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1821年8月31日亥姆霍兹出生

一杯酒 2020-08-31 10 浏览 0 评论

赫尔曼·路德维希·斐迪南德·冯·亥姆霍兹(Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz,1821~1894)德国物理学家、数学家、生理学家、心理学家。1821年8月31日生于柏林波茨坦,中学毕业后由于经济上的原因未能进大学,以毕业后需在军队服役8年的条件取得公费进了在柏林的王家医学科学院。

学习期间,还在柏林大学听了许多化学和生理学课程,自修了P.S.M.拉普拉斯、J.-B.毕奥和D.伯努利等人的数学著作和I.康德的哲学著作。1842年获医学博士学位后,被任命为波茨坦驻军军医。这期间他开始研究生理学特别是感觉生理学。

1847年他在德国物理学会发表了关于力的守恒讲演,在科学界赢得很大声望,次年担任了柯尼斯堡大学生理学副教授。亥姆霍兹在这次讲演中,第一次以数学方式提出能量守恒定律。在科学界赢得很大的声望,从而第二年被特许从军队退役,担任柯尼斯堡大学的生理学副教授。

能量守恒

他演讲的主要论点是:①一切科学都可以归结到力学。②强调了牛顿力学和拉格朗日力学在数学上是等价的,因而可以用拉氏方法以力所传递的能量或它所作的功来量度力。③所有这种能量是守恒的。亥姆霍兹发展了迈尔(Julius Robert Mayer)、詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule)等人的工作,讨论了已知的力学的、热学的、电学的、化学的各种科学成果,严谨地论证了各种运动中能量守恒定律。这次讲演内容后来写成专箸《力之守恒》出版。

在柯尼斯堡工作期间,亥姆霍兹测量了神经刺激的传播速度,发表了生理力学和生理光学方面的研究成果。在1851年他发明了眼科使用的检眼镜,并提出了这一仪器的数学理论。1855年他转到波恩大学任解剖学和生理学教授,出版了《生理学手册》第一卷,并开始流体力学的涡流研究。1857年起,他担任海德堡大学生理学教授。他利用共鸣器(称亥姆霍兹共鸣器)分离并加强声音的谐音。1863年出版了他的巨著《音调的生理基础》。

1868年亥姆霍兹研究方向转向物理学,于1871年任柏林大学物理学教授。从1871年开始,亥姆霍兹的研究方向转向物理学。在电磁理论方面,他测出电磁感应的传播速度为314000km/s,由法拉第电解定律推导出电可能是粒子。由于他的一系列讲演,麦克斯韦的电磁理论才真正引起欧洲大陆物理学家的注意,并且导致他的学生赫兹于1887年用实验证实电磁波的存在以及取得一系列重大成果。

在热力学研究方面,于1882年发表论文《化学过程的热力学》,他把化学反应中的“束缚能”和“自由能’区别开来,指出前者只能转化为热,后者却可以转化为其他形式的能量。他从克劳修斯的方程,导出了后来称作的吉布斯-亥姆霍兹方程。他还研究了流体力学中的涡流、海浪形成机理和若干气象问题。

在数学中,他研究了黎曼空间的几何、黎曼度量和数学物理中的退化波动方程等课题。他提出的后经李改进了的有关黎曼度量的论断以及李-亥姆霍兹空间问题的重要性在许多自然科学领域中都得到了证实。

所获荣誉

亥姆霍兹的一生,研究领域十分广泛,除物理学外,在生理光学和声学、数学、哲学诸方面都作出了重大贡献。他测定了神经脉冲的速度,重新提出托马斯·杨的三原色视觉说研究了音色、听觉和共鸣理论,发明了验目镜、角膜计、立体望远镜。他对黎曼创立的非欧几何学也有研究。曾荣任柏林大学校长(1877)和国家物理工程研究所所长(1888),主张基础理论与应用研究并重。

亥姆霍兹不仅对医学、生理学和物理学有重大贡献,而且一直致力于哲学认识论。他确信:世界是物质的,而物质必定守恒。但他企图把一切归结为力,是机械唯物论者,这是当时文化、社会、历史条件的局限性所致。他的成就被国际学术界所承认,1860年被选为伦敦皇家学会会员,并获该会1873年度科普利奖章。1887年,亥姆霍兹任国家科学技术局主席。在该局工作中他也十分重视基础理论研究。1894年9月8日在夏洛滕堡逝世。

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