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위대한 과학자들의 전기
헬름홀츠 헤르만 루트비히 페르디난트. 과학자의 전기
헤르만 헬름홀츠는 XNUMX세기의 가장 위대한 과학자 중 한 명입니다. 물리학, 생리학, 해부학, 심리학, 수학... 각각의 과학에서 그는 뛰어난 발견을 하여 세계적인 명성을 얻었습니다. Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz는 31년 1821월 1838일 포츠담 체육관 교사의 가정에서 태어났습니다. 1842년 아버지의 요청으로 Herman은 의학을 공부하기 위해 Friedrich Wilhelm Military Medical Institute에 입학했습니다. 유명한 생리학자 요한 뮐러의 영향으로 헬름홀츠는 생리학 연구에 전념했으며 연구소 과정을 마친 후 XNUMX년 신경계의 구조에 관한 박사 학위 논문을 옹호했습니다. 이 연구에서 XNUMX세의 의사는 나중에 뉴런이라고 불리는 신경 조직의 필수 구조 요소의 존재를 처음으로 증명했습니다. 같은 해에 Herman은 베를린의 한 병원에서 인턴으로 임명되었습니다. 1843년부터 Helmholtz는 포츠담 군의관으로 경력을 시작했습니다. 그는 막사에 살면서 기병의 나팔 소리에 맞춰 새벽 1845시에 일어났다. 그러나 hussar 연대의 비행 중대 외과 의사도 과학을 위한 시간을 찾았습니다. XNUMX년 군복무를 마치고 베를린으로 가서 의사 칭호를 위한 국가고시를 준비했다. Helmholtz는 Gustav Magnus의 가정 물리학 연구소에서 열심히 일하고 있습니다. XNUMX년대 독일의 과학 발전의 전환점을 민감하게 포착한 A. G. 스톨레토프는 "마그너스의 가정 실험실(물리 실험실의 첫 번째 예)은 실험 물리학자들의 온상이 되고 있다"고 썼다. 그 후, 이 연구실의 제자인 헬름홀츠가 마그누스의 후계자가 되어 연구실을 베를린 대학교 건물로 이전하고 그곳에서 세계 과학 센터로 변모합니다. 베를린에 있는 헬름홀츠의 또 다른 교사는 요한 뮐러였습니다. 훨씬 후인 2년 1871월 XNUMX일에 헬름홀츠의 XNUMX번째 생일을 축하하는 자리에서 그는 자신의 과학적 길을 설명하는 연설을 했습니다. 그는 요한 뮐러의 영향으로 신비한 생명력의 존재에 대한 질문에 관심을 갖게 되었다고 지적했습니다. 이 문제를 숙고하면서 헬름홀츠는 학생 시절 마지막 해에 생명력 이론이 "모든 생명체가 이른바 영구 이동성의 속성에 기인한다"는 결론에 도달했습니다. Helmholtz는 학창 시절부터 영구 운동의 문제에 익숙했으며 학생 시절 "여가 시간에 ... 그는 Daniel Bernoulli, d' Alembert 및 지난 세기의 다른 수학자들의 작품을 검색하고 살펴 보았습니다. " Helmholtz는 "따라서 나는, "영구적인 이동이 전혀 불가능하다고 가정한다면 자연의 다양한 힘들 사이에 어떤 관계가 존재해야 합니까?"라는 질문을 우연히 발견했습니다. 그리고 더 나아가 "이 모든 관계가 실제로 있습니까? 잡고 있다?" 뮐러의 저널에서 헬름홀츠는 1845년 "근육의 작용 하에서 물질의 소비에 관하여"라는 작품을 출판했습니다. 같은 1845년에 마그누스와 뮐러를 중심으로 한 젊은 과학자들이 베를린 물리학회를 결성했습니다. 