Hermann von Helmholtz: biografia di questo medico e fisico tedesco

Hermann von Helmholtz è uno dei ricercatori più importanti nella storia della scienza moderna. Rinomato nella sua nativa Germania e famoso in tutto il mondo, questo scienziato ha contribuito enormemente in tutti i campi del sapere.

Fisiologia, meccanica, chimica, fisica e persino psicologia erano discipline alle quali von Helmholtz contribuì in un modo o nell'altro. Infatti, è grazie all'essere tutore e ispiratore di Wilhelm Wundt che è stato sviluppato il primo laboratorio di psicologia empirica.

Prossimo scopriremo la vita di questo ricercatore attraverso una biografia di Hermann von Helmholtz, che ha influenzato, i suoi contributi e le opere principali e gli onori che ha ricevuto.

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Breve biografia di Hermann von Helmholtz

Hermann von Helmholtz è stato una figura storica del XIX secolo e, come la stragrande maggioranza dei pensatori del suo tempo, non si dedicò a una sola professione, ma a diverse. È stato un medico e fisico tedesco, ma con i suoi contributi può essere considerato anche fisico, chimico, neurologo, sperimentatore in psicologia della percezione e filosofo.

, tutte professioni che a prima vista possono sembrare che non colpiscono molto, ma che ovviamente hanno avuto un'importante base scientifica grazie al genio e al lavoro di questo tedesco.

In fisiologia e psicologia, è noto per il suo lavoro sul funzionamento e la percezione dell'occhio e dell'orecchio umani. Ha contribuito alla fisica con la sua teoria sulla conservazione dell'energia, i suoi lavori sull'elettrodinamica, la termodinamica chimica e le basi meccaniche della termodinamica. Quanto al suo contributo alla filosofia, è noto il suo modo di difendere un pensiero più empirico e materialista. Fu anche l'inventore di dispositivi come l'oftalmoscopio, l'oftalmometro e vari dispositivi con cui analizzava i suoni.

Nei primi anni

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz nacque a Potsdam, Prussia (oggi Germania) il 31 agosto 1821. Era il maggiore di quattro fratelli ma, a causa delle sue precarie condizioni di salute, rimase confinato in casa fino all'età di sette anni. Suo padre, Ferdinand Helmholtz, era professore di filosofia al Gymnasium di Potsdam e amico intimo di Johann. Gottlieb Fichte, mentre sua madre era una discendente di William Penn, il fondatore dello stato di Pennsylvania.

Si dice che dalla madre abbia ereditato la calma e la perseveranza, qualità che lo hanno accompagnato per tutta la sua vita di scienziato, mentre dal padre ha ricevuto una importante patrimonio culturale, essendo quest'uomo che lo ha formato nelle lingue classiche, francese, inglese e italiano, oltre a introdurlo alla filosofia di Immanuel Kant e Fichte.

Formazione come medico

Suo padre lo motiverebbe a studiare medicina, che ha iniziato subito dopo aver terminato il liceo.. Lo avrebbe fatto alla scuola di medicina di Berlino (Instituto Federico Guillermo Medico-Surgical), popolarmente conosciuta come la Pépinière a Berlino. Il motivo per cui era finito lì era che non c'erano tasse scolastiche da pagare, il che era importante perché la sua famiglia non era molto ricca. Per studiare lì, il giovane Helmholtz accettò di servire otto anni nell'esercito. Lì avrebbe scelto di allenarsi in fisiologia, essendo allievo di Johannes Peter Müller.

Quattro anni dopo il giovane Helmholtz lascerà la Pépinière come dottore in anatomia per fare uno stage alla Charité di Berlino. Nel 1841 iniziò la sua tesi di dottorato sotto la direzione di Müller, che era uno studio sulla struttura del sistema nervoso negli invertebrati.. Durante la preparazione di questa tesi, ha scoperto che le fibre nervose derivano da cellule che erano già state precedentemente identificate da Christian Gottfried Ehrenberg.

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Medicina militare e ricerca fisiologica

Nel 1843 fu assegnato all'ospedale della sua nativa Potsdam dove lavorerà fino al 1848, lavorando come medico militare. Oltre a lavorare come medico, è stato in grado di condurre ricerche da solo poiché aveva molto tempo libero. Potrebbe infatti essere incaricato di attrezzare una caserma per trasformarla nel suo laboratorio. Questo modesto luogo sarebbe stato teatro di numerose indagini, tra cui quelle da lui svolte sulla produzione di calore durante la contrazione muscolare.

