ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ

ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ フォーメモリRS
生まれる	( 1821-08-31 )1821年8月31日 ポツダム、プロイセン王国
死亡	1894年9月8日(1894-09-08)（73歳） シャルロッテンブルク、ドイツ帝国
教育	フリードリヒ・ヴィルヘルム医学研究所 ( MD )
知られている	リストを見る エネルギー保存に関する研究 ヘルムホルツの古典定理 ヘルムホルツコイル ヘルムホルツ条件 ヘルムホルツ分解 ヘルムホルツ方程式 ヘルムホルツ自由エネルギー ヘルムホルツ自由エントロピー ヘルムホルツ層 ヘルムホルツ運動 ヘルムホルツ最小散逸定理 ヘルムホルツ音程記法 ヘルムホルツの相互関係 ヘルムホルツ共鳴 ヘルムホルツ音律 ヘルムホルツの定理 ヘルムホルツ・エリス記法 ヘルムホルツ・コールラウシュ効果 ヘルムホルツ・スモルホフスキー方程式 ヘルムホルツ・テブナンの定理 ギブス・ヘルムホルツ方程式 ケルビン・ヘルムホルツ不安定性 ケルビン・ヘルムホルツ機構 ヤング・ヘルムホルツ理論 スミス・ヘルムホルツ不変量 付加合成 エフェレンスコピー 熱死のパラドックス 流体力学的安定性 角膜計 眼底検査 場所理論 プリズム適応 純音 エントプティック現象 スーパーキャパシタ 無意識の推論 渦輪
配偶者	アンナ・フォン・モール ​ （ 1861年生まれ）
子供たち	3
親族	アンナ・アウグスタ・フォン・ヘルムホルツ＝フェラン（孫娘）
受賞歴	ForMemRS (1860) クロニア勲章（1864年） マテウチメダル（1868年） コプリーメダル（1873） プール・ル・メリット（1873） ファラデー講演賞(1881) アルバートメダル（1888年）
科学者としてのキャリア
フィールド	物理 生理 心理学
機関	ケーニヒスベルク大学 ボン大学 ハイデルベルク大学 ベルリン大学
論文	神経衰弱システムの製造 (1842)
博士課程の指導教員	ヨハネス・ペーター・ミュラー
博士課程の学生	ロラーンド・エトヴェシュ ハインリヒ・ヘルツ ガブリエル・リップマン オットー・ルマー アルバート・A・マイケルソン マックス・プランク ミハイロ・プピン フリードリヒ・ショットキー アーサー・ゴードン・ウェブスター ヴィルヘルム・ウィーン
その他の著名な学生	エミール・ブートルー ヨハネス・フォン・クリース[1] エドワード・ニコルズ ヘンリー・オーガスタス・ローランド ヴィルヘルム・ヴント
サイン

ヘルマン・ルートヴィヒ・フェルディナント・フォン ・ヘルムホルツ（/ ˈ h ɛ l m h oʊ l t s / ;ドイツ語: [ˈhɛʁ.man vɔn ˈhɛlmˌhɔlts] ; 1821年8月31日 - 1894年9月8日）は、ドイツの 物理学者、医師であり、特に流体力学的安定性において多大な貢献をした。^{[2]ドイツ最大の}研究機関の協会であるヘルムホルツ協会は、彼にちなんで名付けられている。^[3]

生理学と心理学の分野では、ヘルムホルツは、目に関する数学、視覚の理論、空間の視覚的知覚に関する考え、色覚研究、音の感覚、音の知覚、知覚生理学における経験主義で知られています。物理学では、エネルギー保存則と電気二重層に関する理論、電気力学、化学熱力学、熱力学の機械的基礎に関する研究で知られています。哲学者としては、科学哲学、知覚の法則と自然の法則の関係に関する考え、美学の科学、科学の文明化力に関する考え で知られています。

