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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Helmholtz Hermann Ludwig Ferdinand. Biografia de um cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
Hermann Helmholtz é um dos maiores cientistas do século XIX. Física, fisiologia, anatomia, psicologia, matemática... Em cada uma dessas ciências, fez brilhantes descobertas que lhe trouxeram fama mundial. Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz nasceu em 31 de agosto de 1821 na família de um professor de ginásio de Potsdam. A pedido de seu pai, em 1838 Herman entrou no Instituto Médico Militar Friedrich Wilhelm para estudar medicina. Sob a influência do famoso fisiologista Johann Müller, Helmholtz dedicou-se ao estudo da fisiologia e, após frequentar um curso do instituto, defendeu sua tese de doutorado em 1842 sobre a estrutura do sistema nervoso. Nesse trabalho, o médico de XNUMX anos provou pela primeira vez a existência de elementos estruturais integrais do tecido nervoso, mais tarde chamados de neurônios. No mesmo ano, Herman foi nomeado estagiário em um hospital em Berlim. Desde 1843, Helmholtz começou sua carreira como médico militar de Potsdam. Ele morava no quartel e se levantava às cinco horas da manhã ao som da trombeta da cavalaria. Mas o cirurgião do esquadrão do regimento de hussardos também encontrou tempo para a ciência. Em 1845, despediu-se do serviço militar e foi a Berlim preparar-se para os exames estaduais para o título de médico. Helmholtz está trabalhando duro no laboratório de física doméstico de Gustav Magnus. A. G. Stoletov, que percebeu com sensibilidade o ponto de virada no desenvolvimento científico da Alemanha nos anos quarenta, escreveu: "O laboratório doméstico de Magnus - o primeiro exemplo de laboratório físico - está se tornando um viveiro de físicos experimentais". Posteriormente, o aluno deste laboratório, Helmholtz, torna-se o sucessor de Magnus e transfere o laboratório para o edifício da Universidade de Berlim, onde se transforma num centro científico mundial. Outro professor de Helmholtz em Berlim foi Johann Müller. Muito mais tarde, em 2 de novembro de 1871, na festa de Helmholtz por ocasião de seu septuagésimo aniversário, ele fez um discurso no qual descreveu seu caminho científico. Ele indicou que, sob a influência de Johann Müller, ele se interessou pela questão da misteriosa força vital. Refletindo sobre esse problema, Helmholtz, em seu último ano de estudante, chegou à conclusão de que a teoria da força vital "atribui a todo corpo vivo as propriedades do chamado perpetuum mobile". Helmholtz estava familiarizado com o problema do movimento perpétuo desde seus anos de escola, e em seus anos de estudante "em seus momentos livres ... ele procurou e olhou através das obras de Daniel Bernoulli, d'Alembert e outros matemáticos do século passado. " "Assim", disse Helmholtz, "deparei-me com a questão: 'Que relação deve existir entre as várias forças da natureza, se presumirmos que o perpetuum mobile é impossível?' E mais: 'Todas essas relações são realmente válidas?' " No jornal de Müller, Helmholtz publicou em 1845 o trabalho "Sobre o gasto de substância sob a ação dos músculos". No mesmo ano de 1845, jovens cientistas agrupados em torno de Magnus e Müller formaram a Berlin Physical Society. Helmholtz também entrou. Desde 1845, a sociedade, que mais tarde se transformou na Sociedade Alemã de Física, começou a publicar a primeira revista de resumos "Uspekhi fiziki". O desenvolvimento científico de Helmholtz ocorreu, assim, em um ambiente favorável de crescente interesse pelas ciências naturais em Berlim. Já no primeiro volume de Uspekhi Fiziki, 1845, publicado em Berlim em 1847, foi publicada uma revisão por Helmholtz sobre a teoria dos fenômenos térmicos fisiológicos. Em 23 de julho de 1847, ele fez um relatório "Sobre a Conservação da Força" em uma reunião da Sociedade Física de Berlim. No mesmo ano, foi publicado como um panfleto separado. As autoridades da época "estavam inclinadas a rejeitar a justiça da lei; em meio à luta zelosa que travavam com a filosofia natural de Hegel, meu trabalho também era considerado fantástico filosofar...". No entanto, Helmholtz não estava sozinho, ele foi apoiado pela juventude científica e, acima de tudo, pelo futuro famoso fisiologista Dubois Reymond e pela jovem Sociedade de Física de Berlim. Quanto à sua atitude em relação ao trabalho dos predecessores de Mayer e Joule, Helmholtz reconheceu repetidamente a prioridade de Mayer e Joule, enfatizando, no entanto, que não estava familiarizado