헬름홀츠도 거기에 들어갔다. 1845년 이후, 나중에 독일 물리학회가 된 학회는 최초의 추상 저널 "Uspekhi fiziki"를 출판하기 시작했습니다. 따라서 Helmholtz의 과학적 발전은 베를린에서 자연 과학에 대한 관심이 증가하는 유리한 환경에서 이루어졌습니다. 이미 1845년 베를린에서 출판된 "Successes in Physics, 1847"의 첫 번째 권에서 생리적 열 현상 이론에 대한 리뷰가 Helmholtz에 의해 출판되었습니다. 23년 1847월 XNUMX일 베를린 물리학회 회의에서 "힘의 보존에 관하여" 보고서를 작성했습니다. 같은 해에 별도의 소책자로 출판되었습니다. 당시 당국자들은 "법의 정의를 거부하는 경향이 있었고 헤겔의 자연철학을 가지고 치열하게 투쟁하는 와중에 내 작품도 환상적인 철학으로 여겨졌다..." 그러나 Helmholtz는 혼자가 아니었고 젊은 과학자들, 그리고 무엇보다 미래의 유명한 생리학자 Dubois Reymond와 젊은 베를린 물리학회(Berlin Physical Society)의 지원을 받았습니다. 헬름홀츠는 메이어와 줄의 전임자들의 작품에 대한 태도에 대해 거듭해서 메이어와 줄의 우선순위를 인정했지만, 메이어의 작품에 익숙하지 않고 줄의 작품을 충분히 알지 못했다고 강조했다. 그의 전임자들과 달리 그는 법칙을 영구 운동 기계의 불가능성의 원리와 연결합니다. Matter Helmholtz는 수동적이고 움직이지 않는 것으로 간주합니다. 세상에서 일어나는 변화를 설명하려면 매력과 반발력이 모두 부여되어야 합니다. Helmholtz는 "자연 현상은 공간 관계에만 의존하는 변하지 않는 추진력을 가진 물질의 운동으로 축소되어야 합니다."라고 말합니다. 따라서 Helmholtz에 따르면 세계는 중심력으로 서로 상호 작용하는 물질적 점의 모음입니다. 이러한 세력은 보수적이며 Helmholtz는 인력 보존의 원칙을 연구의 중심에 두고 있습니다. 헬름홀츠(Helmholtz)는 메이어(Mayer)의 원칙인 "무에서 오는 것은 없다"는 보다 구체적인 조항으로 대체합니다. 공식에서 살아있는 힘의 보존 원칙은 다음과 같습니다. "만약 움직이는 물질 점이 서로의 점의 상호 작용에 의존하거나 고정 된 중심을 향하는 힘의 영향하에 만 움직이는 경우, 함께 취한 모든 점의 살아있는 힘은 간격의 궤적과 속도에 관계없이 모든 점이 서로에 대해 그리고 기존 고정 중심에 대해 동일한 상대적 위치를 받는 모든 순간에 동일하게 유지됩니다. 해당하는 순간 사이. 이 원칙을 공식화한 Helmholtz는 다양한 특수한 경우에 적용을 고려합니다. Helmholtz는 전기적 현상을 고려하여 점전하의 에너지에 대한 표현을 찾아 가우스 전위라는 함수의 물리적 의미를 보여줍니다. 또한 그는 충전된 전도체 시스템의 에너지를 계산하고 라이덴 병이 방전될 때 저장된 전기 에너지와 동일한 열이 방출된다는 것을 보여줍니다. 그는 방전이 진동하는 과정이며 전기적 진동이 "점점 더 작아져 마침내 살아있는 힘이 저항의 합에 의해 파괴될 때까지"라는 것을 보여주었습니다. 그런 다음 Helmholtz는 갈바니즘을 고려합니다. Helmholtz는 갈바닉 소스의 에너지 프로세스, 열전 현상을 분석하여 이러한 현상에 대한 미래의 열역학 이론의 토대를 마련합니다. 