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ヘルムホルツ・ヘルマン・ルートヴィヒ・フェルディナンド。 科学者の伝記
ヘルマンヘルムホルツはXNUMX世紀の最も偉大な科学者の一人です。 物理学、生理学、解剖学、心理学、数学...これらの科学のそれぞれで、彼は彼に世界的な名声をもたらした素晴らしい発見をしました。 ヘルマン・ルートヴィヒ・フェルディナンド・ヘルムホルツは、31年1821月1838日にポツダム体育館の教師の家族で生まれました。 父親の要請により、1842年にハーマンは医学を研究するためにフリードリッヒウィルヘルム軍事医学研究所に入学しました。 有名な生理学者ヨハン・ミュラーの影響下で、ヘルムホルツは生理学の研究に専念し、研究所のコースに参加した後、XNUMX年に神経系の構造に関する博士論文を擁護しました。 この研究では、XNUMX歳の医師が、後にニューロンと呼ばれる神経組織の不可欠な構造要素の存在を初めて証明しました。 同年、ハーマンはベルリンの病院でインターンに任命された。 1843年以来、ヘルムホルツはポツダム軍医としてのキャリアを開始しました。 彼は兵舎に住んでいて、朝の1845時に騎兵隊のトランペットの合図で起きました。 しかし、ハッサー連隊の戦隊外科医も科学の時間を見つけました。 XNUMX年、彼は兵役に別れを告げ、ベルリンに行き、医師の称号を得るための州の試験の準備をしました。 ヘルムホルツは、グスタフマグナスの家庭物理学研究所で一生懸命働いています。 XNUMX 年代のドイツの科学的発展の転換点を敏感に捉えた A. G. Stoletov は、次のように書いています。 その後、この研究室の弟子であるヘルムホルツがマグナスの後継者となり、研究室をベルリン大学の建物に移し、そこで世界的な科学センターに変わりました。 ベルリンのヘルムホルツのもう一人の教師は、ヨハン・ミュラーでした。 ずっと後の 2 年 1871 月 XNUMX 日、ヘルムホルツの XNUMX 歳の誕生日の祝賀会で、彼は自分の科学的道筋を説明するスピーチを行いました。 彼は、ヨハン・ミュラーの影響を受けて、神秘的な生命力の存在の問題に興味を持つようになったことを示しました。 この問題を振り返って、ヘルムホルツは学生としての最後の年に、生命力の理論は「すべての生体に、いわゆる永久移動体の特性を与える」という結論に達しました。 ヘルムホルツは学生時代から永久機関の問題に精通しており、学生時代には「自由な時間に...彼はダニエル・ベルヌーイ、ダランベール、および前世紀の他の数学者の作品を検索し、調べました」。 「したがって、」ヘルムホルツは言った。 」 ミュラーのジャーナルで、ヘルムホルツは 1845 年に「筋肉の作用下での物質の支出について」という作品を発表しました。 同じ 1845 年に、マグヌスとミュラーの周りに集まった若い科学者たちがベルリン物理学会を結成しました。 ヘルムホルツも入った。 1845年以来、後にドイツ物理学会になった協会は、最初の抄録誌「Uspekhi fiziki」を発行し始めました。 このように、ヘルムホルツの科学的発展は、ベルリンの自然科学への関心が高まった好ましい環境の中で行われました。 1845 年にベルリンで出版された Uspekhi Fiziki の第 1847 巻 (23 年) には、生理学的熱現象の理論に関するヘルムホルツのレビューが掲載されています。 1847 年 XNUMX 月 XNUMX 日、彼はベルリン物理学会の会議で「力の保存について」という報告を作成しました。 同年、別冊パンフレットとして刊行。 当時の当局は「法の正義を拒否する傾向がありました。彼らがヘーゲルの自然哲学で繰り広げた熱烈な闘争の真っ只中で、私の作品は素晴らしい哲学とも見なされていました...」. しかし、ヘルムホルツは一人ではありませんでした。彼は若い科学者、そして何よりも、後に有名な生理学者デュボア レイモンドと若いベルリン物理学会に支えられました。 マイヤーとジュールの前任者の仕事に対する彼の態度について、ヘルムホルツはマイヤーとジュールの優先順位を繰り返し認識したが、マイヤーの仕事に精通しておらず、ジュールの仕事を十分に知らなかったことを強調した。 彼の前任者とは異なり、彼は法則を永久機関の不可能性の原理と結びつけています。 