Hermann von Helmholtz

Hermann von Helmholtz Para los miembros
Nacido	( 31 de agosto de 1821 )31 de agosto de 1821 Potsdam , Reino de Prusia
Fallecido	8 de septiembre de 1894 (8 de septiembre de 1894)(73 años) Charlottenburg , Imperio alemán
Educación	Medicinisch-chirurgisches Friedrich-Wilhelm-Institut ( MD )
Conocido por	Ver lista Estudios sobre la conservación de la energía Teorema clásico de Helmholtz Bobina de Helmholtz Condición de Helmholtz Descomposición de Helmholtz Ecuación de Helmholtz Energía libre de Helmholtz Entropía libre de Helmholtz Capa de Helmholtz Movimiento de Helmholtz Teorema de disipación mínima de Helmholtz Notación de tono de Helmholtz Reciprocidad de Helmholtz Resonancia de Helmholtz Temperamento de Helmholtz Teoremas de Helmholtz Notación de Helmholtz-Ellis Efecto Helmholtz-Kohlrausch Ecuación de Helmholtz-Smoluchowski Teorema de Helmholtz-Thévenin Ecuación de Gibbs-Helmholtz Inestabilidad de Kelvin-Helmholtz Mecanismo de Kelvin-Helmholtz Teoría de Young-Helmholtz Invariante de Smith-Helmholtz Síntesis aditiva Copia de eferencia Paradoja de la muerte por calor Estabilidad hidrodinámica Queratómetro Oftalmoscopia Teoría del lugar Adaptación de prismas Tono puro Fenómeno entóptico Supercondensador Inferencia inconsciente Anillo de vórtice
Cónyuge	Anna von Mohl ​ ( nacido en  1861 )
Niños	3
Parientes	Anna Augusta Von Helmholtz-Phelan (sobrina nieta)
Premios	Para los miembros (1860) Medalla Crooniana (1864) Medalla Matteucci (1868) Medalla Copley (1873) Por el mérito (1873) Premio de la Cátedra Faraday (1881) Medalla Alberto (1888)
Carrera científica
Campos	Física Fisiología Psicología
Instituciones	Universidad de Königsberg Universidad de Bonn Universidad de Heidelberg Universidad de Berlín
Tesis	De fabrica systematis nervosi evertebratorum  (1842)
Asesor de doctorado	Johannes Peter Müller
Estudiantes de doctorado	Loránd Eötvös Heinrich Hertz Gabriel Lipman Otto Lummer Albert A. Michelson Max Planck Mihajlo Pupin Friedrich Schottky Arthur Gordon Webster Guillermo de Viena
Otros estudiantes notables	Émile Boutroux Johannes von Kries [1] Edward Nichols Henry Augustus Rowland Wilhelm Wundt
Firma

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz ( en alemán : [ ˈhɛʁ.man vɔn ˈhɛlmˌhɔlts ] ; 31 de agosto de 1821 - 8 de septiembre de 1894) fue un físico y médico alemán que realizó importantes contribuciones en varios campos científicos, en particular en la estabilidad hidrodinámica . [ 2 ^] La Asociación Helmholtz , la asociación alemana más grande de instituciones de investigación , lleva su nombre en su honor. [ ^3]

En los campos de la fisiología y la psicología , Helmholtz es conocido por sus matemáticas relacionadas con el ojo , teorías de la visión , ideas sobre la percepción visual del espacio, investigación de la visión del color , la sensación del tono, percepciones del sonido y empirismo en la fisiología de la percepción. En física , es conocido por sus teorías sobre la conservación de la energía y sobre la doble capa eléctrica , trabajo en electrodinámica , termodinámica química y sobre una base mecánica de la termodinámica . Aunque el crédito se comparte con Julius von Mayer , James Joule y Daniel Bernoulli —entre otros— por los principios de conservación de la energía que eventualmente llevaron a la primera ley de la termodinámica , se le atribuye la primera formulación del principio de conservación de la energía en su forma máximamente general. ^[4]

