Hermann von Helmholtz: biografie van deze Duitse arts en natuurkundige

Hermann von Helmholtz is een van de belangrijkste onderzoekers in de geschiedenis van de moderne wetenschap. Beroemd in zijn geboorteland Duitsland en beroemd over de hele wereld, heeft deze wetenschapper een enorme bijdrage geleverd op allerlei kennisgebieden.

Fysiologie, mechanica, scheikunde, natuurkunde en zelfs psychologie waren disciplines waarin Von Helmholtz op de een of andere manier een bijdrage leverde. In feite is het dankzij Wilhelm Wundts leermeester en inspiratie dat het eerste empirische psychologielaboratorium werd ontwikkeld.

Volgende we zullen het leven van deze onderzoeker ontdekken via een biografie van Hermann von Helmholtz, die hij beïnvloedde, zijn bijdragen en belangrijke werken, en de onderscheidingen die hij ontving.

• Gerelateerd artikel: "Wat is fysiologie? Geschiedenis en theoretische en praktische grondslagen "

Korte biografie van Hermann von Helmholtz

Hermann von Helmholtz was een historische figuur uit de 19e eeuw, en zoals de overgrote meerderheid van de denkers van zijn tijd wijdde hij zich niet aan slechts één beroep, maar aan meerdere.

Hij was een Duitse arts en natuurkundige, maar met zijn bijdragen kan hij ook worden beschouwd als een natuurkundige, scheikundige, neuroloog, experimentator in de waarnemingspsychologie en filosoof., allemaal beroepen die in eerste instantie misschien niet veel lijken, maar die natuurlijk een belangrijke wetenschappelijke basis hadden dankzij het genie en het werk van deze Duitser.

In de fysiologie en psychologie staat hij bekend om zijn werk aan het functioneren en de waarneming van het menselijk oog en oor. Hij droeg bij in de natuurkunde met zijn theorie over het behoud van energie, zijn werken over elektrodynamica, chemische thermodynamica en de mechanische basis van thermodynamica. Wat zijn bijdrage aan de filosofie betreft, is zijn manier om een ​​meer empirisch en materialistisch denken te verdedigen bekend. Hij was ook de uitvinder van apparaten als de oftalmoscoop, de oftalmometer en verschillende apparaten waarmee hij geluiden analyseerde.

Vroege jaren

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz werd geboren in Potsdam, Pruisen (nu Duitsland) op 31 augustus 1821. Hij was de oudste van vier broers en zussen, maar vanwege zijn slechte gezondheid bleef hij thuis tot hij zeven jaar oud was. Zijn vader, Ferdinand Helmholtz, was hoogleraar filosofie aan het Gymnasium in Potsdam en een goede vriend van Johann. Gottlieb Fichte, terwijl zijn moeder een afstammeling was van William Penn, de stichter van de staat Pennsylvania.

Er wordt gezegd dat hij van zijn moeder kalmte en doorzettingsvermogen heeft geërfd, eigenschappen die hem zijn hele leven als wetenschapper vergezelden, terwijl hij van zijn vader een belangrijk cultureel erfgoed, namelijk deze man die hem heeft opgeleid in de klassieke talen, Frans, Engels en Italiaans, en hem heeft laten kennismaken met de filosofie van Immanuel Kant en Fichte.

Opleiding tot arts

Zijn vader zou hem motiveren om medicijnen te gaan studeren, waar hij direct na het afronden van de middelbare school aan begon.. Hij zou het doen aan de Berlijnse medische school (Instituto Federico Guillermo Medico-Surgical), in de volksmond bekend als de Pépinière in Berlijn. De reden dat hij daar belandde, was dat er geen collegegeld te betalen was, wat belangrijk was omdat zijn familie niet erg rijk was. Om daar te studeren, stemde de jonge Helmholtz ermee in om acht jaar in het leger te dienen. Daar zou hij kiezen voor een opleiding fysiologie, als leerling van Johannes Peter Müller.

Vier jaar later zou de jonge Helmholtz de Pépinière verlaten als arts in de anatomie om stage te lopen bij de Charité in Berlijn. In 1841 begon hij zijn proefschrift onder leiding van Müller, een onderzoek naar de structuur van het zenuwstelsel bij ongewervelde dieren.. Tijdens de voorbereiding van dit proefschrift ontdekte hij dat zenuwvezels ontstaan ​​uit cellen die al eerder waren geïdentificeerd door Christian Gottfried Ehrenberg.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Gregor Mendel: Biografie van de vader van de moderne genetica"

Militaire geneeskunde en fysiologisch onderzoek

In 1843 werd hij toegewezen aan het ziekenhuis in zijn geboorteland Potsdam, waar hij tot 1848 zou werken als militair arts. Naast zijn werk als arts kon hij, aangezien hij veel vrije tijd had, zelfstandig onderzoek doen. In feite zou hij de leiding kunnen hebben over het uitrusten van een kazerne om er zijn laboratorium van te maken. Deze bescheiden plaats zou het toneel zijn van verschillende onderzoeken, waaronder die hij deed naar de productie van warmte tijdens spiercontractie.