특히 Helmholtz는 자기와 전자기를 고려하여 Neumann의 연구와 Lenz의 법칙에 기초하여 유도 기전력에 대한 표현의 유명한 유도를 제공합니다. 그의 작업에서 헬름홀츠는 메이어와 달리 물리학에 초점을 맞추고 생물학적 현상에 대해 매우 간단하고 간결하게만 말합니다. 그럼에도 불구하고 헬름홀츠가 쾨니히스베르크 대학의 의과대학 생리학과 일반병리학과로 가는 길을 열어준 것은 이 연구 덕분에 1849년에 특별 교수가 되었습니다. Helmholtz는 해부학 및 생리학 교수로 Bonn으로 옮겨온 1855년까지 이 직책을 유지했습니다. 1858년에 헬름홀츠는 하이델베르그의 생리학 교수가 되어 시각 생리학에 대해 광범위하고 성공적으로 연구했습니다. 이러한 연구는 지식과 실용 의학 분야를 상당히 풍부하게 했습니다. 이 연구의 결과는 Helmholtz의 유명한 "Physiological Optics"로, 첫 번째 호는 1856년에, 두 번째는 1860년에, 세 번째는 1867년에 발행되었습니다. 눈은 우리 몸에서 가장 주목할만한 기관 중 하나입니다. 그들은 이전에 그의 작업을 사진 장치의 작업과 비교하여 알고 있었습니다. 그러나 시각의 물리적 측면까지 완벽하게 설명하기 위해서는 카메라와의 대략적인 비교만으로는 충분하지 않습니다. 물리학뿐만 아니라 생리학, 심지어 심리학 분야에서도 여러 복잡한 문제를 풀어야 합니다. 그들은 살아있는 눈으로 해결해야 했고 Helmholtz는 그것을 해냈습니다. 그는 렌즈의 후방 및 전방 표면의 각막 곡률을 측정 할 수있게 해주는 단순성 (안과계)이 놀라운 특수 장치를 만들었습니다. 따라서 눈의 광선 굴절이 연구되었습니다. 우리는 한 가지 또는 다른 색으로 칠해진 물체를 보고, 우리의 시각은 채색됩니다. 그 핵심에는 무엇이 있습니까? 눈에 대한 연구에 따르면 망막에는 세 가지 주요 빛 감지 요소가 있습니다. 그 중 하나는 빨간색 광선에 가장 강하게 자극을 받고 다른 하나는 녹색 광선에, 세 번째는 파란색 광선에 자극을 받습니다. 모든 색상은 요소 중 하나에 더 강한 자극을 일으키고 다른 요소 중 더 약한 자극을 유발합니다. 자극의 조합은 우리 주변에서 볼 수 있는 모든 색상의 유희를 만듭니다. Helmholtz는 살아있는 눈의 바닥을 탐험하기 위해 특수 장치인 아이 미러(검안경)를 만들었습니다. 이 장치는 오랫동안 모든 안과 의사의 필수 장비였습니다. Helmholtz는 눈과 시력을 연구하기 위해 많은 노력을 기울였습니다. 그는 눈과 시력의 과학인 생리학을 만들었습니다. 여기 하이델베르크에서 Helmholtz는 신경 흥분의 전파 속도에 대한 고전적 연구를 수행했습니다. 해부용 개구리는 과학자의 실험실 테이블에 여러 번 있었습니다. 그는 신경을 따라 흥분이 전파되는 속도를 연구했습니다. 신경은 전류에 자극을 받았고 그로 인한 자극이 근육에 도달하여 수축했습니다. 이 두 지점 사이의 거리와 시간의 차이를 알면 신경을 따라 흥분이 전파되는 속도를 계산할 수 있습니다. 30~100m/s에 불과한 아주 작은 것으로 밝혀졌습니다. 아주 간단한 경험인 것 같습니다. Helmholtz가 디자인한 지금은 단순해 보입니다. 그리고 그 전에는 이 속도를 측정할 수 없다고 주장했습니다. 측정할 수 없는 신비한 "생명력"의 표현입니다. Helmholtz는 청력과 귀(생리학적 음향) 연구를 위해 그와 같은 노력을 기울였습니다. 