La sua ricerca ha mostrato che il calore non è stato trasportato dal sangue o dai nervi, ma è stato prodotto dai muscoli stessi.. Dedusse così un equivalente meccanico del calore, trovando l'esatta formulazione del principio di conservazione di energia, incorporandola nella sua dissertazione del 1847 "Über die Erhaltung der Kraft" (Sulla conservazione delle Energia).

Con questo lavoro, suggerì che non esistessero "forze vitali" che muovessero i muscoli e rifiutò il tradizione speculativa della filosofia naturale, mainstream nella fisiologia tedesca del momento. Grazie a questo lavoro Helmholtz è considerato uno dei grandi fondatori del principio di conservazione dell'energia, essendo tra i fisici più importanti del diciannovesimo secolo, tra cui Julius von Mayer, James Prescott Joule e William Thomsom, Lord Kelvin.

Anni di insegnamento e fine della sua vita

Dopo tutto questo fu in grado di lasciare l'esercito e iniziare a insegnare anatomia all'Accademia Prussiana delle Arti, grazie anche all'aiuto fornito da Alexander von Humboldt. In seguito otterrà un posto nella cattedra di fisiologia a Königsberg (1849) e presto a Bonn (1955) e Heidelberg.

Nel 1871 fu nominato titolare della cattedra di fisica e direttore dell'Istituto dell'Università di Berlino e, nel 1888, assunse la carica di presidente dell'Istituto Fisico-Tecnico di Charlottenburg. In questo periodo studierà i fenomeni ondulatori, le leggi del moto vertiginoso dei fluidi e ricerche sul moto ondoso dei fluidi.. Pochi anni dopo morì, precisamente l'8 settembre 1894, all'età di 73 anni.

Durante i suoi ultimi anni di vita, nelle sue classi sono passati grandi scienziati e menti del panorama intellettuale dell'Ottocento, tra cui Max Planck, Heinrich Kayser, Wilhelm Wien, Eugen Goldstein, Arthut König, Wilheml Wundt, Henry Augustus Rowland, Alberto A. Michelson, Fernando Sanford e Michael I. Pupino.

Opere e contributi teorico-pratici

Il suo primo importante lavoro investigativo è stato la sua tesi di dottorato "Über die Erhaltung der Kraft" (1847) in cui esponeva l'esatta formulazione del principio di conservazione dell'energia, che era già stato scoperto da Julius von Mayer ma presentato con scarso rigore scientifico. Questo documento, che fu letto prima della Berlin Physical Society, fu ciò che fece di Helmholtz uno dei grandi fisici dell'epoca. Egli stesso, inoltre, ebbe il merito di estendere questo principio anche ai fenomeni elettrici e magnetici.

Più tardi sarebbe stato quando si sarebbe dedicato alla fisiologia. Studiò alcuni punti fisico-fisiologici e stabilì una teoria delle sensazioni. Il suo "Manuale di ottica fisiologica", le sue "Indagini sulle sensazioni suono "e" Teoria fisiologica della musica ", tutte ricerche e trattati apparsi durante il periodo di 1863 e 1867.

I suoi studi sulla fisiologia sensoriale sarebbero alla base del lavoro di Wilhelm Wundt, essendo uno studente dello stesso Helmholtz e che finirà per fondare il primo laboratorio di psicologia sperimentale. In effetti, Wundt descrive il metodo di Helmholtz come una sorta di filosofia empirica in cui la mente veniva studiata come elemento indipendente. Helmholtz aveva rifiutato la filosofia naturale e aveva sottolineato l'importanza del materialismo.

Nel 1849, mentre a Königsberg, Helmholtz misurato la velocità di trasmissione degli impulsi nervosi. A quel tempo si sospettava già che i segnali nervosi viaggiassero lungo i nervi a velocità enorme, ma non si sapeva di quanto. Per controllarlo, usò un nervo sciatico di una rana e il muscolo di una delle sue anche. Per mezzo di un galvanometro e un metodo in cui ha incorporato l'uso di uno specchio per riflettere la luce nel stanza in modo che il dispositivo potesse rilevarlo, poteva controllare quale fosse la velocità dell'impulso: 24,6-38,4 metri al secondo.

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Studi fisiologici

Il "Manuale di ottica fisiologica" fu pubblicato in tre parti nel 1856, 1860 e 1866. Comprende molte indagini svolte dall'autore che sono state importanti contributi alla conoscenza contemporanea dell'occhio, dell'ottica psicologica, della diottria sensazioni e percezioni oculari e visive, appartenenti al campo della psicologia ed è per questo che Helmholtz è molto apprezzato all'interno delle scienze comportamentali e comportamentali. percezione. È anche nel suo manuale dove descrive l'oftalmometro e l'oftalmoscopio, due strumenti che lui stesso aveva fabbricato.

