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Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz

Data do nascimento:

Lugar do nascimento:

Data da morte:

Lugar da morte:

31 Aug 1821

Potsdam, Germany

8 Sept 1894

Berlin, Germany

Apresentação Wikipedia
ATENÇÃO - tradução automática da versão inglesa

Hermann von Helmholtz, o pai foi Julius August Ferdinand Helmholtz, enquanto sua mãe Caroline Penn. Hermann era o mais velho de seus pais de quatro filhos. Sua infância teve uma forte influência sobre o caráter dele e de sua carreira. Em particular, os pontos de vista sobre a filosofia ocupada por seu pai restrito próprios pontos de vista de Helmholtz.

Ferdinand Helmholtz tinha servido no exército prussiano em matéria de luta contra Napoleão. Apesar de ter uma boa formação universitária em filologia e filosofia, tornou-se professor em Potsdam Gymnasium. Foi um trabalho mal pago e Hermann foi criada em circunstâncias difíceis financeiramente. Fernando era um homem artísticas e sua influência fez com que Hermann cresceu a ter um forte amor da música e da pintura. Caroline Helmholtz, era filha de um oficial de artilharia. De sua Hermann herdadas:

... a placidez e reserva que marcou a sua personagem na vida adulta.

Hermann foi ao Ginásio de Potsdam, onde seu pai ensinava filologia e literatura clássica. Seus interesses estavam na escola, principalmente em física e que ele teria gostado de ter estudado o assunto na universidade. A situação financeira da família, no entanto, fez com que ele só poderia estudar na universidade, se ele recebeu uma bolsa de estudos. Esse apoio financeiro estava disponível apenas para temas específicos e pai de Hermann convencido que ele deveria estudar medicina, que era apoiado pelo governo.

Em 1837, Helmholtz foi atribuído um subsídio do governo para capacitá-lo para estudar medicina na Friedrich-Wilhelm Royal Institute of Medicine and Surgery, em Berlim. Ele não recebeu o dinheiro, sem amarras, porém, e ele teve que assinar um documento prometendo trabalhar por dez anos como médico no exército prussiano, após graduar-se. Em 1838, iniciou seus estudos em Berlim. Embora ele tenha sido oficialmente a estudar no Instituto de Medicina e Cirurgia, estando em Berlim, ele teve a oportunidade de participar de cursos na Universidade. Ele tomou essa chance, assistam às aulas de química e fisiologia.

Tendo em conta as contribuições de Helmholtz para a matemática no final de sua carreira, seria razoável esperar que ele tenha participado de cursos de matemática na Universidade de Berlim, neste momento. No entanto, ele não tinha, antes, ele estudou matemática sozinho, lendo obras de Laplace, Biot e Daniel Bernoulli. Ele também leu as obras de filosofia, neste momento, em especial as obras de Kant. Sua carreira de investigação começou em 1841 quando ele começou a trabalhar na sua dissertação. Ele rejeitou a direção que estava tomando a fisiologia que havia sido baseada em forças vitais que não eram de natureza física. Helmholtz defendido fortemente para a fisiologia da fundação totalmente sobre os princípios da física e da química.

Helmholtz se graduou no Instituto Médico em Berlim em 1843 e foi atribuído a um regimento militar em Potsdam, mas gastou todo o seu tempo livre a fazer investigação. Seu trabalho ainda se concentram, como observamos acima, mostrando que a força muscular foi derivada de princípios químicos e físicos. Se alguma força vital estavam presentes, argumentou ele, então o movimento perpétuo que se tornam possíveis. Em 1847 ele publicou suas idéias em um papel muito importante Über die Erhaltung der Kraft, que estudou os princípios matemáticos por trás da conservação da energia.

Helmholtz argumentou em favor da conservação de energia através de ambos os argumentos filosóficos e os argumentos físicos. Ele baseou muitas idéias sobre os trabalhos mais cedo por Sadi Carnot, Clapeyron, Joule e outros. Que argumentos filosóficos veio logo à frente neste trabalho foi típica de todas as contribuições Helmholtz. Ele argumentou que os cientistas físicos tiveram de realizar experimentos para encontrar as leis gerais. Então, o argumento teórico (citando o papel):

... todos os esforços para apurar as causas desconhecidas dos processos de seus efeitos visíveis, que pretende compreendê-los de acordo com as leis da causalidade. ... Ciências naturais teóricas devem, portanto, se não se contentar com uma visão parcial da natureza das coisas, tomar uma posição em harmonia com a concepção atual de forças da natureza simples e as conseqüências desta concepção. A sua missão será concluída quando a redução dos fenômenos às forças de simples está concluída, e quando ele pode, ao mesmo tempo ser provado que a redução dada é a única possível, que o fenômeno vai permitir.

