De joven, Helmholtz se interesó por las ciencias naturales, pero su padre quería que estudiara medicina. Helmholtz obtuvo un doctorado en medicina en el Instituto Médico Quirúrgico Friedrich-Wilhelm 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 como profesor de anatomía en la Academia de 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 de anatomía y fisiología en la Universidad de Bonn . Sin embargo, no estaba 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
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 la conservación de la energía surgió mientras estudiaba el metabolismo muscular . Trató de 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. Esto fue un rechazo de la tradición especulativa de la Naturphilosophie y el vitalismo que era en ese momento un paradigma filosófico dominante en la fisiología alemana. Estaba trabajando en contra del argumento, promovido por algunos vitalistas, de que la "fuerza viva" puede impulsar una máquina indefinidamente. [6]
En dinámica de fluidos, Helmholtz hizo varias contribuciones, incluidos los teoremas de Helmholtz para la dinámica de vórtices en fluidos no viscosos.
Copia de 1889 de "Uber die Erhaltung der Kraft" de Helmholtz, núm. 1
Portada de "Uber die Erhaltung der Kraft", núm. 1
Primera página de "Uber die Erhaltung der Kraft", núm. 1
Fisiología sensorial
Helmholtz fue un pionero en el estudio científico de la visión y audición humana. Inspirado por la psicofísica , se interesó en las relaciones entre los estímulos físicos mensurables y sus correspondientes percepciones humanas. Por ejemplo, la amplitud de una onda sonora 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 la sonoridad percibida. El sonido físico debe aumentarse exponencialmente para que los pasos iguales parezcan lineales, un hecho que se utiliza en los dispositivos electrónicos actuales para controlar el volumen. Helmholtz allanó el camino en los estudios experimentales sobre la relación entre la energía física (física) y su apreciación (psicología), con el objetivo en mente de desarrollar "leyes psicofísicas".
La fisiología sensorial de Helmholtz fue la base del trabajo de Wilhelm Wundt , un estudiante de Helmholtz, considerado 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 había, en su temprano repudio de la Naturphilosophie , enfatizado la importancia del materialismo y se estaba centrando más en la unidad de "mente" y cuerpo. [8]
Óptica oftálmica
En 1851, Helmholtz revolucionó el campo de la oftalmología con la invención del oftalmoscopio , un instrumento utilizado para examinar el interior del ojo humano . Esto lo hizo mundialmente famoso de la noche a la mañana. Los intereses de Helmholtz en ese momento se centraron cada vez más en la fisiología de los sentidos. Su principal publicación, titulada Handbuch der Physiologischen Optik ( Manual de óptica fisiológica o Tratado de 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 Handbuch fue traducido por primera vez al inglés bajo la dirección de James PC Southall en nombre de la Optical Society of America en 1924-5. 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 con frecuencia su trabajo debido a su disputa con Ewald Hering, que sostenía opiniones opuestas sobre la visión espacial y la visión del color. Esta disputa dividió la disciplina de la fisiología durante la segunda mitad del siglo XIX.
Fisiología del nervio
En 1849, mientras estaba en Königsberg, Helmholtz midió la velocidad a la que la señal se transmite a lo largo de una fibra nerviosa. En ese momento, la mayoría de la gente creía que las señales nerviosas pasaban a través de los nervios a una velocidad inconmensurablemente rápida. [9] Utilizó un nervio ciático recientemente diseccionado de una rana y el músculo de la pantorrilla al que estaba unido. Utilizó un galvanómetro como un dispositivo de cronometraje sensible, colocando un espejo en la aguja para reflejar un haz de luz a través de la habitación a una escala que le daba una sensibilidad mucho mayor. [9] Helmholtz informó [10] [11] velocidades de transmisión en el rango de 24,6 a 38,4 metros por segundo. [9]
Helmholtz demostró que diferentes combinaciones de resonadores podían imitar los sonidos vocálicos : Alexander Graham Bell , en particular, estaba interesado en esto, pero, al no poder leer alemán, malinterpretó los diagramas de Helmholtz como si significaran que Helmholtz había transmitido múltiples frecuencias por cable, lo que permitiría la multiplexación de señales telegráficas, mientras que, en realidad, la energía eléctrica se utilizó solo para mantener los resonadores en movimiento. Bell no logró reproducir lo que creía que había hecho Helmholtz, pero luego dijo que, si hubiera podido leer alemán, no habría inventado el teléfono basándose en el principio del telégrafo armónico . [13] [14] [15] [16]
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; las tercera y cuarta ediciones en inglés de 1895 y 1912 fueron reimpresiones de la segunda). [17]
Electromagnetismo
Helmholtz estudió los fenómenos de las oscilaciones eléctricas entre 1869 y 1871, y en una conferencia pronunciada en la Naturhistorisch-medizinischen Vereins zu Heidelberg (Asociación de Historia Natural y Medicina de Heidelberg) el 30 de abril de 1869, titulada Sobre las oscilaciones eléctricas , indicó que las oscilaciones eléctricas amortiguadas perceptibles en una bobina unida a una botella de Leyden tenían una duración de aproximadamente 1/50 de segundo. [18]
En 1871, Helmholtz se mudó de Heidelberg a Berlín para convertirse en profesor de física. Se interesó en el electromagnetismo , y la ecuación de Helmholtz lleva su nombre. Aunque no hizo grandes contribuciones a 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 pronunció que las ondas longitudinales no podían existir en el vacío o en un medio homogéneo. Sin embargo, Heaviside no señaló que las ondas electromagnéticas longitudinales pueden existir en un límite o en un espacio cerrado. [19]
Quien, en su búsqueda científica, busque una utilidad práctica inmediata, puede estar seguro de que su búsqueda será en vano. — Discurso académico (Heidelberg 1862) [21]
El 10 de noviembre de 1881, se le concedió la Légion d'honneur : au grade de Commandeur, o Nivel 3, un grado superior. (Nº 2173).