Como filósofo , es conocido por su filosofía de la ciencia , sus ideas sobre la relación entre las leyes de la percepción y las leyes de la naturaleza , la ciencia de la estética y sus ideas sobre el poder civilizador de la ciencia. A finales del siglo XIX, el desarrollo por parte de Helmholtz de una metodología ampliamente kantiana, que incluía la determinación a priori de la variedad de orientaciones posibles en el espacio perceptivo, había inspirado nuevas lecturas de Kant ^[4] y contribuyó al movimiento neokantista moderno tardío en filosofía. ^[5]

Helmholtz nació en Potsdam , hijo del director del instituto local , Ferdinand Helmholtz, que había estudiado filología clásica y filosofía , y que era amigo íntimo del editor y filósofo Immanuel Hermann Fichte . La obra de Helmholtz estuvo influida por la filosofía de Johann Gottlieb Fichte e Immanuel Kant . Intentó rastrear sus teorías en cuestiones empíricas como la fisiología .

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 ^[6] (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 .

El primer puesto académico de Helmholtz fue como profesor de anatomía en la Academia de Artes de Berlín en 1848. ^[7] 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.

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. ^[4]

Basándose en los trabajos anteriores de Sadi Carnot , Benoît Paul Émile Clapeyron y James Prescott Joule , postuló una relación entre la mecánica , el calor , la luz , la electricidad y el magnetismo al tratarlos a todos como manifestaciones de una única fuerza , o energía en la terminología actual. Publicó sus teorías en su libro Über die Erhaltung der Kraft ( Sobre la conservación de la fuerza , 1847). ^[8]

En las décadas de 1850 y 1860, basándose en las publicaciones de William Thomson , Helmholtz y William Rankine ayudaron a popularizar la idea de la muerte térmica del universo .

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

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 la "mente" y el cuerpo. ^[9]

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 , quien sostenía opiniones opuestas sobre la visión espacial y del color. Esta disputa dividió la disciplina de la fisiología durante la segunda mitad del siglo XIX.

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. ^[10] 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 proporcionaba una sensibilidad mucho mayor. ^[10] Helmholtz informó ^{[11] [12]} velocidades de transmisión en el rango de 24,6 a 38,4 metros por segundo. ^[10]

En 1863, Helmholtz publicó Sensations of Tone , demostrando una vez más su interés por la física de la percepción. Este libro influyó en los musicólogos hasta el siglo XX. Helmholtz inventó el resonador de Helmholtz para identificar las distintas frecuencias o tonos de los componentes de onda sinusoidal pura de sonidos complejos que contienen múltiples tonos . ^[13]

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 . ^{[14] [15] [16] [17]}

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). ^[18]

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. ^[19]

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. ^[20]

El trabajo científico de Helmholtz en fisiología y mecánica dio origen a mucho de lo que es conocido en filosofía de la ciencia , incluidas ideas sobre la relación entre las leyes de la percepción y las leyes de la naturaleza y su rechazo del uso exclusivo de la geometría euclidiana . ^[21]

Su filosofía de la ciencia oscilaba entre alguna versión del empirismo y el trascendentalismo . ^[22] A pesar de las asociaciones especulativas de este último, su filosofía de la ciencia está en deuda con su uso de la física matemática para suplantar al vitalismo y articular el principio general de conservación de la energía. ^[4]

Su rechazo de la geometría euclidiana como la única ciencia posible del espacio es fundamental para entender su apropiación de la filosofía del espacio de Kant, que aparentemente requiere que la geometría euclidiana sea esa ciencia a priori exclusiva del espacio físico . Helmholtz introdujo una nueva concepción de lo a priori en el espacio: la de la determinación de la multiplicidad de orientaciones posibles en el espacio perceptual. Estos desarrollos inspiraron nuevas lecturas de Kant ^[4] y contribuyeron al surgimiento del movimiento neokantista moderno tardío en filosofía.

Entre otros estudiantes e investigadores asociados de Helmholtz en Berlín se encuentran Max Planck , Heinrich Kayser , Eugen Goldstein , Wilhelm Wien , Arthur König , Henry Augustus Rowland , Albert A. Michelson , Wilhelm Wundt , Fernando Sanford y Michael I. Pupin . Leo Koenigsberger , que fue su colega de 1869 a 1871 en Heidelberg, escribió su biografía definitiva en 1902.