1863년 그의 저서 "음향의 생리학적 기초로서의 소리 감각의 가르침"이 출판되었습니다. 그리고 여기에서 Helmholtz의 연구 이전에는 청력과 관련된 많은 부분이 매우 열악하게 연구되었습니다. 그들은 소리가 어떻게 발생하고 전파되는지는 알고 있었지만 소리가 진동할 수 있는 물체에 미치는 영향에 대해서는 거의 알려지지 않았습니다. Helmholtz는 이 복잡한 현상을 처음으로 해결했습니다. 공명 이론을 창안한 후 그는 그 이론을 바탕으로 청각 감각, 우리의 목소리, 악기를 창안했습니다. 진동 현상을 연구하면서 Helmholtz는 음악 이론에서 매우 중요한 여러 문제를 개발하고 음악적 조화의 원인을 분석했습니다. Helmholtz의 예는 과학자의 관점의 폭, 그의 지식과 관심의 풍부함과 다양성이 매우 중요함을 보여줍니다. 같은 장소 하이델베르그에서 유체역학과 기하학의 기초에 관한 그의 고전 작품이 출판되었습니다. 1871년 XNUMX월부터 헬름홀츠는 베를린 대학교의 교수가 되었습니다. 그는 전 세계의 물리학자들이 일할 수 있는 물리학 연구소를 만들었습니다. 베를린으로 이사한 후 Helmholtz는 물리학에만 전념하고 가장 복잡한 분야인 전기역학을 연구합니다. 전기역학은 패러데이의 아이디어를 기반으로 자신의 이론을 발전시킨 다음 열화학과 관련된 유체역학 및 전기분해 현상을 개발합니다. 특히 주목할 만한 것은 1858년에 시작된 유체 역학에 대한 그의 작업으로, Helmholtz는 소용돌이 운동과 유체 흐름에 대한 이론을 제시하고 몇 가지 매우 어려운 수학적 문제를 해결하는 데 성공했습니다. 1882년 Helmholtz는 자유 에너지 이론을 공식화하여 시스템의 전체 분자 에너지 중 일로 전환될 수 있는 양을 결정합니다. 이 이론은 열역학에서 카르노 원리와 같은 의미를 가지고 있습니다. 1883년 빌헬름 황제는 헬름홀츠에게 귀족 칭호를 수여합니다. 1884년에 헬름홀츠는 변칙적 분산 이론을 발표했고, 조금 후에 이론 역학에 관한 몇 가지 중요한 작업을 발표했습니다. 기상학에 대한 작업은 같은 시간에 속합니다. 1888년에 Helmholtz는 Charlottenburg에 새로 설립된 정부 물리 및 기술 연구소(독일 계측 센터)의 소장으로 임명되었으며 조직에 적극적으로 참여했습니다. 동시에 과학자는 대학에서 이론 물리학에 대한 강의를 계속합니다. Helmholtz에는 많은 학생이 있었습니다. 수천명의 학생들이 그의 강의를 들었다. 많은 젊은 과학자들이 그의 연구실에 와서 실험 기술을 배웠습니다. 생리 학자 E. Adamyuk, N. Bakst, F. Zavarykin, I. Sechenov, 물리학 자 P. Lebedev, P. Zidov, R. Kolli, A. Sokolov, N. Shidder와 같은 많은 러시아 과학자들이 그의 학생으로 간주 될 수 있습니다. 불행히도 헬름홀츠는 노년에 즐거운 일들만 기다리고 있었던 것이 아닙니다. 유망한 젊은 물리학자인 그의 아들 로버트는 1889년 불시에 사망하여 연소 가스의 복사에 대한 연구를 남겼습니다. 1891-1892년에 쓰여진 과학자의 가장 최근 작품은 이론 역학과 관련이 있습니다. 헬름홀츠는 8년 1894월 XNUMX일에 사망했습니다. 저자: Samin D.K.
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