Uit zijn onderzoek bleek dat warmte niet door bloed of zenuwen wordt gedragen, maar door de spieren zelf wordt geproduceerd.. Zo leidde hij een mechanisch equivalent van warmte af en vond de exacte formulering van het principe van het behoud van energie, en nam het op in zijn proefschrift uit 1847 "Über die Erhaltung der Kraft" (Over het behoud van Energie).

Met dit werk suggereerde hij dat er geen "vitale krachten" waren die de spieren bewogen en hij verwierp de speculatieve traditie van de natuurlijke filosofie, mainstream in de Duitse fysiologie van de moment. Dankzij dit werk wordt Helmholtz beschouwd als een van de grote grondleggers van het principe van behoud van energie, behorend tot de meest vooraanstaande natuurkundigen van de negentiende eeuw, waaronder Julius von Mayer, James Prescott Joule en William Thomsom, Lord Kelvin.

Jaren lesgeven en einde van zijn leven

Na dit alles kon hij het leger verlaten en anatomie gaan doceren aan de Pruisische kunstacademie, mede dankzij de hulp van Alexander von Humboldt. Later zou het een plaats krijgen op de leerstoel fysiologie in Königsberg (1849) en spoedig in Bonn (1955) en Heidelberg.

In 1871 werd hij benoemd tot voorzitter van de leerstoel natuurkunde en directeur van het Instituut van de Universiteit van Berlijn en in 1888 nam hij de functie van voorzitter van het Fysisch-Technisch Instituut van Charlottenburg op zich. Op dat moment zou hij de golfverschijnselen bestuderen, de wetten van de duizelingwekkende beweging van vloeistoffen en onderzoek doen naar de golfbeweging van vloeistoffen.. Een paar jaar later zou hij overlijden, namelijk op 8 september 1894, op 73-jarige leeftijd.

Tijdens zijn laatste levensjaren passeerden grote wetenschappers en geesten van het intellectuele panorama van de 19e eeuw zijn lessen, waaronder Max Planck, Heinrich Kayser, Wilhelm Wien, Eugen Goldstein, Arthut König, Wilheml Wundt, Henry Augustus Rowland, Albert A. Michelson, Fernando Sanford en Michael I. Pupin.

Werken en theoretisch-praktische bijdragen

Zijn eerste grote onderzoekswerk was: zijn proefschrift "Über die Erhaltung der Kraft" (1847) waarin hij de exacte formulering van het principe van energiebesparing blootlegde, die al door Julius von Mayer was ontdekt, maar met weinig wetenschappelijke nauwkeurigheid werd gepresenteerd. Dit document, dat werd voorgelezen door de Berlin Physical Society, maakte Helmholtz tot een van de grote natuurkundigen van die tijd. Bovendien had hij zelf de verdienste dit principe ook uit te breiden tot elektrische en magnetische verschijnselen.

Later zou hij zich wijden aan de fysiologie. Hij bestudeerde enkele fysiek-fysiologische punten en stelde een theorie van sensaties op. Zijn "Manual of Physiological Optics", zijn "Investigations on Sensations" geluid "en" Fysiologische theorie van muziek ", allemaal onderzoeken en verhandelingen verschenen in de periode van 1863 en 1867.

Zijn studies over sensorische fysiologie zouden de basis vormen van het werk van Wilhelm Wundt, zelf een student van Helmholtz en die uiteindelijk het eerste laboratorium voor experimentele psychologie zou oprichten. In feite beschrijft Wundt de methode van Helmholtz als een soort empirische filosofie waarin de geest als een onafhankelijk element werd bestudeerd. Helmholtz had de natuurfilosofie verworpen en benadrukte het belang van het materialisme.

In 1849, terwijl in Königsberg, Helmholtz de snelheid van de overdracht van zenuwimpulsen gemeten. Men vermoedde toen al dat zenuwsignalen met enorme snelheid langs de zenuwen reisden, maar hoeveel niet. Om het te controleren, gebruikte hij een heupzenuw van een kikker en de spier van een van zijn hurken. Door middel van een galvanometer en een methode waarbij het gebruik van een spiegel om licht in de kamer zodat het apparaat het kon detecteren, hij kon controleren wat de snelheid van de impuls was: 24,6-38,4 meter per seconde.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Charles Henry Turner: biografie van deze gevierde Amerikaanse zoöloog"

Fysiologische studies

De "Manual of Physiological Optics" werd in 1856, 1860 en 1866 in drie delen gepubliceerd. Het bevat vele onderzoeken die door de auteur zijn uitgevoerd en die een belangrijke bijdrage hebben geleverd aan de hedendaagse kennis over het oog, psychologische optica, dioptrie oculaire en visuele gewaarwordingen en waarnemingen, behorend tot het vakgebied van de psychologie en daarom staat Helmholtz hoog aangeschreven binnen de gedrags- en gedragswetenschappen. perceptie. Het staat ook in zijn handleiding waar hij de oftalmometer en de oftalmoscoop beschrijft, twee instrumenten die hij zelf had gemaakt.

