«Гельмгольц»

(Hermann-Ludwig-Ferdinand von Helmholtz) — один из величайших современных естествоиспытателей; род. в Потсдаме 19 августа 1821 г. По желанию отца в 1838 г. поступил в военно-медицинский институт Фридриха-Вильгельма для изучения медицины; под влиянием знаменитого физиолога Иоганна Мюллера, Г. посвятил себя изучению физиологии, и по прослушиванию курса института защитил 1842 г. докторскую диссертацию "De fabrica systematis nervosi evertebratorum". В том же году Г. назначается ординатором в больнице Charit é в Берлине, а в 1843 г. военным врачом в Потсдаме. Непрерывно занимаясь физиологическими исследованиями, Г. не оставляет вопросов механики и физики, которыми с детства интересовался, и в 1847 г. издает свою классическую работу "Ueber die Erhaltung der Kraft". В 1848 г. Г. назначается преподавателем анатомии в Академию художеств в Берлине, на место знаменитого Брюкке, а в 1850 г. профессором физиологии и общей патологии в Кенигсбергском университете. Здесь Г. производит большинство своих исследований по физиологии чувств, которые затем продолжает и в Бонне, и в Гейдельберге, где он с 1858 до 1871 г. читает физиологию. Приобретя в то же время большую известность своими работами по физике, Г. призывается в 1871 г. на место Магнуса на кафедру физики в Берлин, где остается до 1888 г., руководя основанным в 1874 г. новым физическим институтом. В 1883 г. император Вильгельм жалует Г. дворянское достоинство, а в 1888 г. Г. назначается директором вновь учрежденного правительственного Физико-технического института. (Physikalisch-Technische Reichsanstalt) в Шарлотенбург, продолжая в то же время читать лекции теоретической физики в университете. В 1891 г. учеными всего мира торжественно праздновалась семидесятилетняя годовщина Г. Сын Г., Роберт Г., подававший большие надежды молодой физик, безвременно скончался в 1889 г., оставив работу о лучеиспускании горящих газов.

