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Hermann von Helmholtz

Sirena polifónica de Helmholtz, Hunterian Museum, Glasgow

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz [a] (31 de agosto de 1821 - 8 de septiembre de 1894) fue un físico y médico alemán que hizo importantes contribuciones en varios campos científicos, particularmente en la estabilidad hidrodinámica . [2] En su honor lleva su nombre la Asociación Helmholtz , la mayor asociación alemana de instituciones de investigación . [3]

En los campos de la fisiología y la psicología , Helmholtz es conocido por sus matemáticas sobre el ojo , las teorías de la visión , las ideas sobre la percepción visual del espacio, la investigación de la visión del color , la sensación del tono, la percepción del sonido y el empirismo en la fisiología de la percepción. . En física , es conocido por sus teorías sobre la conservación de la energía y sobre la doble capa eléctrica , sus trabajos en electrodinámica , termodinámica química y sobre los fundamentos mecánicos de la termodinámica . Como filósofo , es conocido por su filosofía de la ciencia , sus ideas sobre la relación entre las leyes de la percepción y las leyes de la naturaleza , la ciencia de la estética y sus ideas sobre el poder civilizador de la ciencia.

Biografía

Primeros años

Helmholtz nació en Potsdam , hijo del director del gimnasio local , Ferdinand Helmholtz, que había estudiado filología y filosofía clásicas , y que era amigo cercano del editor y filósofo Immanuel Hermann Fichte . La obra de Helmholtz estuvo influenciada por la filosofía de Johann Gottlieb Fichte y Immanuel Kant . Intentó rastrear sus teorías en materias empíricas como la fisiología .

Cuando era joven, Helmholtz estaba interesado en las ciencias naturales, pero su padre quería que estudiara medicina. Helmholtz obtuvo un doctorado en medicina en el Medicinisch-chirurgisches Friedrich-Wilhelm-Institute en 1842 y realizó una pasantía de un año en el hospital Charité [4] (porque había apoyo financiero para los estudiantes de medicina).

Formado principalmente en fisiología, Helmholtz escribió sobre muchos otros temas, desde la física teórica hasta la edad de la Tierra y el origen del Sistema Solar .

Puestos universitarios

El primer puesto académico de Helmholtz fue el de profesor de anatomía en la Academia de las Artes de Berlín en 1848. [5] Luego pasó a ocupar un puesto de profesor asociado de fisiología en la Universidad prusiana de Königsberg , donde fue nombrado en 1849. En 1855 aceptó una cátedra titular de anatomía y fisiología en la Universidad de Bonn . Sin embargo, no fue particularmente feliz en Bonn y tres años más tarde se trasladó a la Universidad de Heidelberg , en Baden , donde se desempeñó como profesor de fisiología. En 1871 aceptó su último puesto universitario, como profesor de física en la Universidad Friedrich Wilhelm de Berlín.

Investigación

Helmholtz en 1848

Mecánica

Su primer logro científico importante, un tratado de 1847 sobre la conservación de la energía , fue escrito en el contexto de sus estudios médicos y su formación filosófica. Su trabajo sobre conservación de energía surgió mientras estudiaba el metabolismo muscular . Intentó demostrar que no se pierde energía en el movimiento muscular, motivado por la implicación de que no había fuerzas vitales necesarias para mover un músculo. Se trataba de un rechazo de la tradición especulativa de la Naturphilosophie , que era en ese momento un paradigma filosófico dominante en la fisiología alemana.

Basándose en los trabajos anteriores de Sadi Carnot , Benoît Paul Émile Clapeyron y James Prescott Joule , postuló una relación entre la mecánica , el calor , la luz , la electricidad y el magnetismo tratándolos a todos como manifestaciones de una sola fuerza , o energía en la terminología actual. Publicó sus teorías en su libro Über die Erhaltung der Kraft ( Sobre la conservación de la fuerza , 1847). [6]

En las décadas de 1850 y 1860, basándose en las publicaciones de William Thomson , Helmholtz y William Rankine popularizaron la idea de la muerte térmica del universo .

En dinámica de fluidos, Helmholtz hizo varias contribuciones, incluidos los teoremas de Helmholtz para la dinámica de vórtices en fluidos no viscosos.

