы». Он пытался опубликовать эту гениальную работу в научном журнале, но ее не оценили, тогда он издал ее в 1847 году отдельной книгой. Итак, Гельмгольц математически обосновал провозглашенный еще в XVIII веке Ломоносовым закон сохранения энергии, показав его всеобщий характер, и применил этот закон в физиологии. Он объединил этой работой физические, химические и биологические науки, которым принцип сохранения энергии дал прочную основу и положил основание всемирной известности Гельмгольца.

Труды Гельмгольца в области физиологии посвящены изучению нервной и мышечной систем. Он обнаружил и измерил теплообразование в мышце термоэлектрическим методом (1845-1847) и, пользуясь им же разработанной графической методикой, детально изучил процесс мышечного сокращения (1850-1854) в опытах на лягушке. В частности Гельмгольц установил, что скорость распространения возбуждения по нервам оказалось равной 27 метрам в секунду. Как отличалась эта сравнительно небольшая скорость от той фантастической цифры, которую называли ученые! Предполагали, что скорость движения возбуждения по нервам равна скорости света - 300 тысяч километров в секунду!

Учение Гельмгольца о «бессознательном выводе» как операции построения образа, в которой участвует мышечное движение, наполнило эту категорию новым содержанием. Роль мышечного движения в порождении сенсорных продуктов раскрыта в учении И.М. Сеченова, от которого тянутся нити к современным воззрениям на механизм переработки сенсорной информации.

6 июня 1859 года у Гельмгольца умер отец. Эта потеря была очень тяжела, т.к. с отцом в течение всей жизни у него сложились не только близкие родственные, но и дружеские отношения.

28 декабря 1859 года скончалась Ольга Гельмгольц, жена учёного. В связи с тяжелым нервным состоянием и усталостью у Гельмгольца участились обморочные состояния, бывавшие и раньше. На его руках остались двое маленьких детей. Через год Гельмгольц женится вторично.

Работы Гельмгольца увели его далеко за пределы физиологии, поэтому нет ничего удивительного в том, что когда в апреле 1870 года, после смерти Густава Магнуса, освободилась кафедра физики в Берлинском университете, то ректор Берлинского университета, получил от министра просвещения фон Мюллера поручение пригласить на кафедру Кирхгофа или Гельмгольца. 13 февраля 1871 года, возвращаясь из путешествия по Швейцарии, Гельмгольц был приглашен в Версаль, где Вильгельм I подписал его назначение профессором физики. По этому поводу Дюбуа-Реймон, немецкий физиолог, заметил:

Произошло неслыханное дело: медик и профессор физиологии занял главную физическую кафедру Германии.

Вскоре Гельмгольца избирают профессором физики в Медико-хирургическую академию, ту академию, в которой он получил свое научное образование. Здесь, продолжая свои работы по физиологической акустике и оптике, он все более и более отходит от медицины, переходит к чисто физическим вопросам. Незадолго до этого Гельмгольц получил от Уильяма Томсона запрос, не желает ли он занять кафедру экспериментальной физики в Кембридже. Приглашение является особенно знаменательным, если учесть, что в Кембридже первым профессором физики был знаменитый Максвелл и позже наиболее крупный из современных физиков Э. Резерфорд.

Во время франко-прусской войны 1873 года Гельмгольц принимает участие в организации помощи раненым. И в этом же году на него обрушилась еще одна семейная трагедия, умерла его дочь Кэт. Гельмгольц тяжело пережил потерю родного человека. Но жизнь идет дальше. 15 октября 1877 года Гельмгольц избирается ректором Берлинского университета и тогда же публикует работу «О мышлении и медицине», представляющую глубочайший интерес до сего времени. В 1888 году его назначают президентом Физико-технологического государственного учреждения; эту должность он совмещал с профессурой по теоретической физике в университете до самой смерти. Здесь им были созданы труды по физике, биофизике, физиологии, психологии. Он разрабатывал термодинамическую теорию химических процессов, ввёл понятия свободной и связанной энергии. Заложил основы теорий вихревого движения жидкостей и аномальной дисперсии.

