Гельмгольтц Германн

Гельмгольтц, Германн, фон, знаменитый физик и физиолог, — один из самых блестящих мыслителей в ряду тех, кто создал современное естественнонаучное направление человеческой мысли, так резко отличающее XIX в. от всей предшествующей истории человечества. Родился 31 августа 1821 г. в Потсдаме, где его отец был учителем гимназии. В 1838 г. он поступает в медико-хирургический институт, слушает лекции в берлинском университете и с особенным интересом изучает анатомию и физиологию под руководством знаменитого Иоганна Мюллера. «Кто раз пришел в соприкосновение, — говорил Гельмгольтц впоследствии, вспоминая о своем учителе, — с человеком первоклассным, у того духовный масштаб изменен навсегда, тот пережил самое интересное, что может дать жизнь»... О поступлении в высшую школу Гельмгольтц сообщает следующие подробности, из которых ясно, что уже в то время его мысли были направлены на те области, которых он уже не покидал всю свою жизнь: «Наступало время перехода в университет. В ту пору физика еще не считалась в числе хлебных занятий. Мои родители были вынуждены жить крайне бережливо. Отец объявил, что может помочь мне в изучении физики не иначе как под условием, что я возьму и медицину в придачу. Я ничего не имел против изучения живой природы и согласился без затруднений». В 1843 г. Гельмгольтц получает степень доктора медицины и место военного врача. В 1849 году его приглашают на кафедру физиологии и общей патологии в Кенигсберг. В 1855 г. он переходит на ту же кафедру в Бонн, а в 1858 в Гейдельберг, где остается до перехода в Берлин (1871) на кафедру физики в качестве преемника Магнуса. В 1888 г., после избрания президентом вновь учрежденного Reichsanstalt’а (государственная лаборатория для физических исследований и для проверки мер, веса и других эталонов), он, сохраняя кафедру в университете, передает тяжелые обязанности руководителя лаборатории Августу Кундту. Гельмгольтц умер 8 сентября 1894 г. 73-х лет.

В первом периоде своей творческой деятельности (1842—1871) Гельмгольтц по преимуществу физиолог, но и в эти годы им были сделаны ставшие классическими исследования в области механики и физики, не говоря уже об установлении одного из основных принципов современного естествознания — закона сохранения энергии. Все доказательства этого мирового закона были изложены в небольшой брошюре в 72 страницы, носившей заглавие: «О сохранении силы» («Über die Erhaltung der Kraft»). Эта небольшая книжка, доставившая своему автору столько славы, появилась в 1847 г. В то время сам Гельмгольтц занимал скромное положение военного врача.

Уже в ранней молодости у Гельмгольтца проявляются выдающиеся математические способности; в студенческие годы в одном из писем к матери он пишет, что, несмотря на усиленные занятия анатомией, от которых голова идет кругом, у него остается все-таки некоторый досуг, который он может посвящать сонатам Бетховена и Моцарта и интегральному исчислению!

В 1852 и 1868 гг. появляются два классических исследования по гидродинамике: теория вихревого движения и теория прерывного движения жидкостей, т. е. теория движения жидких струй внутри жидкости. Решения этих вопросов, в особенности последнего, представляли огромные математические трудности. К этому же периоду относятся работы Гельмгольтца по звуку: теория звучания труб, струн, теория резонаторов и т. д.

Но, как было уже указано, в этом периоде (1842—1871) Гельмгольтц—физиолог по преимуществу. За немногими исключениями работы Гельмгольтца по физиологии распадаются на две обширные группы: теория зрения и теория слуха.

Исследования по теории зрения, охватывающие акт зрения, как с физической и физиологической, так и с психической стороны, собраны в объёмистом сочинении: «Физиологическая оптика», «Handbuch der physiologischen Optik» (1856—66, 2-е изд. 1886—96). Здесь же помещены работы, которые произвели переворот в офтальмологии: именно изобретение глазного зеркала (см.), позволяющее без труда видеть сетчатую оболочку живого глаза. Когда знаменитый окулист Графе увидел в первый раз этот инструмент, то первые его слова были: «Гельмгольтц открыл нам новый мир!». Далее, в физиологической оптике мы находим всю оптику глаза: способы определения кривизны оптических поверхностей глаза, показателей преломления, теорию аккомодации, теорию движений глаза и, наконец, учение о цветовых ощущениях.