Fisiología sensorial

Helmholtz fue un pionero en el estudio científico de la visión y la audición humanas. Inspirado por la psicofísica , estaba interesado en las relaciones entre estímulos físicos mensurables y sus correspondientes percepciones humanas. Por ejemplo, la amplitud de una onda sonora se puede variar, haciendo que el sonido parezca más fuerte o más suave, pero un paso lineal en la amplitud de la presión sonora no da como resultado un paso lineal en el volumen percibido. Es necesario aumentar exponencialmente el sonido físico para que pasos iguales parezcan lineales, un hecho que se utiliza en los dispositivos electrónicos actuales para controlar el volumen. Helmholtz abrió el camino a los estudios experimentales sobre la relación entre la energía física (física) y su apreciación (psicología), con el objetivo de desarrollar "leyes psicofísicas".

La fisiología sensorial de Helmholtz fue la base del trabajo de Wilhelm Wundt , alumno de Helmholtz, a quien se considera uno de los fundadores de la psicología experimental . Más explícitamente que Helmholtz, Wundt describió su investigación como una forma de filosofía empírica y como un estudio de la mente como algo separado. Helmholtz, en su temprano repudio a la Naturphilosophie , había enfatizado la importancia del materialismo y se estaba centrando más en la unidad de "mente" y cuerpo. [7]

óptica oftálmica

En 1851, Helmholtz revolucionó el campo de la oftalmología con la invención del oftalmoscopio ; Instrumento utilizado para examinar el interior del ojo humano . Esto le hizo mundialmente famoso de la noche a la mañana. Los intereses de Helmholtz en ese momento se centraban cada vez más en la fisiología de los sentidos. Su publicación principal, titulada Handbuch der Physiologischen Optik ( Manual de Óptica Fisiológica o Tratado sobre Óptica Fisiológica ; traducción al inglés del tercer volumen aquí), proporcionó teorías empíricas sobre la percepción de profundidad , la visión del color y la percepción del movimiento , y se convirtió en la obra de referencia fundamental en su campo durante la segunda mitad del siglo XIX. En el tercer y último volumen, publicado en 1867, Helmholtz describió la importancia de las inferencias inconscientes para la percepción. El manual se tradujo por primera vez al inglés bajo la dirección de James PC Southall en nombre de la Sociedad Óptica de América en 1924-1925. Su teoría de la acomodación no fue cuestionada hasta la última década del siglo XX.

Helmholtz continuó trabajando durante varias décadas en varias ediciones del manual, actualizando frecuentemente su trabajo debido a su disputa con Ewald Hering, quien tenía puntos de vista opuestos sobre la visión espacial y del color. Esta disputa dividió la disciplina de la fisiología durante la segunda mitad del siglo XIX.

Fisiología nerviosa

En 1849, mientras estaba en Königsberg, Helmholtz midió la velocidad a la que se transporta la señal a lo largo de una fibra nerviosa. En aquella época, la mayoría de la gente creía que las señales nerviosas pasaban a través de los nervios a una velocidad inmensamente rápida. [8] Usó un nervio ciático recientemente disecado de una rana y el músculo de la pantorrilla al que se unía. Utilizó un galvanómetro como dispositivo de sincronización sensible, colocando un espejo en la aguja para reflejar un haz de luz a través de la habitación a una escala que proporcionaba una sensibilidad mucho mayor. [8] Helmholtz informó [9] [10] velocidades de transmisión en el rango de 24,6 a 38,4 metros por segundo. [8]

Acústica y estética.

Última fotografía de von Helmholtz, tomada tres días antes de su enfermedad final
El resonador de Helmholtz ( i ) y la instrumentación.

En 1863, Helmholtz publicó Sensaciones de tono , demostrando una vez más su interés por la física de la percepción. Este libro influyó en los musicólogos hasta el siglo XX. Helmholtz inventó el resonador Helmholtz para identificar las diversas frecuencias o tonos de los componentes de onda sinusoidal pura de sonidos complejos que contienen múltiples tonos . [11]

Helmholtz demostró que diferentes combinaciones de resonadores podían imitar sonidos vocales : Alexander Graham Bell en particular estaba interesado en esto pero, al no poder leer alemán, malinterpretó los diagramas de Helmholtz en el sentido de que Helmholtz había transmitido múltiples frecuencias por cable, lo que permitiría la multiplexación de telégrafos. señales, mientras que, en realidad, la energía eléctrica se utilizaba sólo para mantener los resonadores en movimiento. Bell no pudo reproducir lo que pensaba que había hecho Helmholtz, pero luego dijo que, si hubiera podido leer alemán, no habría inventado el teléfono según el principio del telégrafo armónico . [12] [13] [14] [15]