De verhandeling "Onderzoek naar geluidssensaties" uit 1863 was het basisdocument van de geschiedenis van de akoestiek als wetenschap. Daarin vroeg de auteur zich af wat de essentie van de geluidssensatie was en ontdekte dat het te wijten was aan periodieke bewegingen van de lucht. Hij onderzocht ook wat het was dat muzikale tonen van elkaar onderscheidde en stelde het bestaan ​​van drie kenmerken vast: intensiteit, hoogte en timbre.

Met betrekking tot het timbre geeft Herlmholtz toe dat dit te wijten is aan het bestaan ​​van "deeltonen". hoger ”, een fenomeen dat we tegenwoordig kennen als harmonischen en die op de tonen worden gelegd fundamenteel. Het aantal en de intensiteit van harmonischen is wat het timbre van een geluid kenmerkt. Om het timbre van de klinkers te onderzoeken, bouwde hij resonatoren die bestonden uit holle bollen van verschillende diameter, elk een van hen ging door resonantie in een andere vibratie toen een geluid met een periode gelijk aan die van hen in de buurt werd geproduceerd eigen.

In dit werk ook sprak over de afranselingen, die hij experimenteel bestudeerde met behulp van een polyfone sirene die hij zelf had gemaakt en hij stelde vast dat wanneer het aantal tellen voor twee eenvoudige tonen minder was dan een bepaald aantal, als algemene regel dissonantie werd verkregen. Door middel van deze onderzoeken kwam Herlmholtz tot een verklaring van de harmonie waarmee in de muziek de meest plezierige effecten waren geleverd door de eenvoudigste relaties tussen trillingen, een verklaring die een van de meest besproken vragen sinds de oudheid beantwoordde. van Pythagoras.

In zijn "Fysiological Theory of Music" (1863) legde hij een heel homogeen en goed geordend geheel bloot over de begrippen en feiten die werden ontdekt door illustere musici, natuurkundigen en fysiologen over de kunst van de muzen, door ze aan te passen en uit te leggen in wiskundige en mechanisch. Het hoofdthema van dit werk is dat van resonantie in fysieke en fysiologische termen.

Studies in mechanica en andere werken

Op het meer puur fysieke gebied hield hij zich bezig met golfverschijnselen en was hij in 1858 al gaan formuleren wiskundige manier de wetten op de duizelingwekkende beweging van vloeistoffen, waarmee een nieuw hoofdstuk in de mechanica.

In de analytische mechanica paste hij het principe van de minste actie toe op de elektrodynamica, wat hem zou leiden later tot de formulering van een nieuwe theorie van elektromagnetisme, vollediger dan de theorie die was voorgesteld James Maxwell. In 1881 bestudeerde hij de elektrolytische effecten van stroom en intuïtief een concept zo modern als de quanta. Hij zou het principe van behoud van energie toepassen op chemische processen, waardoor de fysische chemie en thermodynamica worden bevorderd.

Naast de werken die we hebben besproken, zijn de "Popular Science Conferences" (1865-1870), "Counting and Measurement" (1887) en de "Collections of Scientific Dissertations" (1882-1895) de moeite waard. Zijn universitaire natuurkundecolleges verschenen postuum geschreven in vijf delen tussen 1897 en 1898 onder de titel 'Lezingen over theoretische natuurkunde'.

Helmholtz eer en erfenis

Helmholtz' werk en bijdragen waren zo belangrijk dat hij zowel in het leven als postuum talrijke internationale onderscheidingen ontving. In 1881 werd hij verkozen tot erelid van het Royal College of Surgeons of Ireland en datzelfde jaar zou hij het Franse Legioen van Eer ontvangen. In 1884 kreeg hij het erelidmaatschap van de Scottish Institution of Engineers and Shipbuilders.

In 1883 werd hij door de keizer van Pruisen geëerd door hem een ​​adellijke titel te geven, waarbij hij zijn achternaam stileerde met de "von" voor hem die, hoewel niet het betekende het verwerven van land, het betekende het verkrijgen van een titel van respect binnen de Duitse samenleving en het was erfelijk van aard, waardoor het een zeker cachet kreeg Sociaal. Maar de grootste eer voor zijn wetenschappelijk werk is ongetwijfeld dat hij met zijn naam is gedoopt de grootste vereniging van wetenschappelijke instellingen in Duitsland: de Helmholtz Association.

Bibliografische referenties:

• Cahan, D. (1993). Hermann Von Helmholtz en de grondslagen van de negentiende-eeuwse wetenschap. Universiteit van Californië Pers. 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) In de geest van het oog: visie en de Helmholtz-Hering-controverse, Princeton University Press, p. 36.