Ещё при изучении проблем о локализации зрительных впечатлений в поле зрения Гельмгольц пришел к выводу, что все аксиомы геометрии имеют опытное происхождение. После изучения трудов Лобачевского Гельмгольц предложил модель пространства переменной кривизны как «поля изображения выпуклого зеркала или линзы», утверждая, что опытным путем возможно выяснить форму пространства (однако в своих представлениях о пространстве Гельмгольц, в отличие от Лобачевского, следовал учению Канта в допущении «априорности пространства как формы созерцания»). В книге «Счет и измерение» Гельмгольц в качестве главной проблемы арифметики считал обоснование ее автоматической применимости к физическим явлениям. Исходя из того, что само понятие числа заимствовано из опыта, Гельмгольц считал, что действительные числа и их свойства применимы лишь именно к этим опытам, в которых изучаемые объекты не должны трансформироваться (как пошутил А.Лебег, «поместив в клетку льва и кролика, мы не обнаружим в ней позднее двух животных»). По Гельмгольцу, даже понятие равенства неприменимо автоматически к каждому опыту.

Гельмгольц доказал, что даже обычная арифметика целых чисел не может рассматриваться как априорное знание, однако, как писал М.Клайн, «хотя это открытие не поставило под сомнение приложимость математики к описанию реального мира, все же оправданием усилий математиков более не могла считаться надежда на отыскание абсолютной истины или единого закона всего сущего». Многие выдающиеся ученые-математики того времени внутренне не воспринимали устремленности своих коллег и учеников к чистой математике. Так, Л.Кронекер в письме к Гельмгольцу писал:

Ваш богатый практический опыт работы с разумными и интересными проблемами укажет математикам новое направление и придаст им новый импульс... Односторонние и интроспективные математические умозаключения приводят к областям, от которых нельзя ожидать сколько-нибудь ценных плодов.

Софус Ли усовершенствовал рассуждения Гельмгольца относительно характера римановой метрики (1890). Проблема пространства «Ли-Гельмгольца» оказалась важной во многих областях естествознания.

По Гельмгольцу математика дает не более чем логическую структуру законов физики. Еще в мемуаре «О сохранении силы» Гельмгольц давал первую математическую трактовку закона сохранения энергии, указывая на его всеобщность; был также доказан факт подчинения этому закону процессов, происходящих в живых организмах.

После работ Гельмгольца принцип наименьшего действия стал активно применяться в исследованиях по современной теории поля, квантовой электродинамики, термодинамики, оптике и других областях теоретической физики и физической химии. Гельмгольц ввел важнейшие понятия «свободная энергия» (которая способна превращаться в любые формы) и «связанная энергия» (которая способна превращаться только в тепловую форму).

Фундаментальные теоретические исследования Гельмгольца вихревого движения жидкости заложили основы гидро- и аэродинамики.

За год до своей смерти Гельмгольц отправляется на Всемирную выставку в Чикаго. Возвращаясь из путешествия по Америке, он поскользнулся, входя в каюту, и ранил голову, что имело, по-видимому, тяжелые последствия и могло послужить причиной последующего заболевания. Постепенно развился паралич движений, по-видимому, из-за продолжающего разрушать мозг кровоизлияния. Так началась болезнь и тяжелые явления, приведшие к летальному исходу. Утром 12 июля Гельмгольц вышел из дома, но идти самостоятельно уже не смог. К нему подбежал прохожий и помог привести его в комнату и уложить на диван.

Смерть Гельмгольца, всколыхнувшая весь ученый мир, наступила 8 сентября 1894 года в 1 час 11 минут после полудня на 72 году жизни.

Перед Берлинским университетом, где протекали последние годы жизни великого естествоиспытателя, был поставлен мраморный памятник Гельмгольцу.

В Москве именем Гельмгольца назван НИИ Глазных болезней.

Имя Гельмгольца носят следующие объекты естествознания:

• резонатор Гельмгольца
• кольца Гельмгольца (катушки Гельмгольца)
• теория цветоощущения Гельмгольца
• свободная энергия Гельмгольца
• уравнение Гельмгольца
• пространство Ли-Гельмгольца

Одним из величайших ученых девятнадцатого столетия был член-корреспондент Академии наук Санкт-Петербурга Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц. Это один из немногих иностранцев, удостоенный такого высокого звания. Он является автором фундаментальных трудов по психологии, физиологии, физике и биофизике. Ученый был первым изыскателем, обосновавшим закон сохранения энергии и показавшим его всеобщий характер. Он заложил основы теории аномальной дисперсии и вихревого движения жидкостей. Академик Гельмгольц ввел понятие связанной и свободной энергии, стал разработчиком теории термодинамических процессов. Он выявил и измерил уровень теплообразования в мышцах, изучил, каким образом происходит их сокращение, измерил, с какой скоростью распространяется нервный импульс. Герман Гельмгольц имеет прямое отношение к офтальмологии - он написал основополагающие труды по физиологии зрения.