Helmholtz en 1881, retrato de Ludwig Knaus

La traducción de Alexander J. Ellis se publicó por primera vez en 1875 (la primera edición en inglés fue de la tercera edición alemana de 1870; la segunda edición en inglés de Ellis de la cuarta edición alemana de 1877 se publicó en 1885; la tercera y cuarta ediciones en inglés de 1895 y 1912 fueron reimpresiones del segundo). [dieciséis]

Electromagnetismo

Helmholtz estudió los fenómenos de las oscilaciones eléctricas de 1869 a 1871, y en una conferencia pronunciada en la Naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Asociación Médica y de Historia Natural de Heidelberg) el 30 de abril de 1869, titulada Sobre las oscilaciones eléctricas, indicó que las vibraciones eléctricas amortiguadas perceptibles las oscilaciones en una bobina unida a una jarra de Leyden tenían una duración de aproximadamente 1/50 de segundo. [17]

En 1871, Helmholtz se mudó de Heidelberg a Berlín para convertirse en profesor de física. Se interesó por el electromagnetismo y la ecuación de Helmholtz lleva su nombre. Aunque no hizo grandes contribuciones en este campo, su alumno Heinrich Rudolf Hertz se hizo famoso por ser el primero en demostrar la radiación electromagnética . Oliver Heaviside criticó la teoría electromagnética de Helmholtz porque permitía la existencia de ondas longitudinales . Basándose en el trabajo sobre las ecuaciones de Maxwell , Heaviside afirmó que las ondas longitudinales no podían existir en el vacío o en un medio homogéneo. Heaviside no advirtió, sin embargo, que las ondas electromagnéticas longitudinales pueden existir en un límite o en un espacio cerrado. [18]

Filosofía

Helmholtz vaciló entre el empirismo y el trascendentalismo en su filosofía de la ciencia. [19]

Cotización

Quien, en la búsqueda de la ciencia, busca una utilidad práctica inmediata, puede estar seguro de que la busca en vano. — Discurso académico (Heidelberg 1862) [20]

Estudiantes y asociados

Otros estudiantes e investigadores asociados de Helmholtz en Berlín incluyeron a Max Planck , Heinrich Kayser , Eugen Goldstein , Wilhelm Wien , Arthur König , Henry Augustus Rowland , Albert A. Michelson , Wilhelm Wundt , Fernando Sanford y Michael I. Pupin . Leo Koenigsberger , que fue su colega de 1869 a 1871 en Heidelberg, escribió su biografía definitiva en 1902.

Honores y legado

Estatua de Helmholtz frente a la Universidad Humboldt de Berlín
Decreto que otorga a Helmholtz (enumerado en la primera página) la Legión de Honor francesa

Obras

Obras traducidas

Ver también

Referencias

Notas

  1. ^ Pronunciación alemana: [ˈhɛʁ.man vɔn ˈhɛlmˌhɔlts]