Обладая глубоко философским умом, необыкновенной способностью к индуктивному мышлению, большими познаниями в математическом анализе и экспериментальным искусством, Г. вносил всегда новое и оригинальное во все области науки о природе, которых он касался, — в физиологию, физику, химию, механику, метеорологию, даже психологию и математику. Первая его работа относится к физиологической химии — к вопросу "о гниении и брожении" (1843); в ней Г. старается выяснить роль микроорганизмов в этих процессах. Дальнейшие исследования (1845-1847) над обменом веществ и возбуждением тепла в мускулах во время их деятельности наводят Г. на мысли об общих законах, связующих превращения энергии в неорганическом и органическом мире — мысли, изложенные в его классическом сочинении "Die E r haltung der Kraft" (1847). Здесь впервые точно сформулирован и развит закон сохранения энергии, легший теперь в основание всего современного естествознания. В 1850 году Гельмгольц доказал, противно мнению знаменитого И. Мюллера, что быстрота передачи нервных стимулов измерима и измерил ее; с этого года начинается период весьма плодотворной деятельности Г. в области физиологии чувств. Уже в 1851 г. изучение оптической системы глаза привело его к изобретению офтальмоскопа и офтальмометра; благодаря последнему прибору ему удалось в 1853 г. решить важный вопрос о механизме аккомодации (приспособления) глаза. Далее, в 1855 г., основываясь на забытой идее Томаса Юнга, Г. развивает общепринятую теперь теорию восприятия глазом цветовых впечатлений, известную под именем теории Юнга-Гельмгольца, и в интересном психологическом исследовании уясняет связь между нервными восприятиями и возбуждаемыми ими в нас впечатлениями. Уже будучи в Гейдельберге, Г. собирает все свои работы по физиологической оптике и издает их в связном виде в сочинении "Handbuch der Physiologischen Optik" (1859-1866). В Гейдельберге Г. приступает также к изучению вопросов акустики, физиологии органа слуха и речи и физической стороны музыки; уясняет сущность механизма звукового восприятия и различных его проявлений— гармонии, диссонанса, разности в тембрах и комбинационных тонов, причем указывает на ту выдающуюся роль, которую играют в этих явлениях и в явлениях речи высшие гармонические звуки. Построив ряд им же придуманных резонаторов, Г. изучает явления речи, и в 1860 г. ему удается синтетически воспроизвести произношение гласных, в то же время он решает сложные математические вопросы о механизме воздушных колебаний, и дает интересные этюды по психофизике чувств. Эти работы Г. собраны в его сочинении: "Die Lehre von den Tonempfindungen (1862). С переездом в Берлин в 1871 г. Г. посвящает себя исключительно физике, причем изучает наиболее сложные ее области: электродинамику, в которой, исходя из идей Фарадея, разрабатывает собственную теорию, затем гидродинамику и явления электролиза в связи с термохимией. Особенно замечательны работы по гидродинамике, начатые им еще в 1858 г., в которых Г. дает теорию вихревых движений (см.) и течения жидкости и в которых ему удается решить несколько весьма трудных математических задач. В учении об электролизе Г. обобщил закон Фарадея, дал теорию конвекционных токов и объяснил сложные явления, происходящие в водяном вольтметре; наведенный этими исследованиями на общие законы термодинамики химических процессов, Г. в 1882 г. дает замечательную теорию свободной энергии, в которой решает вопрос о том, какая часть полной молекулярной энергии какой-либо системы может превратиться в работу; эта теория имеет в термохимии то же значение, что принцип Карно в термодинамике. В 1884 г. Г. публикует теорию аномальной дисперсии, основывающуюся на предположении взаимодействия материальных частиц и частиц эфира, а немного позже — несколько важных работ по теоретической механике. К тому же времени относятся работы по метеорологии. Еще в 187 5 г. Г. применил свои исследования над течениями и вихрями к изучению движений атмосферы; к ним он вернулся в 1888 г. и в одной работе (1888) дал теорию ветров, в другой, "Об энергии ветра и волн" (1890), объяснил механизм образования волн при прохождении ветра над водной поверхностью; самые последние работы Г. (1891-1892) относятся к теоретической механике.

Не менее ученой замечательна и учебная деятельность Г. Под его непосредственным руководством, в его лабораториях в Бонне, Гейдельберге и Берлине или под влиянием его работ выросло современное поколение физиков и физиологов. Из современных русских ученых учениками его могут считаться физиологи Е. Адамюк, Н. Бакст, Ф. Заварыкин, И. Сеченов и др., из физиков П. Зилов, Р. Колли, А. Соколов, Н. Шиллер, и др. Вообще деятельность Г. как ученого и учителя дала настоящее направление современной физиологии и физики, а также сильно повлияла на развитие этих наук везде, а в особенности в России. Значение и научные заслуги Г. особенно ярко высказались в том единодушии и торжестве, с которым ученые всего мира праздновали (1891) семидесятилетний юбилей Г.; тогда же собран был капитал для выдачи премии имени Г. за лучшие работы в тех областях науки, в которых работал Г.

Работы Г. помещены, главным образом, в журн. "Annalen d. Physik" и собраны в его сочинениях: "Handbuch d. physiologischen Optik" (Лейпциг, I изд. 1859-1866, II изд. 1890 неок.). "Die Lehre von den Tonempfindungen" (1-е изд. 1863 г., 4-е изд. 1877 г., рус. пер. Петухова "Учение о звуковых впечатлениях", 1879), "Wissenschaftliche Abhandlungen" (2 т., 1882) и "Vortr ä ge und Reden" (2 т., 1884). Сочинение "Ueber die Erhaltung d. Kraft" переиздано в 1889 г. Оствальдом в Лейпциге. Подр. см. о жизни и ученой деятельности. "Герман фон Гельмгольц" (Москва, унив. изд. 1892), также "Aussprachen u. Reden zu Ehren, v. H. v. H." (Берлин, 1892).