com o trabalho de Mayer e conhecia o trabalho de Joule insuficientemente. Ao contrário de seus predecessores, ele conecta a lei com o princípio da impossibilidade de uma máquina de movimento perpétuo. A matéria Helmholtz considera como passiva e imóvel. Para descrever as mudanças que estão ocorrendo no mundo, ele deve ser dotado de forças atrativas e repulsivas. "Os fenômenos da natureza", diz Helmholtz, "devem ser reduzidos a movimentos da matéria com forças motrizes imutáveis que dependem apenas de relações espaciais". Assim, o mundo, segundo Helmholtz, é um conjunto de pontos materiais interagindo entre si com forças centrais. Essas forças são conservadoras, e Helmholtz coloca o princípio da conservação da mão de obra à frente de sua pesquisa. O princípio de Mayer "nada vem do nada" Helmholtz substitui por uma disposição mais específica de que "é impossível, dada a existência de qualquer combinação arbitrária de corpos, obter continuamente uma força motriz do nada". O princípio da conservação da força viva em sua formulação diz: "Se qualquer número de pontos materiais em movimento se move apenas sob a influência de forças que dependem da interação de pontos entre si ou que são direcionadas para centros fixos, então a soma de as forças vivas de todos os pontos tomados em conjunto permanecerão as mesmas em todos os momentos de tempo em que todos os pontos recebem as mesmas posições relativas entre si e em relação aos centros fixos existentes, quaisquer que sejam suas trajetórias e velocidades nos intervalos. entre os momentos correspondentes. Tendo formulado este princípio, Helmholtz considera suas aplicações em vários casos especiais. Considerando fenômenos elétricos, Helmholtz encontra uma expressão para a energia das cargas puntiformes e mostra o significado físico da função chamada potencial de Gauss. Além disso, ele calcula a energia de um sistema de condutores carregados e mostra que quando os frascos de Leyden são descarregados, é liberado calor equivalente à energia elétrica armazenada. Ele mostrou ao mesmo tempo que a descarga é um processo oscilatório e as oscilações elétricas "se tornam cada vez menores, até que finalmente a força viva é destruída pela soma das resistências". Então Helmholtz considera o galvanismo. Helmholtz analisa processos de energia em fontes galvânicas, em fenômenos termoelétricos, lançando as bases para a futura teoria termodinâmica desses fenômenos. Considerando o magnetismo e o eletromagnetismo, Helmholtz, em particular, dá sua conhecida derivação da expressão para a força eletromotriz de indução, baseada na pesquisa de Neumann e contando com a lei de Lenz. Em seu trabalho, Helmholtz, ao contrário de Mayer, concentra-se na física e fala apenas de forma muito breve e concisa sobre fenômenos biológicos. No entanto, foi este trabalho que abriu caminho para Helmholtz no Departamento de Fisiologia e Patologia Geral da Faculdade de Medicina da Universidade de Königsberg, onde em 1849 recebeu o cargo de professor extraordinário. Helmholtz ocupou esse cargo até 1855, quando se mudou para Bonn como professor de anatomia e fisiologia. Em 1858, Helmholtz tornou-se professor de fisiologia em Heidelberg, onde trabalhou extensivamente e com sucesso na fisiologia da visão. Esses estudos enriqueceram significativamente o campo do conhecimento e da medicina prática. O resultado desses estudos foi a famosa "Óptica Fisiológica" de Helmholtz, cuja primeira edição apareceu em 1856, a segunda - em 1860 e a terceira - em 1867. O olho é um dos órgãos mais notáveis do nosso corpo. Já conheciam seu trabalho antes, compararam com o trabalho de um aparato fotográfico. Mas para uma elucidação completa até mesmo do lado físico da visão, uma comparação grosseira com uma câmera não é suficiente. É necessário resolver uma série de problemas complexos do campo não apenas da física, mas também da fisiologia e até da psicologia. Eles tinham que ser resolvidos com um olho vivo, e Helmholtz conseguiu fazê-lo. Ele construiu um aparelho especial, surpreendente em sua simplicidade (oftalmômetro), que possibilitou medir a curvatura da córnea das superfícies posterior e anterior da lente. Assim, a refração dos raios no olho foi estudada. Vemos objetos pintados de uma cor ou outra, nossa visão é colorida. O que está em seu núcleo? O estudo do olho mostrou que a retina tem três principais elementos sensíveis à luz: um deles é mais fortemente irritado pelos raios vermelhos, o outro pelos raios verdes e o terceiro pelos raios azuis. Qualquer cor provoca uma irritação mais forte de um dos