En 1883, el profesor Helmholtz fue honrado por el Emperador y elevado a la nobleza, o Adelung . El Adelung significaba que él y su familia ahora eran llamados von Helmholtz. La distinción no era un título nobiliario, pero era hereditaria y confería un cierto prestigio social.
El asteroide 11573 Helmholtz y el cráter lunar Helmholtz, así como el cráter Helmholtz en Marte, recibieron su nombre en su honor. [26] [27] [28]
En Charlottenburg , Berlín , la calle Helmholtzstraße lleva el nombre de von Helmholtz. [29]
Decreto por el que se concede a Helmholtz (que figura en la primera página) la Legión de Honor francesa
Obras
Über die Erhaltung der Kraft (en alemán). Leipzig: Wilhelm Engelmann. 1889.
Vorlesungen über die elektromagnetische Theorie des Lichts (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1897.
Vorlesungen über die mathematischen Principien der Akustik (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1898.
Vorlesungen über die Dynamik discreto Massenpunkte (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1898.
Dynamik continuirlich verbreiteter Massen (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1902.
Vorlesungen über die Theorie der Wärme (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1903.
Vorlesungen über Theoretische Physik (en alemán). Leipzig: Johann Ambrosius Barth. 1903.
Obras traducidas
Sobre la conservación de la fuerza (1847) HathiTrust
Lehre von den Tonempfindungen als psychologische Grundlage für die Theorie der Musik (en francés). París: Masson. 1874.
Helmholtz, Herman (1876). "Sobre los límites de la capacidad óptica del microscopio". Monthly Microscopical Journal . 16 : 15–39. doi :10.1111/j.1365-2818.1876.tb05606.x.
Populäre wissenschaftliche Vorträge. Nueva York: Appleton. 1885.
Sobre la conservación de la fuerza (1895) Introducción a una serie de conferencias dictadas en Carlsruhe en el invierno de 1862-1863, traducción al inglés
Sobre las sensaciones del tono como base fisiológica de la teoría de la música (descargable desde California Digital Library) Tercera edición de la traducción al inglés, basada en la cuarta edición alemana de 1877, por Hermann von Helmholtz, Alexander John Ellis, publicado por Longmans, Green, 1895, 576 páginas
Sobre las sensaciones del sonido como base fisiológica de la teoría de la música (descargable desde Google Books) Cuarta edición, por Hermann von Helmholtz, Alexander John Ellis, publicado por Longmans, Green, 1912, 575 páginas
Tratado de óptica fisiológica (1910), tres volúmenes. Traducción al inglés de la Optical Society of America (1924-1925).
Conferencias populares sobre temas científicos (1885)
Conferencias populares sobre temas científicos, segunda serie (1908)
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Fuentes
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Steven Shapin , "Un teórico de (no exactamente) todo" (reseña de David Cahan, Helmholtz: A Life in Science , University of Chicago Press, 2018, ISBN 978-0-226-48114-2 , 937 pp.), The New York Review of Books , vol. 66, núm. 15 (10 de octubre de 2019), pp. 29-31.
Franz Werner: Hermann Helmholtz´ Heidelberger Jahre (1858–1871) . (= Sonderveröffentlichungen des Stadtarchivs Heidelberg 8). Mit 52 Abbildungen. Berlín/Heidelberg (Springer) 1997.
Kenneth L. Caneva: Helmholtz y la conservación de la energía: contextos de creación y recepción . The MIT Press, Cambridge, MA, 2021, ISBN 978-0-262-04573-5
Enlaces externos
Wikiquote tiene citas relacionadas con Hermann von Helmholtz .
Wikisource tiene obras originales de o sobre: Hermann von Helmholtz
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Hermann von Helmholtz .
"Hermann von Helmholtz" (Obituario). Royal Society (Gran Bretaña). (1894). Actas de la Royal Society de Londres. Londres: Impreso por Taylor and Francis.
"Hermann von Helmholtz" de Leo Koenigsberger (Oxford: Clarendon Press, 1906) de Internet Archive
Artículo de Lydia Patton sobre "Hermann von Helmholtz", Stanford Encyclopedia of Philosophy
"Profesor Dr. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz", FamilySearch
Handbuch der psychologischen Optik de Helmholtz (1867) Archivado el 12 de abril de 2019 en Wayback Machine - facsímil digital de la biblioteca Linda Hall