Биография

Герман Гельмгольц родился в августе 1821 года в семье простого учителя гимназии в Потсдаме. В 1838 году он начал изучать медицину в военно-медицинском институте Фридриха Вильгейма. Под руководством всемирно известного физиолога Иоганна Мюллера молодой Гельмгольц изучает физиологию нервной системы. Это и стало темой его докторской диссертации. Двадцатидвухлетний ученый впервые в мире доказал существование нейрона - структурного целостного элемента нервной ткани. После успешной защиты диссертации молодого ученого пригласили в больницу города Берлин работать на должности ординатора.

Спустя год он начал служить в качестве эскадронного хирурга кавалерийского полка в Потсдаме. Военный врач не бросил научную работу. В 1845 году приходит конец его военной карьере, и Герман едет в Берлин, для того чтобы подготовиться к экзаменам на повышение должности. Там он начинает заниматься наукой в лаборатории Густава Магнуса - известного естествоиспытателя. Впоследствии он становится приемником ученого и переносит свою лабораторию в стены Берлинского университета. Она вскоре становится мировым научным центром.

По истечению небольшого промежутка времени Германа Гельмгольца приглашают работать в Кенигсберг на должность профессора. Там он встретил свою избранницу - Ольгу фон Фельтен. В этом маленьком городке раскрылся талант гениального экспериментатора. Профессор Гельмгольц построил специальное зеркало, с помощью которого он смог увидеть . Это открытие стало началом новой эры в диагностике заболеваний органа зрения и нервной системы.

К глазу всегда относились как наиболее удивительному органу. Для того чтобы выяснить физическую сторону зрения, нужно было решить множество непростых задач из области физики, нормальной и патологической физиологии, а также психологии. Опыты проводились на живом глазу, а это представляло особую сложность, а иногда было вовсе невозможно. Проблему решил Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц. Он построил абсолютно простой, но уникальный прибор, который назвал офтальмометром. Сегодня аппарат известен всем окулистам под названием «офтальмоскоп». Этому прибору более ста шестидесяти лет.

Только после этого открытия врач смог увидеть внутренние оболочки органа зрения. Офтальмология выделилась в отдельную науку. Благодаря глазного дна стало возможным определять заболевания заднего сегмента глазного яблока. Врачи получили возможность производить замеры кривизны , передней и задней поверхностей . Таким образом был изучен механизм преломления световых лучей в глазу. Сегодня ни один офтальмолог не представляет своей работы без офтальмоскопа.

Герман Гельмгольц продолжает изучать человеческий глаз. Он создал полноценную теорию сложных цветов, которая была заложена Томасом Юнгом. Все мы воспринимаем окружающие предметы окрашенными в тот или иной цвет. Наше зрение является цветным. Это возможно благодаря тому, что на глаза расположены три элемента, воспринимающие цвет. Один из них подвергается раздражению лучами красного цвета, второй - синего, а третий воспринимает зеленые лучи. Только при их комбинации создается игра цветов, которую мы можем видеть вокруг себя.

В 1848 году профессор Гельмгольц получает должность экстраординарного профессора кафедры физиологии и общей патологии в Кенигсбергском университете. В 1855 году его пригласили в Бонн на должность профессора кафедры анатомии и нормальной физиологии, а с 1858 года ученый работает профессором физиологии в Гольнбергском университете. Он продолжает изучать проблемы зрения. Результатом напряженной работы явилась книга «Физиологическая оптика».

Герман Гельмгольц много времени уделял проблемам слуха. Он вначале создал теорию резонанса, а затем на ее основании разработал учение о голосе, слуховых ощущениях и музыкальных инструментах. Его идеи позволили впоследствии разработать много методик для людей с проблемами слуха. Дальнейшая научная деятельность Германа Гельмгольца связана с вопросами гидродинамики и основами геометрии. Он руководит научными работами многих своих учеников. Ученый является автором теории свободной энергии.

В 1883 году известный исследователь и научный деятель получает жалованное императором дворянское звание. Спустя пять лет в Шарлотенбурге открывается Центр Немецкой Метрологии, на должность директора этого института был назначен Гельмгольц. 8 сентября 1894 года закончился земной путь великого ученого, сделавшего чрезвычайно много для науки вообще и офтальмологии в частности.

Дарование Германа Гельмгольца (1821-1894) в естественных науках проявилось ещё в гимназии. Обладая с самого детства умом научного склада, пытливо ищущим взаимосвязи в окружающих явлениях, он не проявлял, между тем, никакого рвения в учебе. Уже в гимназии совершая открытия в области оптики, он с большим трудом учил наизусть стихотворные отрывки и плохо запоминал кажущуюся ему ненужной информацию. При этом точные предметы давались ему легко, а выводы, построенные на чистой логике, не подлежали сомнениям.