ヘルムホルツはポツダムで、地元のギムナジウムの校長フェルディナント・ヘルムホルツの息子として生まれました。ヘルムホルツは古典文献学と哲学を学び、出版者で哲学者のイマヌエル・ヘルマン・フィヒテの親友でもありました。ヘルムホルツの著作はヨハン・ゴットリープ・フィヒテとイマヌエル・カントの哲学に影響を受けました。彼は生理学のような実証的な事柄において彼らの理論をたどろうとしました。

若い頃、ヘルムホルツは自然科学に興味を持っていましたが、父親は医学を学ばせたいと考えていました。ヘルムホルツは1842年にフリードリヒ・ヴィルヘルム医学研究所で医学博士号を取得し、シャリテ病院^[4]で1年間の研修生として働きました（医学生には財政支援があったため）。

ヘルムホルツは主に生理学の訓練を受け、理論物理学から地球の年齢、太陽系の起源に至るまで、さまざまなテーマについて執筆しました。

ヘルムホルツの最初の学問上の地位は、1848年にベルリン芸術アカデミーの解剖学の教師であった。^{[5]その後、1849年にプロイセン}のケーニヒスベルク大学生理学の助教授に就任した。1855年にボン大学で解剖学と生理学の教授に就任した。しかし、ボンでは特に満足できず、3年後にバーデンのハイデルベルク大学に異動し、生理学の教授を務めた。1871年に、ベルリンのフリードリヒ・ヴィルヘルム大学の物理学教授として大学での最後の地位に就いた。

彼の最初の重要な科学的業績は、1847年のエネルギー保存に関する論文であり、医学研究と哲学的背景を背景に書かれたものである。エネルギー保存に関する研究は、筋肉の代謝を研究しているときに生まれた。 筋肉を動かすのに必要な生命力はないという含意に動機づけられ、筋肉の動きでエネルギーが失われないことを証明しようとした。これは、当時ドイツ生理学で支配的な哲学的パラダイムであった自然哲学と生気論の思索的な伝統を拒絶するものだった。彼は、一部の生気論者が主張した「生命力」が機械に無期限に動力を与えることができるという議論に反対していた。^[6]

サディ・カルノー、ブノワ・ポール・エミール・クラペイロン、ジェームズ・プレスコット・ジュールらの初期の業績を参考に、彼は力学、熱、光、電気、磁気のすべてを単一の力、今日の用語で言えばエネルギーの現れとして扱い、それらの間の関係を仮定した。彼はその理論を著書「力の保存則について」（1847年）に発表した。^[7]

1850年代から60年代にかけて、ウィリアム・トムソンの出版物を基に、ヘルムホルツとウィリアム・ランキンが宇宙の熱的死という考えを広めました。

流体力学において、ヘルムホルツは非粘性流体の渦動力学に関するヘルムホルツの定理を含むいくつかの貢献をしました。

• 
  ヘルムホルツの「Uber die Erhaltung der Kraft」の 1889 年のコピー、no. 1
• 
  「Uber die Erhaltung der Kraft」のタイトルページ、no. 1
• 
  「Uber die Erhaltung der Kraft」の最初のページ、no. 1

ヘルムホルツは、人間の視覚と聴覚の科学的研究の先駆者でした。心理物理学に触発され、彼は測定可能な物理的刺激とそれに対応する人間の知覚との関係に興味を持っていました。たとえば、音波の振幅は変化し、音が大きく聞こえたり小さく聞こえたりしますが、音圧振幅の線形ステップは、知覚される音量の線形ステップにはなりません。等間隔で線形に聞こえるためには、物理​​的な音を指数関数的に増加させる必要があり、これは現在の電子機器で音量を制御するために使用されています。ヘルムホルツは、「心理物理学的法則」を開発することを目標に、物理的エネルギー (物理学) とその認識 (心理学) の関係に関する実験的研究の道を開きました。