物質ヘルムホルツは受動的で動かないものと考えています。 世界で起こっている変化を説明するためには、魅力的で反発的な力が与えられていなければなりません. 「自然現象は、空間的関係のみに依存する不変の原動力を持つ物質の動きに還元されるべきです」とヘルムホルツは言います。 したがって、ヘルムホルツによれば、世界は中心力と相互作用する物質的な点の集まりです。 これらの力は保守的であり、ヘルムホルツは人的資源の保護の原則を彼の研究の先頭に置いています。 マイヤーの原則「無からは何も生じない」ヘルムホルツは、「無からは何も生じない」というより具体的な規定に置き換えられます。 その定式化における生命力保存の原則は、次のように述べています。一緒に取られたすべての点の生命力は、間隔内のそれらの軌跡と速度がどうであれ、すべての点が互いに対して、および既存の固定中心に対して同じ相対位置を受け取るすべての瞬間に同じままです。対応する瞬間の間。 この原則を定式化した後、ヘルムホルツはさまざまな特殊なケースでの適用を検討しています。 電気現象を考慮して、ヘルムホルツは点電荷のエネルギーの式を見つけ、ガウスポテンシャルと呼ばれる関数の物理的意味を示しました。 さらに、彼は荷電導体のシステムのエネルギーを計算し、ライデン瓶が放電されると、蓄えられた電気エネルギーに相当する熱が放出されることを示しています。 彼は同時に、放電が振動プロセスであり、電気振動が「抵抗の合計によって最終的に生命力が破壊されるまで、ますます小さくなっていく」ことを示しました。 次に、ヘルムホルツはガルバニズムを検討します。 ヘルムホルツは、熱電現象におけるガルバニック源のエネルギー過程を分析し、これらの現象の将来の熱力学理論の基礎を築きました。 磁気と電磁気学を考えると、特にヘルムホルツは、ノイマンの研究とレンツの法則に基づいて、誘導の起電力の式の有名な導出を行います。 彼の作品では、メイヤーとは異なり、ヘルムホルツは物理学に焦点を当てており、生物学的現象について非常に簡潔かつ簡潔にしか話していません。 それにもかかわらず、ヘルムホルツがケーニヒスベルク大学医学部の生理学および一般病理学科への道を開いたのはこの仕事であり、1849年に彼は特別教授のポストを受け取りました。 ヘルムホルツは、解剖学と生理学の教授としてボンに移る 1855 年までこの職にありました。 1858 年、ヘルムホルツはハイデルベルク大学の生理学の教授になり、視覚の生理学について幅広く研究し、成功を収めました。 これらの研究は、知識と実践医学の分野を大幅に豊かにしました。 これらの研究の結果は、ヘルムホルツによる有名な「生理学的光学」であり、その最初の問題は 1856 年に、1860 番目は 1867 年に、XNUMX 番目は XNUMX 年に発行されました。 目は私たちの体の最も注目すべき器官のXNUMXつです。 彼らは彼の作品を写真機材の作品と比較して以前から知っていました。 しかし、視覚の物理的な側面さえも完全に解明するには、カメラとの大まかな比較だけでは十分ではありません。 物理学だけでなく、生理学、さらには心理学の分野からの多くの複雑な問題を解決する必要があります。 彼らは生きた目で解決されなければならず、ヘルムホルツはなんとかそれを成し遂げました。 彼は、レンズの後面と前面の角膜の曲率を測定することを可能にした、その単純さ（眼球計）に驚くべき特別な装置を構築しました。 したがって、眼の光線の屈折が研究された。 私たちはオブジェクトが何らかの色で描かれているのを見て、私たちのビジョンは色付けされています。 その核心は何ですか？ 目の研究は、網膜がXNUMXつの主要な光感知要素を持っていることを示しました：それらのXNUMXつは赤い光線によって最も強く刺激され、もうXNUMXつは緑の光線によって、そしてXNUMX番目は青い光線によって刺激されます。 どの色でも、要素のXNUMXつに強い刺激を与え、他の要素のXNUMXつを弱くします。 刺激の組み合わせは、私たちの周りに見られるすべての色の遊びを生み出します。 生きている目の底を調べるために、ヘルムホルツは特別な装置を作りました: アイミラー (検眼鏡)。 この装置は長い間、すべての眼科医にとってなくてはならない機器でした。 ヘルムホルツは目と視覚を研究するために多くのことを行いました。