Добро пожаловать на сайт Федерального министерства иностранных дел
Наука открывать: Герман фон Гельмгольц – универсальный ученый Германии
Памятник Герману фон Гельмгольцу перед Гумбольдтским университетом в Берлине, © picture-alliance / Eibner-Pressefoto
Современники называли его "рейхсканцлером физики". Такого титула в реальности, конечно, не существовало, но определение было точным. Герман фон Гельмгольц внес свой вклад в развитие физики, медицины, философии, воспитал десятки талантливых учеников и способствовал объединению ученых по всему миру.
31 августа исполнилось 200 лет со дня его рождения.
Первые опыты по физике Герман Гельмгольц начал проводить еще во время учебы в школе. Ему хотелось исследовать мир, взаимодействия с которым он в детстве был лишен: из-за слабого здоровья мальчик до семи лет почти не выходил из дома. В университете Гельмгольц тоже хотел изучать естествознание, но отец – филолог, философ и директор Потсдамской гимназии – настоял на том, чтобы сын стал военным хирургом. Отчасти этот выбор был продиктован финансовым положением семьи. Гельмгольцы жили небогато, а поступление в Медицинско-хирургический институт в Берлине давало право на бесплатное образование. Правда, при одном условии: после завершения обучения выпускник должен был восемь лет прослужить в армии военным врачом.
В 1843 году 22-летний Герман Гельмгольц был направлен в полк в родном Потсдаме. Армейских обязанностей у него было немного, поэтому юноша устроил в казармах импровизированную лабораторию и занялся тем же, чем занимался в школьные годы. Результатом его работы стал вышедший в 1847 году научный труд "О сохранении силы". В нем Гельмгольц первым дал точную формулировку закону сохранения энергии. Монография попала в руки к ученому Александру фон Гумбольдту и произвела на него такое впечатление, что он решил лично ходатайствовать за досрочное освобождение молодого врача от службы. В 1848-м Гельмгольцу разрешили переехать из Потсдама в Берлин, а еще через год пригласили на должность профессора физиологии и общей анатомии в Физиологический институт в Кенигсберге.
Там он совершил свои первые важные открытия. В конце 1840-х годов Гельмгольц обнаружил теплообразование в мышце. В начале 1850-х – изучил процесс мышечного сокращения и, исследуя седалищный нерв лягушки, измерил скорость распространения нервного импульса.
В случае со многими другими учеными той эпохи можно легко проследить смену их специализации: кто-то, скажем, занимался физикой, а затем переключился на химию. Гельмгольц формально начинал с медицины, потом перешел к физиологии, а от нее – к математике и физике. Однако его биографы подчеркивают, что это слишком упрощенное восприятие. Американский историк Дэвид Каан, издавший в 2019 году англоязычную биографию Гельмгольца, говорит, что немецкий ученый руководствовался междисциплинарным подходом задолго до того, как появилось само слово "междисциплинарность": "Работа его жизни заключалась в том, чтобы соединить все науки воедино".
Благодаря Гельмгольцу в немецкой физиологии произошел окончательный отход от традиций натурфилософии, пытавшейся делать научные выводы из философских идей и объяснять различные физиологические явления фантастическими понятиями вроде "жизненных сил" или "эфира". Гельмгольц настаивал на том, что науке нужны прежде всего эмпирические данные. Многие его работы вырастали из уже известных опытов, которые он повторял перед своими студентами.
Гельмгольц считается пионером в научном изучении зрения и слуха. В своих исследованиях он доказывал, что знания приходят к человеку через органы чувств, а те, в свою очередь, имеют физическую природу. Эти утверждения вступали в противоречие с господствовавшей тогда точкой зрения о том, что восприятие – это некий непостижимый духовный акт, отблеск божественного разума.
В 1850 году Гельмгольц изобрел офтальмоскоп – прибор для изучения глазного дна. Он состоял из нескольких стеклянных пластин, отражающих свет от свечи внутрь глаза, что позволяло врачу осмотреть его внутреннюю поверхность. В 1851 году он представил коллегам офтальмометр – прибор для определения радиуса кривизны глазной роговицы. Чуть позже Гельмгольц развил созданную англичанином Томасом Юнгом трехкомпонентную теорию цветоощущения, которая выдвигала тезис о существовании в глазу особых элементов для восприятия трех цветов: красного, зеленого и синего. Сейчас она известна как "теория цветоощущения Юнга-Гельмгольца".
Он очень любил музыку и сам прекрасно играл на фортепиано. Логичным продолжением этой любви стало исследование физических основ акустики. Гельмгольц построил очень близкую к реальности модель человеческого уха, разработал теорию акустического резонанса, объяснил появление комбинационных тонов, создал прибор для анализа акустических сигналов, получивший название резонатор Гельмгольца. Он даже изобрел инструмент, который стал прадедушкой современного синтезатора: звук нужной частоты на нем можно было получить электромеханическим способом при нажатии на ту или иную клавишу.
И это далеко не все. Среди его научных трудов есть работы по математике, философии, метеорологии. Он изучал гипотезу о тепловой смерти Вселенной и выдвинул свою версию возраста Земли: Гельмгольц был уверен, что планете не меньше 22 миллионов лет. В начале 1870-х годов он заинтересовался электромагнетизмом и начал исследовать электрические колебания.
Своими знаниями он охотно делился. Государственных границ для него как будто не существовало – он считал, что люди науки должны объединяться, чтобы принести пользу человечеству. Гельмгольц общался с десятками (если не сотнями) коллег по всему миру, был членом Лондонского королевского общества, Королевского колледжа хирургов в Ирландии, Петербургской академии наук, Американского философского общества и других научных объединений. Многие его идеи были в дальнейшем развиты его блистательными студентами: у Гельмгольца, например, учились Генрих Герц, основоположник электродинамики, Вильгельм Вундт, основоположник экспериментальной психологии, и Макс Планк, основоположник квантовой физики.
Его заслуги были признаны государством. В 1888 году император Фридрих III возвел его в дворянское достоинство – так в фамилии ученого появилась приставка "фон". Гельмгольц стал отцом-основателем и первым руководителем до сих пор существующего Физико-технического института в Берлине. Он возглавлял его до конца жизни. Скончался Гельмгольц в 1894 году. В России его имя носит расположенный в Москве медицинский центр глазных болезней, а в Германии - крупнейшая научно-исследовательская организация страны, объединяющая почти два десятка естественнонаучных, технических и медико-биологических исследовательских организаций.
Ксения Реутова