ヘルムホルツの感覚生理学は、ヘルムホルツの弟子で実験心理学の創始者の一人とされるヴィルヘルム・ヴントの研究の基礎となった。ヘルムホルツよりも明確にヴントは、自らの研究を経験哲学の一形態であり、心を別のものとして研究するものだと説明した。ヘルムホルツは、自然哲学を否定する初期の段階で唯物論の重要性を強調し、「心」と身体の統一性に重点を置いた。^[8]

1851年、ヘルムホルツは、人間の目の内部を検査する器具である検眼鏡を発明し、眼科学の分野に革命を起こした。これにより、彼は一夜にして世界的に有名になった。当時のヘルムホルツの関心は、感覚の生理学にますます集中していった。彼の主著である『生理光学ハンドブック』（第3巻の英訳はこちら）は、奥行き知覚、色覚、運動知覚に関する実証的な理論を提供し、19世紀後半の彼の分野における基本的な参考書となった。1867年に出版された最終第3巻で、ヘルムホルツは知覚における無意識の推論の重要性について述べた。このハンドブックは、1924年から1925年にかけて、アメリカ光学会の委託によりジェームズ・P・C・サウスオールの編集により初めて英訳された。彼の適応理論は、20 世紀最後の 10 年間まで異論を唱えられることはなかった。

ヘルムホルツは数十年にわたってハンドブックの複数の版の作成に取り組み続け、空間視覚と色覚に関して相反する見解を持つエヴァルト・ヘリングとの論争のため、頻繁に改訂を重ねた。この論争は 1800 年代後半に生理学の分野を分裂させた。

1849年、ケーニヒスベルク滞在中にヘルムホルツは神経繊維に沿って信号が伝わる速度を測定した。当時、ほとんどの人は神経信号が神経に沿って計り知れない速さで伝わると信じていた。^[9]彼は解剖されたばかりのカエルの坐骨神経とそれが付着しているふくらはぎの筋肉を使用した。彼は検流計を高感度の計時装置として使用し、針に鏡を取り付けて光線を部屋の向こう側の目盛りに反射させ、感度を大幅に高めた。^{[ 9] ヘルムホルツは[10] [11]}伝送速度が毎秒24.6～38.4メートルの範囲であると報告した。 ^[9]

1863年、ヘルムホルツは「音の感覚」を出版し、再び知覚の物理学への関心を示した。この本は20世紀まで音楽学者に影響を与えた。ヘルムホルツは、複数の音を含む複雑な音の純粋な正弦波成分のさまざまな周波数やピッチを識別するためにヘルムホルツ共鳴器を発明した。^[12]

ヘルムホルツは、共鳴器の異なる組み合わせが母音を模倣できることを示した。特にアレクサンダー・グラハム・ベルはこれに興味を持ったが、ドイツ語が読めなかったため、ヘルムホルツの図を、ヘルムホルツが複数の周波数を有線で送信し、電信信号の多重化を可能にしたと誤解した。しかし実際には、電力は共鳴器を動かし続けるためだけに使われていた。ベルはヘルムホルツがやったと思っていたことを再現することはできなかったが、後に、もしドイツ語が読めたら、ハーモニック電信原理で電話を発明することはなかっただろうと語った。^{[13] [14] [15] [16]}

アレクサンダー・J・エリスの翻訳は1875年に初めて出版された（最初の英語版は1870年のドイツ語第3版からの翻訳であり、エリスによる1877年の第4ドイツ語版からの2番目の英語版は1885年に出版され、1895年と1912年の第3および第4英語版は第2版の再版であった）。^[17]

ヘルムホルツは1869年から1871年にかけて電気振動の現象を研究し、1869年4月30日にハイデルベルク自然史医学協会で行った「電気振動について」と題する講演で、ライデン瓶と結合したコイルの知覚可能な減衰電気振動の持続時間は約1/50秒であると述べました。^[18]