elementos e mais fraca de outro. Combinações de irritações criam todo aquele jogo de cores que vemos ao nosso redor. Para explorar o fundo do olho vivo, Helmholtz fez um dispositivo especial: um espelho ocular (oftalmoscópio). Este dispositivo tem sido um equipamento obrigatório para todos os oftalmologistas. Helmholtz fez muito para estudar o olho e a visão: ele criou a ótica fisiológica - a ciência do olho e da visão. Aqui, em Heidelberg, Helmholtz realizou seus estudos clássicos sobre a taxa de propagação da excitação nervosa. Sapos para dissecação estiveram na mesa do laboratório do cientista muitas vezes. Ele estudou neles a velocidade de propagação da excitação ao longo do nervo. O nervo foi irritado pela corrente, a excitação resultante atingiu o músculo e ele se contraiu. Conhecendo a distância entre esses dois pontos e a diferença de tempo, é possível calcular a velocidade de propagação da excitação ao longo do nervo. Acabou sendo bem pequeno, apenas de 30 a 100 m/s. Parece uma experiência muito simples. Parece simples agora que Helmholtz o projetou. E antes dele, argumentou-se que essa velocidade não pode ser medida: é uma manifestação de uma misteriosa "força vital" que não pode ser medida. Helmholtz não fez menos pelo estudo da audição e do ouvido (acústica fisiológica). Em 1863, seu livro "O Ensino das Sensações Sonoras como Base Fisiológica da Acústica" foi publicado. E aqui, antes da pesquisa de Helmholtz, muito relacionado à audição era muito mal estudado. Eles sabiam como o som se originava e se propagava, mas muito pouco se sabia sobre os efeitos que os sons têm em objetos vibrantes. Helmholtz foi o primeiro a enfrentar esse fenômeno complexo. Tendo criado a teoria da ressonância, ele então criou com base nela a doutrina das sensações auditivas, nossa voz e instrumentos musicais. Estudando os fenômenos das vibrações, Helmholtz também desenvolveu uma série de questões de grande importância para a teoria da música e fez uma análise das causas da harmonia musical. O exemplo de Helmholtz mostra a grande importância da amplitude de visão do cientista, a riqueza e diversidade de seus conhecimentos e interesses. No mesmo local, em Heidelberg, foram publicados seus trabalhos clássicos sobre hidrodinâmica e os fundamentos da geometria. A partir de março de 1871, Helmholtz tornou-se professor da Universidade de Berlim. Ele criou um instituto de física, onde físicos de todo o mundo vinham trabalhar. Depois de se mudar para Berlim, Helmholtz dedica-se exclusivamente à física e estuda suas áreas mais complexas: a eletrodinâmica, na qual, com base nas ideias de Faraday, desenvolve sua própria teoria, depois a hidrodinâmica e os fenômenos da eletrólise em conexão com a termoquímica. Particularmente notáveis são seus trabalhos sobre hidrodinâmica, iniciados já em 1858, nos quais Helmholtz apresenta uma teoria do movimento de vórtices e fluxo de fluidos e nos quais ele consegue resolver vários problemas matemáticos muito difíceis. Em 1882, Helmholtz formulou a teoria da energia livre, na qual decide quanto da energia molecular total de um sistema pode ser convertida em trabalho. Esta teoria tem o mesmo significado em termoquímica que o princípio de Carnot em termodinâmica. Em 1883, o imperador Guilherme concede a Helmholtz o título de nobreza. Em 1884, Helmholtz publicou a teoria da dispersão anômala e, um pouco mais tarde, vários trabalhos importantes sobre mecânica teórica. Os trabalhos sobre meteorologia pertencem à mesma época. Em 1888, Helmholtz foi nomeado diretor do recém-criado Instituto de Física e Tecnologia do governo em Charlottenburg - o Centro de Metrologia Alemã, na organização da qual participou ativamente. Ao mesmo tempo, o cientista continua lecionando física teórica na universidade. Helmholtz teve muitos alunos; Suas palestras foram assistidas por milhares de alunos. Muitos jovens cientistas vieram trabalhar em seu laboratório e aprender a arte da experimentação. Muitos cientistas russos podem ser considerados seus alunos - fisiologistas E. Adamyuk, N. Bakst, F. Zavarykin, I. Sechenov, físicos P. Lebedev, P. Zidov, R. Kolli, A. Sokolov, N. Shidder. Infelizmente, não apenas eventos alegres aguardavam Helmholtz na velhice. Seu filho Robert, um jovem físico promissor, morreu prematuramente em 1889, deixando o trabalho sobre a radiação de gases em chamas. Os trabalhos mais recentes do cientista, escritos em 1891-1892, dizem respeito à mecânica teórica. Helmholtz morreu em 8 de setembro de 1894. Autor: Samin D. K.
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