亥姆霍茲

　　亥姆霍茲（hermannvon helmholtz，1821～1894）
　　德國(guó)物理學(xué)家，生理學(xué)家。1821 年10月31日生于柏林波茨坦，1894年9月8日卒于柏林附近夏洛滕堡。中學(xué)畢業(yè)后在軍隊(duì)服役8年，取得公費(fèi)進(jìn)入在柏林的王家醫(yī)學(xué)科學(xué)院。1842年獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位后，被任命為波茨坦駐軍軍醫(yī)。1847年他在德國(guó)物理學(xué)會(huì)發(fā)表了關(guān)于力的守恒講演，在科學(xué)界贏得很大聲望，次年擔(dān)任了柯尼斯堡大學(xué)生理學(xué)副教授。亥姆霍茲在這次講演中，第一次以數(shù)學(xué)方式提出能量守恒定律。主要論點(diǎn)是：①一切科學(xué)都可以歸結(jié)到力學(xué)。②強(qiáng)調(diào)了牛頓力學(xué)和拉格朗日力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的，因而可以用拉氏方法以力所傳遞的能量或它所作的功來(lái)量度力。③所有這種能量是守恒的。亥姆霍茲發(fā)展了j.r.邁爾、j.p.焦耳等人的工作，討論了已知的力學(xué)的、熱學(xué)的、電學(xué)的、化學(xué)的各種科學(xué)成果，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣撟C了各種運(yùn)動(dòng)中能量守恒定律。這次講演內(nèi)容后來(lái)寫(xiě)成專(zhuān)箸《力之守恒》出版。在柯尼斯堡工作期間，亥姆霍茲測(cè)量了神經(jīng)刺激的傳播速度，發(fā)表了生理力學(xué)和生理光學(xué)方面的研究成果。在1851年他發(fā)明了眼科使用的檢眼鏡，并提出了這一儀器的數(shù)學(xué)理論。1855年他轉(zhuǎn)到波恩大學(xué)任解剖學(xué)和生理學(xué)教授，出版了《生理學(xué)手冊(cè)》第一卷，并開(kāi)始流體力學(xué)的渦流研究。1857年起，他擔(dān)任海德堡大學(xué)生理學(xué)教授。他利用共鳴器（稱亥姆霍茲共鳴器）分離并加強(qiáng)聲音的諧音。1863年出版了他的巨著《音調(diào)的生理基礎(chǔ)》。
　　1868年亥姆霍茲研究方向轉(zhuǎn)向物理學(xué)，于1871年任柏林大學(xué)物理學(xué)教授。從1871年開(kāi)始，亥姆霍茲的研究方向轉(zhuǎn)向物理學(xué)。在電磁理論方面，他測(cè)出電磁感應(yīng)的傳播速度為314000km／s，由法拉第電解定律推導(dǎo)出電可能是粒子。由于他的一系列講演，麥克斯韋的電磁理論才真正引起歐洲大陸物理學(xué)家的注意，并且導(dǎo)致他的學(xué)生赫茲于1887年用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在以及取得一系列重大成果。在熱力學(xué)研究方面，于1882年發(fā)表論文《化學(xué)過(guò)程的熱力學(xué)》，他把化學(xué)反應(yīng)中的“束縛能”和“自由能’區(qū)別開(kāi)來(lái)，指出前者只能轉(zhuǎn)化為熱，后者卻可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。他從克勞修斯的方程，導(dǎo)出了后來(lái)稱作的吉布斯－亥姆霍茲方程。他還研究了流體力學(xué)中的渦流、海浪形成機(jī)理和若干氣象問(wèn)題。
　　亥姆霍茲的一生，研究領(lǐng)域十分廣泛，除物理學(xué)外，在生理光學(xué)和聲學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)諸方面都作出了重大貢獻(xiàn)。他測(cè)定了神經(jīng)脈沖的速度，重新提出托馬斯·楊的三原色視覺(jué)說(shuō)研究了音色、聽(tīng)覺(jué)和共鳴理論，發(fā)明了驗(yàn)?zāi)跨R、角膜計(jì)、立體望遠(yuǎn)鏡。他對(duì)黎曼創(chuàng)立的非歐幾何學(xué)也有研究。曾榮任柏林大學(xué)校長(zhǎng)（1877）和國(guó)家物理工程研究所所長(zhǎng)（1888），主張基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究并重。亥姆霍茲不僅對(duì)醫(yī)學(xué)、生理學(xué)和物理學(xué)有重大貢獻(xiàn)，而且一直致力于哲學(xué)認(rèn)識(shí)論。他確信：世界是物質(zhì)的，而物質(zhì)必定守恒。但他企圖把一切歸結(jié)為力，是機(jī)械唯物論者，這是當(dāng)時(shí)文化、社會(huì)、歷史條件的局限性所致。他的成就被國(guó)際學(xué)術(shù)界所承認(rèn)，1860年被選為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，并獲該會(huì)1873年度科普利獎(jiǎng)?wù)隆?887年，亥姆霍茲任國(guó)家科學(xué)技術(shù)局主席。
　　德國(guó)著名物理學(xué)家和生理學(xué)家亥姆霍茲（h. helmholtz，1821-1894）就是從永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的這個(gè)事實(shí)入手研究發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化和守恒原理的。他在論文中寫(xiě)道：“鑒于前人試驗(yàn)的失敗，人們……不再詢問(wèn)‘我如何能利用各種自然力之間已知和未知的關(guān)系來(lái)創(chuàng)造一種永恒的運(yùn)動(dòng)'，而是問(wèn)道‘如果永恒的運(yùn)動(dòng)是不可能的，在各種自然力之間應(yīng)該存在著什么樣的關(guān)系？'”