Как это часто бывает с великими мира сего, в детстве Герман обладал настолько слабым здоровьем, что родители постоянно опасались худшего. Отец его был разносторонне развитым прекрасно образованным человеком. Изучив в Берлинском университете философию и теологию, после участия в военных походах, он вернулся в свою альма-матер, дабы получить еще одно, высшее филологическое образование. В результате он стал старшим учителем в гимназии Потсдама и преподавал не только гуманитарные дисциплины, но одно время даже математику с физикой. Именно в этой гимназии учился позже его старший сын, бывший наполовину французом по материнской линии.

После гимназии Герман собрался было продолжить образование в соответствии со своим увлечением естественными науками, однако отец не мог обеспечить его должного уровня средствами для обучения в соответствующем высшем заведении. Тогда он решил учиться медицине, понимая, что в этой дисциплине он сможет объединить все свои увлечения - физику и математику с физиологией. Один из высокопоставленных родственников помог ему поступить в медико-хирургический институт за государственный счет. Так Герман Гельмгольц стал военным врачом. Удивительно, но в институте у него проявилось рвение и к гуманитарным наукам, он изучил латынь и родной язык своей матери, французский, в каникулы увлекался чтением философов и поэтов. Вероятно, этим многосторонним увлечениям в определенной степени способствовало блестящее окружение студента, будущие великие ученые: с ним учились Вирхов, основоположник клеточной теории, Дюбуа-Реймон, немецкий физиолог и философ, Карл Людвиг, физиолог, открывший процессы иннервации, Теодор Шванн, которому принадлежит авторство клеточной теории. Все они учились у выдающегося биолога того времени, естествоиспытателя Иоганна Мюллера. Гельмгольц выделялся среди даровитых сокурсников блестящим знанием математики, которая помогала ему точно задать правильное направление в решении задач.

С успехом работая в лаборатории своего знаменитого учителя, Гельмгольцу пришлось на год прерваться для практической работы хирургом. Работая по тринадцать часов в день, он написал и защитил диссертацию о строении нервной системы у беспозвоночных. В этой диссертации был открыт нейрон - нервная клетка со всеми её составляющими. Научным руководителем и вдохновителем темы исследования был, конечно, Иоганн Мюллер.

Финансовое состояние Гельмгольца в годы учебы было более, чем скромным, и не позволяло приобрести даже элементарных предметов для научной деятельности. Например, свой первый самый скромный микроскоп студент Гельмгольц приобрел благодаря болезни, в течение которой он был помещен в бесплатную больницу, сэкономив таким образом на расходах.

После окончания института Гельмгольц обязан был вернуть свой долг государству за бесплатное обучение и отработать в течение семи лет военным врачом. В спартанских условиях армии ему удалось устроить небольшую лабораторию, в которой он проводил исследования по расходу веществ при работе мышц. В возрасте 24 лет Гельмгольц обнародовал доклад, который сделал его знаменитым ученым. Доклад назывался «О сохранении силы» и математически объяснял суть закона сохранения энергии, описанного еще Ломоносовым. В докладе, не нашедшем было отклика в научном журнале, и затем напечатанном отдельной книгой, были приведены к единому знаменателю биологические, физические и физиологические принципы и показана универсальность этого закона.

Продолжая работать военным врачом, Гельмгольц, переведенный в 1847 году в королевский полк, познакомился со своей будущей женой и через год, в 27 лет, женился. В 1849 году Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц был назначен профессором кафедры физиологии в Кёнигсбергский университет. Последовавший вслед за тем период жизни оказался для профессора наиболее плодотворным. Работая в университете, он создал перевернувшие науку измерительные приборы, среди которых офтальмоскоп, которым пользуются врачи всего мира до сих пор. Офтальмоскоп являлся зеркалом глазного дна, который стали применять в наше время для изучения нервных болезней. Гельмгольц сконструировал также прибор, который получил его имя - маятник Гельмгольца, позволяющий подавать с определенной временной периодичностью раздражающие ткань импульсы.

В тот же период Гельмгольц развил физиологическую теорию слуха, суть которой заключалась в том, что у животных и человека различие звукового восприятия зависит от колебаний определенных мембран во внутреннем ухе. Отсюда родилась его теория о слуховой функции кортиева органа - рецепторной части слухового анализатора, расположенной внутри ушных перепонок.

