赫爾曼·馮·亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz,1821年8月31日—1894年9月8日),德國物理學家、生理學家、發明家,生于波茨坦,曾擔任過軍醫。他在多個科學領域做出了重要貢獻,特別是在流體力學穩定性方面。亥姆霍茲的名字被用于德國最大的研究機構協會——亥姆霍茲協會。在生理學和心理學領域,亥姆霍茲以他的眼睛數學、視覺理論、空間視覺知覺、色彩視覺研究、音調感知和聲音知覺等方面的貢獻而聞名。在物理學領域,他以能量守恒理論、電動力學、化學熱力學和熱力學機械基礎理論等方面的貢獻而聞名。作為一名哲學家,他以他的科學哲學、知覺定律與自然定律之間的關系、美學科學和科學的文明力量等方面的思想而聞名。
生平
赫爾曼·馮·亥姆霍茲從小愛好自然科學,但為生活計,在柏林的醫學和外科研究所了醫科,由于該研究所的畢業生必須參加8年的兵役,亥姆霍茲1843年起在波茨坦擔任軍醫。
1848年在亞歷山大·馮·洪堡的推薦下,提前結束兵役,開始了漫長的教學生涯,先是在柏林藝術學院教解剖學,1849年前往加里寧格勒(時屬普魯士王國王國的東普魯士省,今為俄羅斯的加里寧格勒)擔任生理學和病理學教授,1855年接手波恩的解剖學和生理學教席,1858年轉去海德堡的生理學教席,1870年成為普魯士科學學會的會員。
1871年亥姆霍茲任柏林洪堡大學物理學教授,1888年成為新成立的夏洛特堡帝國物理學工程研究所的第一任主席。
研究成果
物理學
1847年,亥姆霍茲出版了《力量的守恒》(Erhaltung der Kraft)一書,闡明了能量守恒的原理,亥姆霍茲自由能即以他來命名。他也研究過電磁學,他的研究預測了麥克斯韋方程組中的電磁輻射,相關的方程式以他來命名。除了物理,亥姆霍茲也對感知的研究作出貢獻。他發明了檢眼鏡,以及以他命名的共鳴器(Helmholtz-Resonator),他兩部光學和聲學的著作,《作為樂理的生理學基礎的音調感受的研究》(Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik)、《生理光學手冊》(Handbuch der Physiologischen Optik),對后世影響很大。
生理學
亥姆霍茲是第一位將物理方法運用到神經傳導速度測量的人。1849年,他測量出神經傳導速率是24.6~38.4 m/s,然后他開始測量生物的反應速度,發現神經傳導到大腦后還要許久才會有反應,于是他推測,在感官資訊變成有意識的知覺之前,大腦必然在我們意識不到的范圍里先做了許多事去處理感官資訊,對神經訊號做評估、轉換、與重新導向。這就是認知心理學和認知神經科學中所稱“無意識認知歷程”的最初發現。
亥姆霍茲方程
形如的偏微分方程被以亥姆霍茲的名字命名為“亥姆霍茲方程”(亥姆霍茲偏微分方程),其中是拉普拉斯算子。
適合向量勢的亥姆霍茲偏微分方程是:
該方程出現在物理和理論電子學中,如在假設滿足時諧性的條件下,用變量分離求解波動方程。
榮譽與遺產
亥姆霍茲在1873年被選為美國哲學學會會員。1881年,他被選為愛爾蘭皇家外科學院榮譽會員。同年11月10日,他被授予法國榮譽軍團勛章,級別為指揮官。1883年,他被皇帝授予貴族頭銜,成為馮·亥姆霍茲。1884年,他被授予英國工程師和造船師學會榮譽會員。亥姆霍茲協會以他的名字命名,以紀念他在科學領域的貢獻。此外,小行星11573赫爾姆霍茲、月球上的赫爾姆霍茲隕石坑以及火星上的赫爾姆霍茲隕石坑都是以他的名字命名的。在柏林的夏洛滕堡,有一條街道以他的名字命名。
參考資料 >
科學巨匠亥姆霍茲.今日頭條.2024-01-12