Наряду с этой цепью работ, разъясняющих акт зрения, Гельмгольтц систематически изучает слуховой аппарат человека. В этой области мы имеем также целый переход от чисто физических задач о звучании труб и резонаторов к теории консонанса и диссонанса, т. е. к области, граничащей с психологией и эстетикой. Он доказывает способность уха анализировать сложные звуки, — разлагать их на простые тоны; устанавливает объяснение тембра звука в зависимости от степени его сложности — от количества добавочных тонов, или обертонов, и от относительной их силы — и доказывает это искусственным синтезом сложных звуков. К этим работам примыкают непосредственно исследования самого уха — выяснение физиологических функции каждой из его частей. Все эти работы собраны в знаменитой книге: «О восприятии тонов», «Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik» (1862, 5 изд. 1896). Кроме этих глав физиологии органов чувств, можно сказать созданных Гельмгольтцом, ему принадлежит разработка методов измерения скорости распространения нервных возбуждений.

Изучение психической стороны акта зрения привело Гельмгольтца к весьма любопытным заключениям, изложенным в этюдах об основных аксиомах геометрии. Как эти этюды, так и рассеянные в других сочинениях, например, во введении к курсу теоретической физики (составленном слушателями Гельмгольтца уже после его смерти), общефилософские замечания проникнуты истинно-научным духом, отличающим мыслителя-экспериментатора, строящего свои теории и обобщения на незыблемой почве факта.

Значение работ Гельмгольтца для физиологии лучше всего можно выяснить из сравнения с тем, что было до него. В блестящей речи, произнесенной Гельмгольтцом в 1877 г. на акте военно-медицинской академии в Берлине на тему «О мышлении в медицине», он вспоминает своих старших кенигсбергских коллег—профессоров, о которых отзывается с большим уважением, как о людях выдающихся, и которые никак не могли понять, почему он так много времени уделяет экспериментальным исследованиям. Исследовать живой организм приемами, выработанными для изучения неорганической природы, считалось тогда немыслимым. Так, обычные медицинские приемы исследования больных — выстукивание и выслушивание — отвергались многими профессорами и врачами, как оскорбительные для пациента, приравнивающие человека к грубой машине. И в такой обстановке была создана современная физиология органов чувств, являющаяся ярким примером того, что могут дать методы точных наук в применении к биологии!

Г. Гельмгольтц (1821—1894). С портрета, писанного Фр. Ленбахом (1836—1904).

Но пользуясь широко методами физики, Гельмгольтц все более и более начинает склоняться в сторону задач чистой физики. С 1871 г. Гельмгольтц выступает не только как профессор физики, но и как руководитель физической лаборатории. К этому периоду относятся замечательные работы по термодинамике химических процессов, в которых устанавливается и применяется новое представление о свободной и связанной энергии. В другом ряде статей Гельмгольтц старается выяснить физический смысл 2-го принципа термодинамики; он доказывает, что т. н. циклические системы, движения которых стационарны, т. е. которые во время движения не меняют своего внешнего вида, как, например, шар, вращающийся около оси, или жидкость, текущая по замкнутому каналу, удовлетворяют 2-ому принципу термодинамики, переведенному на язык механики.

К этому же времени относятся исследования об условиях образования волн на границе двух сред, о теории электромагнитного поля, о теории светорассеяния — дисперсии — и несколько статей о значении принципа наименьшего действия для физики, которые представляют попытку распространить приложимость этого принципа механики к области электромагнитных и тепловых явлений. Все эти исследования последних лет жизни великого мыслителя представляют редкие образцы тонкого математического анализа. Работы из области физики напечатаны в полном собрании сочинений Гельмгольтца. Кроме этого сборника и указанных выше сочинений, следует упомянуть о двух томах популярных лекций и речей, которые, помимо ясности и доступности изложения, дают ясное представление о выдающемся литературном таланте Гельмгольтца.

Сочинения Гельмгольтца, кроме упомянутых: «Wissenschaftliche Abhandlungen»; «Vorlesungen über theoretische Physik»; «Vorträge und Reden». Cм. L. Königsberger, «Н. v. Н.» (1912).

А. Тимирязев.