Citas

  1. ^ David Cahan (1993). Hermann Von Helmholtz y los fundamentos de la ciencia del siglo XIX. Prensa de la Universidad de California. pag. 198.ISBN​ 978-0-520-08334-9.
  2. ^ Bobba, Kumar Manoj (1 de enero de 2004). Estabilidad de flujo robusta: teoría, cálculos y experimentos en turbulencia cercana a la pared (Tesis). Código bibliográfico : 2004PhDT.......158B.
  3. ^ ab Cahan, David (1993). Hermann von Helmholtz y los fundamentos de la ciencia del siglo XIX. Prensa de la Universidad de California. ISBN 978-0-520-08334-9.[ página necesaria ]
  4. ^ RS Turner, En la mente del ojo: la visión y la controversia Helmholtz-Hering , Princeton University Press, 2014, p. 36.
  5. ^ Índice biográfico de antiguos miembros de la Royal Society de Edimburgo 1783-2002 (PDF) . La Real Sociedad de Edimburgo. Julio de 2006. ISBN 0-902198-84-X. Archivado desde el original (PDF) el 24 de enero de 2013 . Consultado el 21 de octubre de 2016 .
  6. ^ Traducción al inglés publicada en Memorias científicas, seleccionadas de las transacciones de academias de ciencias extranjeras y de revistas extranjeras: Filosofía natural (1853), p. 114; trans. por John Tyndall. Libros de Google, HathiTrust
  7. ^ Peter J. Bowler e Iwan Rhys Morus (2005). Haciendo ciencia moderna: un estudio histórico. Prensa de la Universidad de Chicago. pag. 177.ISBN​ 978-0-226-06861-9.
  8. ^ abc Glynn, Ian (2010). Elegancia en la Ciencia . Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford. págs. 147-150. ISBN 978-0-19-957862-7.
  9. ^ Vorläufiger Bericht über die Fortpflanzungs-Geschwindigkeit der Nervenreizung . En: Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche Medicin. Jg. 1850, Veit & Comp., Berlín 1850, págs. 71–73. MPIWG Berlín
  10. ^ Messungen über den zeitlichen Verlauf der Zuckung animalischer Muskeln und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Reizung in den Nerven . En: Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche Medicin. Jg. 1850, Veit & Comp., Berlín 1850, págs. 276–364. MPIWG Berlín
  11. ^ von Helmholtz, Hermann (1885). Sobre las sensaciones tonales como base fisiológica de la teoría de la música. Traducido por Ellis, Alexander J. (Segunda edición en inglés). Londres: Longmans, Green y Co. pág. 44 . Consultado el 12 de octubre de 2010 .
  12. ^ "PBS, experiencia americana: el teléfono - más información sobre Bell". PBS .
  13. ^ MacKenzie 2003, pag. 41.
  14. ^ Agua subterránea 2005, pag. 31.
  15. ^ Shulman 2008, págs. 46–48.
  16. ^ Hermann LF Helmholtz, MD (1912). Sobre las sensaciones tonales como base fisiológica de la teoría de la música (Cuarta ed.). Longmans, Green y Co. ISBN 9781419178931.
  17. ^ Koenigsberger, Leo (28 de marzo de 2018). Hermann von Helmholtz. Prensa de Clarendon. ISBN 978-0-486-21517-4. Consultado el 28 de marzo de 2018 a través de Google Books.
  18. ^ John D. Jackson, Electrodinámica clásica, ISBN 0-471-30932-X . 
  19. ^ De Kock, Liesbet (2018). "Historizando la psicología de la diferenciación de Hermann von Helmholtz". Revista de Historia de la Filosofía Analítica . 6 (3). doi : 10.15173/jhap.v6i3.3432 . hdl : 1854/LU-8552480 . S2CID  187618324 . Consultado el 1 de enero de 2022 . La peculiar vacilación de Hermann von Helmholtz entre empirismo y trascendentalismo en su filosofía de la ciencia en general, y en su teoría de la percepción en particular, es un tema muy debatido y bien documentado en la historia y la filosofía de la ciencia.
  20. ^ "Ciencia". Moisés Rey. 28 de marzo de 2018 . Consultado el 28 de marzo de 2018 a través de Google Books.
  21. ^ "Historial de miembros de APS". búsqueda.amphilsoc.org . Consultado el 3 de mayo de 2021 .
  22. ^ "Miembros honorarios del Royal College of Surgeons (RCSI) desde 1784". Proyecto Genealógico de Irlanda. 2013. Archivado desde el original el 3 de febrero de 2018 . Consultado el 4 de agosto de 2016 .
  23. ^ "Miembros honorarios y becarios". La Institución de Ingenieros y Constructores Navales de Escocia.
  24. ^ "Historia del nombre en la sección Acerca de del sitio web de la Asociación Helmholtz". Archivado desde el original el 14 de abril de 2012 . Consultado el 30 de abril de 2012 .
  25. ^ "11573 Helmholtz (1993 SK3)". Centro Planeta Menor . Consultado el 2 de febrero de 2018 .
  26. ^ "Cráter lunar Helmholtz". Diccionario geográfico de nomenclatura planetaria . Programa de Investigación en Astrogeología del USGS.
  27. ^ "Cráter marciano Helmholtz". Diccionario geográfico de nomenclatura planetaria . Programa de Investigación en Astrogeología del USGS.
  28. ^ "Helmholtzstraße". berlín.de . 21 de septiembre de 2014 . Consultado el 18 de julio de 2018 .

Fuentes

Otras lecturas

enlaces externos

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