Ele mostrou que a hipótese de que o trabalho não pôde ser continuamente produzida a partir do nada levou à conservação de energia cinética. Este princípio ele então aplicada a uma variedade de situações diferentes. Ele demonstrou que, em várias situações em que a energia parece estar perdido, é na verdade convertida em energia térmica. Isso acontece em colisões, os gases em expansão, contração muscular, e outras situações. O documento analisa um vasto número de aplicações, incluindo a eletrostática, fenômenos galvânicos e eletrodinâmica.

O documento é uma contribuição importante e foi rapidamente considerada como tal. Na verdade ele teve um grande papel na carreira de Helmholtz para o ano seguinte, ele foi liberado da sua obrigação de servir como um médico do exército para que ele pudesse aceitar a cadeira vaga de fisiologia em Königsberg. Casou-se com Olga von Velten em 26 de agosto de 1849 e estabeleceu-se a uma carreira académica.

Por um lado, sua carreira progrediu rapidamente em Königsberg. Ele publicou um importante trabalho em óptica fisiológica e acústica fisiológica. Ele recebeu grande aclamação por sua invenção do oftalmoscópio em 1851 e ganhou rapidamente uma forte reputação internacional. Em 1852 ele publicou um importante trabalho em óptica fisiológica, com sua teoria da visão de cores. Entretanto, as experiências que realizou, neste momento levou a rejeitar de Newton teoria da cor. O papel foi justamente criticado por Grassmann e Maxwell. Helmholtz estava sempre pronto a admitir seus erros e de fato ele fez exatamente isso, três anos depois, quando publicou novos resultados experimentais mostrando os do seu documento de 1852, para ser incorreta.

Uma visita à Grã-Bretanha em 1853, viu formar uma importante amizade com William Thomson. No entanto, por outro lado, houve problemas em Königsberg. Franz Neumann, o professor de Física em Königsberg foi envolvido em disputas de prioridade com Helmholtz eo tempo frio em Königsberg teve um efeito negativo sobre a delicada saúde da sua esposa. Ele pediu um movimento e, em 1855, foi nomeado para a cadeira vaga de anatomia e fisiologia, em Bona.

Em 1856 publicou o primeiro volume de seu Manual de óptica fisiológica, em seguida, em 1858 ele publicou o seu papel importante no Jornal Crelle sobre o movimento de um fluido perfeito. Papel de Helmholtz Über Integrale hydrodynamischen der Gleichungen, welche den entsprechen Wirbelbewegungen começou pela decomposição do movimento de um fluido perfeito em translação, rotação e deformação. Helmholtz definidas as linhas de vórtice linhas coincidentes com a direção local do eixo de rotação do líquido, e os tubos de vórtice feixes de linhas de vórtice através de um elemento infinitesimal de área. Helmholtz mostrou que os tubos de vórtice teve de perto e também que as partículas em um tubo de vórtice em um dado instante permaneceria no tubo indefinidamente assim não importa o quanto o tubo foi distorcida que manteria a sua forma.

Helmholtz estava ciente das idéias topológicas em seu papel, particularmente o fato de que a região fora de um tubo de vórtice multiplicar foi ligado que o levou a considerar diversas funções com valor potencial. Ele descreveu suas conclusões teóricas relativas dois anéis de vórtice circular com um eixo comum de simetria, da seguinte forma:

Se ambos têm o mesmo sentido de rotação que vai continuar no mesmo sentido, eo anel na frente vai alargar-se e mover-se mais lento, enquanto o segundo irá encolher e se movem mais rapidamente, se as velocidades de tradução não são muito diferentes, o segundo vai finalmente chegar ao primeiro lugar e passar por ele. Em seguida, The Game mesmo será repetido com o outro anel, de modo que o anel passará alternadamente um pelo outro.

Este trabalho, extremamente rigoroso em sua abordagem matemática, não atraiu muita atenção no momento, mas seu impacto sobre o trabalho futuro por Tait e Thomson foi muito grande. Para mais detalhes sobre o impacto deste trabalho, particularmente Helmholtz resultados em vórtices, consulte o artigo Topologia e Scottish física matemática.

Antes da publicação deste trabalho de Helmholtz se tinha tornado descontentes com sua nova posição em Bonn. Parte do problema parece girar em torno do fato de que a cadeira de anatomia e envolveu queixas foram apresentadas ao ministro da Educação, que suas palestras sobre este tema foram incompetentes. Helmholtz reagiu fortemente a estas críticas, que, segundo ele, foram feitos pelos tradicionalistas que não entendiam a sua nova abordagem mecânica para o assunto. Era uma situação um pouco estranha para Helmholtz para a porque tinha uma reputação muito forte, como cientista líder mundial. Quando foi oferecido a presidência, em Heidelberg, em 1857, ele não aceitou de uma vez no entanto. Quando adoçantes ainda foram apresentados em 1858 para convencê-lo a aceitar, tal como a promessa da criação de uma nova Fisiologia do Instituto Helmholtz acordado.