Значительная часть исследований Гельмгольца касается нервной деятельности человека. Так, вопреки своему учителю, Мюллеру, сомневавшемуся в выполнимости задачи, Гельмгольц смог измерить скорость прохождения импульса возбуждения по нервным волокнам. Коротко говоря, ему удалось найти способ, согласно которому можно было измерить, как быстро ожог кожи дойдет до нервного центра, чтобы человек почувствовал боль. Согласно его опыту эта скорость оказалась равна 27 метрам в секунду. Тем самым ученый опроверг своих коллег-предшественников, называвших цифры, равные скорости света.

Работы в области физики и физиологии сделали Гельмгольца известным за пределами Германии, в связи с чем к нему стали проявлять интерес зарубежные научные центры. Чтобы удержать ученого на родине, Германа Гельмгольца утвердили в чине профессора, благодаря чему одновременно разрешились его проблемы с материальным достатком.

На протяжении семи лет - с 1859 по 1866 - Гельмгольц полностью посвятил себя изучению природы сенсорных процессов цветового зрения. Когда в 1867 году он выступил с докладом на конгрессе офтальмологов, его коллеги выразили свое восхищение представленными исследованиями, благодаря которым, по их словам, с появлением Гельмгольца «в офтальмологии…воссиял свет». Теорию цветоощущения он разрабатывал почти одновременно с Томасом Юнгом, выдающимся английским ученым, создателем волновой оптики. Будучи забытой, теория Юнга была возрождена и дополнена Гельмгольцем, и получила название теории Юнга-Гельмгольца. Немецкий физиолог продолжил свои исследования связи нервного восприятия с производимым им впечатлением.

В области цветного зрения Гельмгольц указал на существование в сетчатке глаза трех элементов, способных воспринимать соответственно три основных цвета - красный, зеленый и синий. Из них образуются все основные дополнительные цвета, при дальнейшем сочетании которых происходит образование следующего спектра цветов. Эта теория остается актуальной в наше время и активно применяется в соответствующих областях человеческой деятельности.

На 36-м году жизни в карьере Германа Гельмгольца произошло важное событие. Его пригласили работать на кафедре физиологии старейшего и самого престижного в Германии университета Гейдельберга. В его лаборатории, занимающей небольшое двухэтажное здание, учился под началом знаменитого ученого Иван Михайлович Сеченов. Работа с крупнейшим немецким физиологом так потрясла его, что он считал профессора «не от мира сего», подчеркивая схожесть его спокойного мудрого взгляда с глазами Сикстинской мадонны. Сеченов, которому еще только предстояло стать основателем русской физиологической школы, указывал, что для Германии Гельмгольц является национальным достоянием.

В 1859 году, через два года после переезда в Гейдельберг, с разницей в полгода умерли его самые близкие люди - отец и жена. С отцом его связывали не только родственные отношения, но и теплая дружба и общие профессиональные интересы. Жена была его верным соратником, помогала в работе, переписывала исследования, была верным слушателем. Его маленькие дети наполовину осиротели. От усталости и нервных потрясений здоровье профессора Гельмгольца пошатнулось, с ним все чаще стали случаться прежние обмороки. Через год он женился второй раз. Еще через два года ему предложили должность проректора Гейдельбергского университета.

Исследования Гельмгольца в тот период уже выходили далеко за рамки физиологии, он стал больше работ посвящать вопросам физики. С 1871 года начался новый период в жизни ученого, тесно связанный с изучением физики. Ему поступило предложение возглавить кафедру экспериментальной физики в Кембридже, что было крайне лестным предложением, учитывая имена великих физиков, которые работали там до него: Максвелла, чьи работы повлияли на Эйнштейна, и Резерфорда, лауреата Нобелевской премии по химии, «отца» ядерной физики.

В 1877 году Гельмгольц занял пост ректора Берлинского университета. Его исследования в области физики продолжились, но уже в теоретическом направлении. Он обращался также к термодинамике и химии, где заложил основы многих основополагающих для современной науки теорий.

Смерть Германа Гельмгольца наступила в результате несчастного случая - травмы головы, впоследствии давшей кровоизлияние в мозг. Через год после неудачного падения, в 1894 году ученый скончался.

Великий ученый, оказавший огромное влияние на развитие наук по всему миру, особенно в России, Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц воспитал целую плеяду учеников, ставших впоследствии выдающимися учеными. Среди них известные русские ученые-физиологи и физики.

В 1888 профессор Гельмгольц был возведен императором Германии Фридрихом III в дворянское звание, а через три года Франция удостоила его высшей награды - звезды ордена «Почетного легиона». Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц избран почетным гражданином Берлина.