(Helmholtz)

Герман Людвиг Фердинанд (31.8.1821, Потсдам, — 8.9.1894, Берлин), немецкий физик, математик, физиолог и психолог. Учился в Военно-медицинском институте в Берлине. С 1843 военный врач в Потсдаме. Профессор физиологии университетов в Кенигсберге (с 1849), Бонне (с 1855), Гейдельберге (с 1858). С 1871 профессор физики в Берлинском университете, с 1888 директор физико-технического института в Берлине.

В 1847 в работе «О сохранении силы» Г. впервые дал математическое обоснование закона сохранения энергии и, проанализировав большинство известных в то время физических явлений, показал всеобщность этого закона, в частности то, что происходящие в живых организмах процессы также подчиняются закону сохранения энергии; это было наиболее сильным аргументом против концепции особой «живой силы», якобы управляющей организмами. Г. впервые доказал применимость принципа наименьшего действия (см. Наименьшего действия принцип) к тепловым, электромагнитным и оптическим явлениям, вскрыл связь этого принципа со вторым началом термодинамики (См. Второе начало термодинамики). В 1882 Г. придал второму началу термодинамики форму, позволившую применить его к изучению химических процессов, ввёл понятие свободной энергии (см. Гельмгольцева энергия) и связанной энергии. Г. заложил основы теории вихревого движения жидкости (1858). Большое значение для развития аэродинамики имели исследования Г. по теории разрывных движений (1868). Выдвинутый Г. принцип механического подобия позволил объяснить ряд метеорологических явлений и механизм образования и поведения морских волн. В 1873 Г. выступил с изложением некоторых теоретических вопросов управляемого воздухоплавания.

Работы Г. по электромагнетизму, оптике и акустике большей частью связаны с его физиологическими исследованиями. Он обнаружил явление колебательного разряда лейденской банки — факт, сыгравший существенную роль в развитии теории электромагнетизма. Г. попытался измерить скорость распространения электромагнитных возмущений, однако ему это не удалось. По его предложению Г. Герц произвёл опыты с электромагнитными волнами. Г. развил теорию аномальной дисперсии (1874). В 1881 выдвинул идею об атомарном строении электричества. В области акустики Г. открыл Комбинационные тона, построил модели уха, что позволило изучить характер воздействия звуковых волн на орган слуха, разработал теорию этого взаимодействия, создал учение о слуховой функции кортиева органа (См. Кортиев орган), решил т. н. задачу органной трубы. Разработал физическую и физиологическую теорию восприятия музыкальных звуков.

Труды Г. в области физиологии посвящены изучению нервной и мышечной систем. Он обнаружил и измерил теплообразование в мышце (1845—47) и изучил процесс мышечного сокращения (1850—54). Впервые (1850) измерил скорость распространения возбуждения в нервах, определил скрытый период рефлексов (1854). Г. принадлежат основополагающие работы в области физиологии зрения. В 1853 он предложил теорию аккомодации (См. Аккомодация). В 1859—66 разработал учение о цветовом зрении. Сконструировал ряд измерительных приборов (офтальмоскоп, маятник Гельмгольца и др.), а также разработал количественные методы физиологических исследований.

Интересны исследования Г. по геометрии. Он доказывал, что все аксиомы геометрии имеют опытное происхождение и что опытным путём можно было бы выяснить форму пространства. Однако в трактовке пространства Г. отдавал дань кантианству, допуская априорность пространства как формы созерцания.