Il trattato "Indagini sulle sensazioni sonore" del 1863 fu il documento fondante della storia dell'acustica come scienza. In esso l'autore si interrogava sull'essenza della sensazione sonora e scoprì che era dovuta a movimenti periodici dell'aria. Indagò anche su cosa differenziasse i toni musicali l'uno dall'altro e stabilì l'esistenza di tre caratteristiche: intensità, altezza e timbro.

In relazione al timbro, Herlmholtz ammette che ciò è dovuto all'esistenza di "toni parziali" più alto”, un fenomeno che oggi conosciamo come armonici e che si sovrappongono ai toni fondamentale. Il numero e l'intensità delle armoniche è ciò che caratterizza il timbro di un suono. Per indagare il timbro delle vocali, costruì dei risonatori che consistevano in sfere cave di diverso diametro, ciascuna uno di loro è entrato in una vibrazione diversa per risonanza quando un suono con un periodo uguale al loro è stato prodotto vicino a loro possedere.

Anche in questo lavoro ha parlato delle percosse, che ha studiato sperimentalmente utilizzando una sirena polifonica fatta da lui stesso e stabilì che quando il numero dei tempi per due Tuoni semplici era minore di un certo numero, si otteneva, per regola generale, la dissonanza. Per mezzo di queste ricerche Herlmholtz arrivò a una spiegazione dell'armonia per cui nella musica erano gli effetti più piacevoli fornita dalle più semplici relazioni tra le vibrazioni, una spiegazione che ha risposto a una delle domande più dibattute fin dall'antichità. di Pitagora.

Nella sua "Teoria fisiologica della musica" (1863) espose un intero corpo omogeneo e ben ordinato sulle nozioni e sui fatti scoperti da illustri musicisti, fisici e fisiologi sull'arte delle muse, modificandole e spiegandole in termini matematici e meccanico. Il tema principale di questo lavoro è quello della risonanza in termini fisici e fisiologici.

Studi in meccanica e altri lavori

In campo più prettamente fisico si occupava di fenomeni ondulatori e, nel 1858, era già arrivato a formulare modo matematico le leggi sul moto vertiginoso dei fluidi, aprendo così un nuovo capitolo della meccanica.

Nella meccanica analitica, ha applicato il principio di minima azione all'elettrodinamica, che lo porterebbe successivamente alla formulazione di una nuova teoria dell'elettromagnetismo, più completa di quella che era stata proposta James Maxwell. Nel 1881, studiando gli effetti elettrolitici della corrente, intuì un concetto moderno come quello dei quanti. Applicherebbe il principio di conservazione dell'energia ai processi chimici, facendo progredire la chimica fisica e la termodinamica.

Oltre ai lavori di cui abbiamo discusso, vale la pena menzionare le "Conferenze scientifiche popolari" (1865-1870), "Contare e misurare" (1887) e le "Raccolta di dissertazioni scientifiche" (1882-1895). Le sue lezioni universitarie di fisica apparvero postume scritte in cinque volumi tra il 1897 e il 1898 con il titolo di "Lezioni di fisica teorica".

Onori ed eredità di Helmholtz

Il lavoro e i contributi di Helmholtz furono così importanti che sia in vita che postumo ricevette numerosi riconoscimenti internazionali. Nel 1881 fu eletto membro onorario del Royal College of Surgeons of Ireland e quello stesso anno sarebbe stato insignito della Legione d'Onore francese. Nel 1884 gli fu conferito membro onorario della Scottish Institution of Engineers and Shipbuilders.

Nel 1883 fu onorato dall'imperatore di Prussia conferendogli un titolo nobiliare, stilizzando il suo cognome con il "von" davanti a lui che, sebbene non significava guadagnare terra, significava ricevere un titolo di rispetto all'interno della società tedesca ed era di natura ereditaria, dandole un certo prestigio Sociale. Tuttavia, il più grande onore al suo lavoro scientifico è senza dubbio essere stato battezzato con il suo nome la più grande associazione di istituzioni scientifiche in Germania: l'Associazione Helmholtz.

Riferimenti bibliografici:

• Cahan, D. (1993). Hermann von Helmholtz e i fondamenti della scienza del XIX secolo. Stampa dell'Università della California. P. 198. ISBN 978-0-520-08334-9.
• Patton, L., (2009), Signs, Toy Models, and the A Priori: from Helmholtz to Wittgenstein, Studies in the History and Philosophy of Science, 40 (3): 281-289.
• Turner, R. S. (2014) Nella mente dell'occhio: visione e controversia Helmholtz-Hering, Princeton University Press, p. 36.