• En 1873, Helmholtz fue elegido miembro de la Sociedad Filosófica Americana . ^[23]
• En 1881, Helmholtz fue elegido miembro honorario del Real Colegio de Cirujanos de Irlanda . ^[24]
• 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.
• A Helmholtz se le concedió el título de miembro honorario de la Institución de Ingenieros y Constructores Navales de Escocia en 1884. ^[25]
• La mayor asociación alemana de instituciones de investigación , la Asociación Helmholtz , lleva su nombre. ^{[3] [26]}
• El asteroide 11573 Helmholtz y el cráter lunar Helmholtz, así como el cráter Helmholtz en Marte, recibieron su nombre en su honor. ^{[27] [28] [29]}
• En Charlottenburg , Berlín , la calle Helmholtzstraße lleva el nombre de von Helmholtz. ^[30]

• 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.

• 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)

• Bobina de Helmholtz
• Lista de personas de Berlín
• Lista de cosas que llevan el nombre de Hermann von Helmholtz
• Neokantianismo
• Teoría de los colores

• Cahan, David Helmholtz: Una vida en la ciencia. University of Chicago Press, 2018. ISBN 978-0-226-48114-2 . 
• Cohen, Robert, y Wartofsky, Marx , eds. y trad. Reidel. Helmholtz: Escritos epistemológicos , 1977.
• Ewald, William B., ed. De Kant a Hilbert: un libro de consulta sobre los fundamentos de las matemáticas , 2 vols. Oxford Uni. Press, 1996.
  • 1876. "El origen y significado de los axiomas geométricos", 663–88.
  • 1878. "Los hechos en la percepción", 698–726.
  • 1887. "Numeración y medición desde un punto de vista epistemológico", 727–52.
• Aguas subterráneas, Jennifer. Alexander Graham Bell: El espíritu de la invención . Calgary: Altitude Publishing, 2005. ISBN 1-55439-006-0 . 
• Jackson, Myles W. Tríadas armoniosas: físicos, músicos y fabricantes de instrumentos en la Alemania del siglo XIX (MIT Press, 2006).
• Kahl, Russell, ed. Wesleyan. Escritos selectos de Hermann von Helmholtz , Uni. Press., 1971.
• Koenigsberger, Leo. Hermann von Helmholtz , traducido por Frances A. Welby (Dover, 1965)
• MacKenzie, Catherine. Alexander Graham Bell. Whitefish, Montana: Kessinger Publishing, 2003. ISBN 978-0-7661-4385-2 . Consultado el 29 de julio de 2009. 
• Shulman, Seth. La táctica del teléfono : en busca del secreto de Alexander Bell . Nueva York: Norton & Company, 2008. ISBN 978-0-393-06206-9 . 

• David Cahan: Helmholtz: una vida en la ciencia (Universidad de Chicago, 2018). ISBN 978-0-226-48114-2 
• David Cahan (Ed.): Hermann von Helmholtz y los fundamentos de la ciencia del siglo XIX. Univ. California, Berkeley 1994, ISBN 978-0-520-08334-9 . 
• Gregor Schiemann: El mecanicismo de Hermann von Helmholtz: La pérdida de la certeza. Un estudio sobre la transición de la filosofía clásica a la moderna de la naturaleza . Dordrecht: Springer 2009, ISBN 978-1-4020-5629-1 . 
• 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

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• "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" en la Stanford Encyclopedia of Philosophy
• "Profesor Dr. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz", FamilySearch
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. , "Hermann von Helmholtz", Archivo de Historia de las Matemáticas MacTutor , Universidad de St Andrews
• J. G. McKendrick Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (Londres: Unwin, 1899)
• Biografía, bibliografía y acceso a fuentes digitales en el Laboratorio Virtual del Instituto Max Planck de Historia de la Ciencia
• Partituras gratuitas de Hermann von Helmholtz en el Proyecto Biblioteca Internacional de Partituras Musicales (IMSLP) ( Die Lehre von den Tonempfindungen )
• Manual de óptica fisiológica de Helmholtz (1867) Archivado el 12 de abril de 2019 en Wayback Machine – facsímil digital de la biblioteca Linda Hall
• Hermann von Helmholtz en el Proyecto de Genealogía Matemática
• Obras de Hermann von Helmholtz en LibriVox (audiolibros de dominio público)