Философская позиция Г., как указывал В. И. Ленин, характерна своей непоследовательностью. «Гельмгольц был непоследовательным кантианцем... то выводившим ощущения человека из внешних предметов, действующих на наши органы чувств, то объявлявшим ощущения только символами, т. е. какими-то произвольными обозначениями, оторванными от „совершенно различного» мира обозначаемых вещей...» (Полн. собр. соч., 5 изд., т. 18, с. 246). Эти взгляды сформировались у Г. под влиянием И. Мюллера, основателя физиологического идеализма.

Соч.: Wissenschaftliche Abhandlungen, Bd 1—3, Lpz., 1882—95; Vorträge und Reden, Bd 1—2, Braunschweig, 1884; Vorlesungen über theoretische Physik, Bd 1—6, Lpz., 1898—1903; в рус. пер. — Два исследования по гидродинамике, М., 1902; Учение о слуховых ощущениях как физиологическая основа для теории музыки, СПБ. 1875; О происхождении и значении геометрических аксиом, СП Б, 1895; О сохранении силы, М. — Л., 1934.

Лит.: Энгельс Ф., Диалектика природы, Маркс К., Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20; его же, Анти-Дюринг, там же; Ленин В. И., Материализм и эмпириокритицизм, Полн. собр. соч., 5 изд., т. 18; Сеченов И. М., Герман фон Гельмгольц как физиолог, в его кн.: Избранные философские и психологические произведения, М., 1947; Грановский В. Л., Старокадомская Е. Л., Герман Гельмгольц. Его жизнь и работа, М., 1930.

Г. Л. Ф. Гельмгольц.

ГЕЛЬМГОЛЬЦ (Helmholtz) Герман Людвиг Фердинанд (1821 - 94), немецкий ученый. Автор фундаментальных трудов по физике, биофизике, физиологии, психологии. Впервые (1847) математически обосновал закон сохранения энергии, показав его всеобщий характер. Разработал термодинамическую теорию химическая процессов, ввел понятия свободной и связанной энергий. Заложил основы теорий вихревого движения жидкости и аномальной дисперсии. Автор основополагающих трудов по физиологии слуха и зрения. Обнаружил и измерил теплообразование в мышце, измерил скорость распространения нервного импульса.

p.n.Helmholtz

ГЕЛЬМГОЛЬЦ (Helmholz) Герман Людвиг Фердинанд фон (1821-1894), немецкий анатом, физик и физиолог. Сделал вклад в развитие АКУСТИКИ и оптики, расширив теорию трехцветности зрения, сформулированную Томасом янгом, изобрел ОФТАЛЬМОСКОП и офтальмометр. Его эксперименты по скорости передачи нервных импульсов, способствовали изучению животного тепла, что, в свою очередь, привело к работе над принципами сохранения энергии.

Гельмго́льц

(Helmholtz) Герман Людвиг Фердинанд (1821—1894), немецкий учёный, естествоиспытатель. В области биологии занимался вопросами биофизики, изучал нервную систему, анатомию и физиологию органов зрения и слуха. Обосновал природу цветового зрения, объяснил явления близорукости и дальнозоркости, разработал таблицу для подбора очков, построил модель уха и создал резонансную теорию слуха.