1871年、ヘルムホルツは物理学の教授になるためにハイデルベルクからベルリンに移った。彼は電磁気学に興味を持ち、ヘルムホルツ方程式は彼の名にちなんで名付けられた。彼はこの分野に大きな貢献はしなかったが、彼の弟子であるハインリヒ・ルドルフ・ヘルツは電磁放射を初めて実証したことで有名になった。オリバー・ヘヴィサイドはヘルムホルツの電磁理論が縦波の存在を認めているとして批判した。マクスウェル方程式の研究に基づき、ヘヴィサイドは縦波は真空や均質な媒体では存在できないと断言した。しかしヘヴィサイドは縦波が境界や密閉空間に存在する可能性があることには触れなかった。^[19]

ヘルムホルツは科学哲学において経験主義と超越主義の間で揺れ動いた。 ^[20]

科学の追求において、即時の実用性を求める者は、それが無駄な努力であることを確信できるだろう。—学術的談話（ハイデルベルク 1862）^[21]

ベルリンにおけるヘルムホルツの他の学生や研究仲間には、マックス・プランク、ハインリヒ・カイザー、オイゲン・ゴールドシュタイン、ヴィルヘルム・ウィーン、アルトゥール・ケーニヒ、ヘンリー・オーガスタス・ローランド、アルベルト・A・ミヒェルソン、ヴィルヘルム・ヴント、フェルナンド・サンフォード、ミヒャエル・I・プーピンなどがいた。 1869年から1871年までハイデルベルクでヘルムホルツの同僚だったレオ・ケーニヒスベルガーは、1902年にヘルムホルツの決定的な伝記を書いた。

• 1873年、ヘルムホルツはアメリカ哲学協会の会員に選出された。^[22]
• 1881年、ヘルムホルツはアイルランド王立外科医師会の名誉会員に選出された。^[23]
• 1881 年 11 月 10 日、彼はレジオン ドヌール勲章、オー グレード ドゥ コマンドール、つまり上級等級であるレベル 3 を授与されました。 （No.2173）。
• 1883 年、ヘルムホルツ教授は皇帝から名誉を授かり、貴族、つまりアーデルに列せられました。アーデルングとは、教授とその家族がフォンヘルムホルツと呼ばれるようになったことを意味します。この栄誉は貴族階級や称号ではなく、世襲制で、一定の社会的地位を与えるものでした。
• ヘルムホルツは1884年にスコットランドの技術者・造船業者協会の名誉会員に任命された。^[24]
• ドイツ最大の研究機関協会であるヘルムホルツ協会は彼にちなんで名付けられました。^{[3] [25]}
• 小惑星11573ヘルムホルツと月のヘルムホルツクレーター、そして火星のヘルムホルツクレーターは彼にちなんで名付けられました。^{[26] [27] [28]}
• ベルリンのシャルロッテンブルクにあるヘルムホルツ通りは、フォン・ヘルムホルツにちなんで名付けられている。^[29]

• Über die Erhaltung der Kraft (ドイツ語)。ライプツィヒ：ヴィルヘルム・エンゲルマン。 1889年。
• Vorlesungen über die elektromagnetische Theorie des Lichts (ドイツ語)。ライプツィヒ：ヨハン・アンブロジウス・バルト。 1897年。
• Vorlesungen über die mathematischen Principien der Akustik (ドイツ語)。ライプツィヒ：ヨハン・アンブロジウス・バルト。 1898年。
• Vorlesungen über die Dynamik discreter Massenpunkte (ドイツ語)。ライプツィヒ：ヨハン・アンブロジウス・バルト。 1898年。
• Dynamik continuirlich verbreiteter Massen (ドイツ語)。ライプツィヒ：ヨハン・アンブロジウス・バルト。 1902年。
• Vorlesungen über die Theorie der Wärme (ドイツ語)。ライプツィヒ：ヨハン・アンブロジウス・バルト。 1903年。
• Vorlesungen über Theoretische Physik (ドイツ語)。ライプツィヒ：ヨハン・アンブロジウス・バルト。 1903年。