Helmholtz sofreu alguns problemas pessoais. Seu pai morreu em 1858, então no final de 1859, sua esposa, cujo estado de saúde nunca foi boa, morreu. Ele foi deixado para trazer até dois filhos pequenos e dentro de dezoito meses ele se casou novamente. Em 16 de maio de 1861 casou com Anna von Helmholtz Mohl, a filha de um professor em Heidelberg:

Anna, por quem Helmholtz mais tarde teve três filhos, era uma mulher atraente, sofisticado consideravelmente mais jovem que o seu marido. O casamento, abriu um período mais amplo de relações sociais de Helmholtz.

Alguns de seus trabalhos mais importantes foi realizada quando ele ocupou este cargo em Heidelberg. Ele estudou física matemática e acústica produção de um importante estudo em 1862 que examinou a teoria musical e percepção do som. Em apêndices matemáticos ele defendia o uso da série de Fourier. Em 1843, Ohm tinha afirmado o princípio fundamental da acústica fisiológica, preocupado com a forma em que se ouve tons de combinação. Helmholtz explicou a origem da música com base na sua fundamental hipóteses fisiológicas. Ele formulou uma teoria de ressonância da audiência, que forneceu uma explicação fisiológica de Ohm 's princípio. Suas contribuições à teoria da música são analisadas em pormenor.

De Helmholtz em torno de 1866 começou a se afastar da fisiologia e mover-se mais para a física. Quando o professor de Física em Berlim tornou-se vago em 1870, indicou o seu interesse na posição. Kirchhoff foi o outro candidato principal e que era considerado um mestre superior ao de Helmholtz foi-lhe oferecido o cargo. No entanto, quando Kirchhoff decidiu não aceitar Helmholtz estava em uma posição forte. Ele foi capaz de negociar um salário elevado, bem como ter a Prússia acordo para construir um instituto de física de novo sob o controle de Helmholtz em Berlim. Em 1871, ele assumiu este cargo.

Helmholtz tinha começado a investigar as propriedades do espaço não-euclidiana na época seu interesse foi se voltando para a física em 1867. Bernardo em escreve:

Na segunda metade do século 19, cientistas e filósofos foram envolvidos em uma discussão acalorada sobre os princípios da geometria e sobre a validade da chamada geometria não-euclidiana. ... Pesquisas de Helmholtz sobre o assunto começaram entre 1867 e 1868. Movendo a partir da observação de que nossas faculdades geométricas dependem da existência, na natureza, de corpos rígidos, ele presumiu que ele tinha dado uma prova de que a geometria euclidiana era a única compatível com esses órgãos, mantendo, ao mesmo tempo, a empírica, não a priori, a origem da geometria. Em 1869, depois de Beltrami a carta ... ele percebeu que havia cometido um erro: o conceito empírico de um corpo rígido e matemática por si só não foram suficientes para caracterizar a geometria euclidiana. No ano seguinte, partilhando plenamente ao itinerário matemática que, por Gauss, Riemann, Lobachevsky e Beltrami, levou à criação da nova geometria, ele propôs a difundir esse conhecimento entre os filósofos, enquanto ao mesmo tempo, criticando o sistema kantiano. Isto marcou o início de uma acalorada discussão filosófica que levou Helmholtz em 1878 para tentar apaziguar as críticas ao kantiana a priori.

Um grande tema que ocupou Helmholtz, após a sua nomeação para Berlim foi a eletrodinâmica. Ele discutiu com Weber a compatibilidade de Weber 's eletrodinâmica com o princípio da conservação da energia. Na verdade, o argumento foi aquecida e durou toda a década de 1870. Era um argumento que nem realmente ganhou e 1880 viu Maxwell A teoria aceita. Helmholtz tentaram dar um fundamento mecânico para a termodinâmica, e ele também tentou tirar Maxwell 's equações do campo eletromagnético do princípio de ação mínima.

R Steven Turner escreve:

Helmholtz dedicou sua vida à procura dos grandes princípios unificadores subjacentes à natureza. Sua carreira começou com um tal princípio, o da energia, e concluiu com o outro, que, pelo menos de ação. Nada menos do que a geração idealista, antes dele, tentam entender o final, fontes subjetivas do conhecimento. Esse desejo traduziu-se na sua determinação de compreender o papel dos órgãos dos sentidos, como mediadores da experiência, na síntese do conhecimento.

Para essa continuidade com o passado de Helmholtz e sua geração trouxe dois novos elementos, um desgosto profundo para a metafísica e uma confiança inabalável na matemática e mecanismo. Helmholtz devido ao escopo e característica profundidade de sua maior obra em grande parte para a especialidade de matemáticos e experimentais que ele trouxe para a ciência. ... Helmholtz foi o último grande erudito, cujo trabalho, na tradição de Leibniz, abraçou todas as ciências, assim como a filosofia e as artes plásticas.

Source:School of Mathematics and Statistics University of St Andrews, Scotland