ГЕЛЬМГОЛЬЦ

(Helmholtz) Герман Людвиг Фердинанд (1821—1894) — германский естествоиспытатель 19 в. (физиолог, математик, физик) и философ. Г. начинал свою деятельность в качестве военного врача (учился в Институте военной медицины в Берлине в 1838 — 1843). Профессор физиологии Университетов Кенигсберга (с 1849), Бонна (с 1855), Гейдельберга (с 1858), профессор физики Университета Берлина (с 1871), директор Государственного Физико-Технического Института в Берлине (с 1888). Иностранный член-корр. Петербургской АН (1868). Главные научные труды: мемуар ‘О сохранении силы’ (1847), ‘Популярные лекции о науке’ (1869), собрание научных трудов в трех т. (1882 — 1895), ‘Счет и измерение’ (1887), ‘Энергия волн и ветра’ (1890), ‘Доклады и речи’ в двух т. (1884), ‘Лекции по теоретической физике’ в трех т. (1898 — 1903) и др. Главным направлением работ Г. в физиологии человека стали фундаментальные исследования по физиологии центральной нервной и нервно-мышечной систем, слуха и зрения. В исследованиях по физиологии центральной нервной системы в 1854 Г. впервые определил латентный период рефлекторных реакций; в 1864 — 1868 разработал первую методику определения ритмики импульсов, посылаемых мозгом к мышце. В физиологии нервно-мышечной системы человека в 1850 — 1870 Г. удалось измерить скорость распространения возбуждения в нервной системе (что до его работ считалось, в принципе, неразрешимой проблемой). В физиологической акустике Г. заложил основы физической и физиологической теории музыки, доказав ‘способность слухового аппарата к разложению сложных звуков на простые тоны’ (до исследований Г. тембр звука объяснялся исключительно психическим происхождением). Г. разработал физическую теорию фонации (образования при помощи органов речи звучания голоса, а также и звуков речи). Им также были разработаны основные количественные методы и сконструированы измерительные приборы для физиологических исследований. В физиологии зрения Г. разработал учение об аккомодации глаза (1853), где доказывал, что ‘зрительная оценка величины и удаленности предметов основана на своеобразных мышечных ощущениях, возникающих при движении мышц глаза’. Выдвинутая Г. концепция ‘о роли мышечного чувства в формировании восприятий’ была позднее фундаментально разработана И.М.Сеченовым в цикле его трудов по психофизиологии. В 1859 — 1866 Г. были полностью разработаны основы учения о цветовом зрении (этим за сто лет до него активно занимался М.В.Ломоносов). При изучении проблем о локализации зрительных впечатлений в поле зрения Г. пришел к выводу, что все аксиомы геометрии имеют опытное происхождение. После изучения трудов Лобачевского Г. 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 Г., в отличие от Лобачевского, следовал учению Канта в допущении ‘априорности пространства как формы созерцания’). В книге ‘Счет и измерение’ Г. в качестве главной проблемы арифметики считал обоснование ее автоматической применимости к физическим явлениям. По Г., единственным критерием применимости законов арифметики мог быть только опыт: ‘невозможно утверждать априори, что законы арифметики применимы в любой данной ситуации’. Исходя из того, что само понятие числа заимствовано из опыта, Г. 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 Г., ‘даже понятие равенства неприменимо автоматически к каждому опыту’. Г. 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 Г. 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’ (1888). По мнению Планка, Маха, Больцмана и Г., ‘математика дает не более чем логическую структуру законов физики’. Еще в мемуаре ‘О сохранении силы’ Г. давал первую математическую трактовку закона сохранения энергии, указывая на его всеобщность; был также доказан факт подчинения этому закону процессов, происходящих в живых организмах. На то время это был один из наиболее сильных аргументов против концепции витализма о ‘жизненной силе управления живыми организмами’; позднее Г. находился под влиянием теории космозоев (т.