彼は生理学的光学、つまり目と視覚の科学を作成しました。 ここハイデルベルクで、ヘルムホルツは神経興奮の伝播速度に関する古典的な研究を行いました。 解剖用のカエルは、科学者の研究室のテーブルに何度も置かれてきました。 彼はそれらについて、神経に沿った興奮の伝播速度を研究しました。 電流によって神経が刺激され、結果として生じる興奮が筋肉に達し、筋肉が収縮しました。 これらの 30 点間の距離と時間の差がわかれば、神経に沿った興奮の伝搬速度を計算することができます。 それは非常に小さく、わずか 100 ～ XNUMX m/s であることが判明しました。 とてもシンプルな体験のようです。 ヘルムホルツがデザインした今ではシンプルに見えます。 そして彼の前では、この速度は測定できないと主張されていました。それは、測定できない神秘的な「生命力」の現れです。 ヘルムホルツは、聴覚と耳 (生理学的音響学) の研究にも同様の成果を上げました。 1863年、彼の著書「音響の生理学的基礎としての音感覚の教育」が出版されました。 そしてここでは、ヘルムホルツの研究の前に、聴覚に関連する多くの研究が非常に貧弱に研究されていました. 彼らは音がどのように発生し伝播するかを知っていましたが、振動可能な物体に対する音が与える影響についてはほとんど知られていませんでした。 ヘルムホルツは、この複雑な現象に最初に取り組みました。 共鳴の理論を作成した後、彼はそれに基づいて聴覚、私たちの声、楽器の理論を作成しました。 振動現象を研究することで、ヘルムホルツは音楽理論にとって非常に重要な多くの問題を発展させ、音楽のハーモニーの原因を分析しました。 ヘルムホルツの例は、科学者の視野の広さ、知識と興味の豊かさと多様性の重要性を示しています。 同じ場所、ハイデルベルクで、流体力学と幾何学の基礎に関する彼の古典的な作品が出版されました。 1871 年 XNUMX 月から、ヘルムホルツはベルリン大学の教授になりました。 彼は物理学研究所を設立し、世界中の物理学者が仕事をするようになりました。 ベルリンに移った後、ヘルムホルツは専ら物理学に専念し、最も複雑な分野である電気力学を研究し、ファラデーのアイデアに基づいて独自の理論を開発し、次に流体力学と熱化学に関連する電気分解の現象を研究しました。 特に注目に値するのは、1858 年に始まった流体力学に関する彼の研究で、ヘルムホルツは渦運動と流体の流れの理論を示し、いくつかの非常に難しい数学的問題を解決することに成功しました。 1882 年、ヘルムホルツは自由エネルギーの理論を定式化しました。この理論では、システムの全分子エネルギーのうちどれだけを仕事に変換できるかを決定します。 この理論は、熱力学におけるカルノーの原理と同じ意味を熱化学において持っています。 1883 年、皇帝ヴィルヘルムはヘルムホルツに貴族の称号を与えました。 1884 年、ヘルムホルツは異常分散の理論を発表し、少し後に理論力学に関するいくつかの重要な研究を発表しました。 気象に関する著作は同時期に属する。 1888 年、ヘルムホルツは、シャルロッテンブルクに新しく設立された政府の物理技術研究所 (ドイツ計量センター) の所長に任命され、その組織に積極的に参加しました。 同時に、科学者は大学で理論物理学の講義を続けています。 ヘルムホルツには多くの学生がいました。 何千人もの学生が彼の講義を聞いた。 多くの若い科学者が彼の研究室で働くようになり、実験の技術を学びました。 多くのロシアの科学者は彼の学生と見なすことができます - 生理学者E. Adamyuk、N. Bakst、F. Zavarykin、I. Sechenov、物理学者P. Lebedev、P. Zidov、R. Kolli、A. Sokolov、N. Shidder。 残念なことに、ヘルムホルツが老年期に待っていたのは楽しい出来事だけではありませんでした。 有望な若い物理学者であった彼の息子のロバートは、1889 年に早世し、燃焼ガスの放射に関する研究を残しました。 1891年から1892年に書かれた科学者の最新の作品は、理論力学に関連しています。 ヘルムホルツは 8 年 1894 月 XNUMX 日に亡くなりました。 著者: サミン D.K.
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