е. теории вечности жизни) Рихтера (1865). После работ Г. принцип наименьшего действия стал активно применяться в исследованиях по современной теории поля, квантовой электродинамики, термодинамики, оптике и других областях теоретической физики и физической химии. Г. ввел важнейшие понятия ‘свободная энергия’ (которая способна превращаться в любые формы) и ‘связанная энергия’ (которая способна превращаться только в тепловую форму). Фундаментальные теоретические исследования Г. вихревого движения жидкости заложили основы гидро- и аэродинамики. Открытые им глубокие аналогии между свойствами вихревого движения и свойствами магнитного поля электрического тока дали начало попыткам многих ученых строить механические модели эфира, трактовать атомы, как вихри в эфире. На основании этих исследований Г. к 1873 выдвинул теорию управляемого полета в воздухе. Экспериментальные работы Г. по акустике, оптике и электромагнетизму подчинялись решению задач его основных исследований в области физиологии. Г. представлял материю как ‘качественно однородную совокупность неизменных частиц, между которыми действуют центральные силы, зависящие только от расстояния’, а движение — только как ‘пространственное перемещение частиц’. Поэтому при обсуждении философских аспектов результатов своих исследований закона сохранения энергии Г. отмечал лишь факт сохранения энергии в эквивалентных количествах, оставляя за рамками качественное превращение форм энергии. Гносеологические воззрения Г. сформировались под влиянием ‘физиологического идеализма’ И.Мюллера. Г., полагая чувственные ощущения только символами отношений, существующих во внешнем мире, и отрицая за ними сходство с тем, что они отражают, считал, что качество ощущений человека (звук, вкус, свет и др.) не зависит от внешнего объекта, а зависит от нерва-передатчика ощущений (т.е. ощущения, возникающие у человека, есть результат проявления ‘специфической энергии органов чувств’). Гносеологические выводы, сделанные Г. и И.Мюллером из данных современной им науки, легли в основания теории ‘иероглифов’ Г. — Мюллера — направления в гносеологии, согласно которому ощущения и представления человека являются только лишь произвольными условными знаками (‘иероглифами’, символами), помогающими ‘целесообразно направлять их деятельность’. Вопросы истинности знания Г. решались с точки зрения их практической целесообразности, поэтому он полагал материализм для естествоиспытателя того времени ‘более удобной гипотезой’, чем идеализм. При этом в одной из ‘Популярных лекций о науке’ Г. утверждал, что ‘конечная цель естественных наук состоит в том, чтобы найти решение всех своих проблем в механике’. Одновременно с этим Г. признавал недостаточную понятность всех элементов механики и необходимость обращения ‘особого внимания на проблему природы сил’. Он писал: ‘Задача физической материальной науки состоит в сведении явлений природы к не подверженным изменениям силам притяжения и отталкивания между телами, величина которых зависит только от расстояния. Разрешимость этой задачи есть условие познаваемости природы... Ее /физической науки — C.C.I миссия завершится, как только удастся окончательно свести явления природы к простым силам и доказать, что такое сведение — единственное, допускаемое этими явлениями’. По поводу своего отношения к причинности Г. писал в книге ‘Физиологическая оптика’: ‘Принцип причинности носит характер чисто логического закона даже в том, что выводимые из него следствия относятся в действительности не к самому опыту, а к пониманию опыта и, следовательно, не могут быть опровергнуты никаким возможным опытом’. Влияние механицизма на материализм Г. было сильным даже на фоне современного ему естественнонаучного знания.

ГЕЛЬМГОЛЬЦ

(Helmholtz)

Герман фон (род. 31 авг. 1821, Потсдам – ум. 8 сент. 1894, Берлин) – нем. физик и психолог; с 1871 – профессор в Берлине. Находился под влиянием философии Канта; основатель психологии чувств. По Гельмгольцу, наши ощущения суть действия, вызываемые внешними причинами в наших органах чувств; они зависят как от возбуждающего их объекта, так и от воспринимающего аппарата органов чувств. Поэтому ощущение есть не отражение объекта, а своего рода символ. Закономерность действительного мира отражается в мире символов, посредством познания которого мы можем направлять нашу деятельность так, чтобы она приносила желаемый успех, т.е. чтобы появлялись ожидаемые новые ощущения. Исходя из этого, Гельмгольц дал теоретико-познавательное обоснование геометрии и естественнонаучного исследования. Осн. произв.: «Ьber das Sehen des Menschen», 1855 (рус. пер. «О зрении», 1896); «Die Lehre von den Tonempfindungen», 1863 (рус. пер. «Учение о слуховых ощущениях», 1875); «Die Tatsachen in der Wahrnehmung», 1879 (рус. пер. «Факты в восприятии», 1880); «Sriften zur Erkenntnistheore», 1921.