• 力の保存について(1847) HathiTrust
• Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik (フランス語)。パリス：マッソン。 1874年。
• ヘルムホルツ、ハーマン (1876)。「顕微鏡の光学容量の限界について」。月刊顕微鏡ジャーナル。16 :15–39。doi :10.1111/j.1365-2818.1876.tb05606.x 。
• Populäre wissenschaftliche Vorträge。ニューヨーク：アップルトン。 1885年。
• 力の保存について（1895年） 1862年から1863年の冬にカールスルーエで行われた一連の講義の序文、英語訳
• 音楽理論の生理学的基礎としての音の感覚について（カリフォルニアデジタルライブラリからダウンロード可能）1877年の第4版ドイツ語版に基づく英語翻訳第3版、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ、アレクサンダー・ジョン・エリス著、ロングマンズ、グリーン社発行、1895年、576ページ
• 音楽理論の生理学的基礎としての音感について（Google ブックスからダウンロード可能）第 4 版、ヘルマン フォン ヘルムホルツ、アレクサンダー ジョン エリス著、ロングマンズ グリーン社発行、1912 年、575 ページ
• 生理光学論文集（1910年）全3巻。アメリカ光学会による英訳（1924～25年）。
• 科学的な主題に関する一般向け講義（1885年）
• 科学に関する一般向け講義第2シリーズ（1908年）

• ヘルムホルツコイル
• ベルリン出身者のリスト
• ヘルマン・フォン・ヘルムホルツにちなんで名付けられたものの一覧
• 新カント主義
• 色彩理論

• カハン、デイビッド・ヘルムホルツ：科学に生きる人生。 シカゴ大学出版局、2018年 。ISBN 978-0-226-48114-2。 
• コーエン、ロバート、およびワルトフスキー、マルクス、編著、ライデル訳。ヘルムホルツ：認識論的著作、1977年。
• エワルド、ウィリアム B. 編『カントからヒルベルトまで:数学の基礎の参考書』、全2巻、オックスフォード大学出版局、1996年。
  • 1876年。「幾何学的公理の起源と意味」、663-88ページ。
  • 1878年。「知覚における事実」、698-726。
  • 1887年、「認識論的観点からの番号付けと測定」、727-52。
• グラウンドウォーター、ジェニファー。アレクサンダー・グラハム・ベル：発明の精神。カルガリー：Altitude Publishing、2005年。ISBN 1-55439-006-0。 
• ジャクソン、マイルス W. 『調和のとれた三人組：19 世紀ドイツの物理学者、音楽家、楽器製作者』（MIT 出版、2006 年）。
• カール、ラッセル編、ウェスリアン。ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ選集、ユニバーシティ・プレス、1971年。
• ケーニヒスベルガー、レオ。ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ、フランシス・A・ウェルビー訳（ドーバー、1965年）
• マッケンジー、キャサリン。アレクサンダー・グラハム・ベル。ホワイトフィッシュ、モンタナ州：ケシンジャー出版、2003年。ISBN 978-0-7661-4385-2。2009年7月29日閲覧。 
• シュルマン、セス。『テレフォン・ギャンビット：アレクサンダー・ベルの秘密を追う』ニューヨーク：ノートン・アンド・カンパニー、2008年。ISBN 978-0-393-06206-9。 

• デイヴィッド・カーハン：ヘルムホルツ：科学に生きる（シカゴ大学、2018年）。ISBN 978-0-226-48114-2 
• デイヴィッド・カハン（編）：ヘルマン・フォン・ヘルムホルツと19世紀科学の基礎。カリフォルニア大学バークレー校、1994年、ISBN 978-0-520-08334-9。 
• グレゴール・シーマン：ヘルマン・フォン・ヘルムホルツのメカニズム：確実性の喪失。古典的自然哲学から現代的自然哲学への移行に関する研究。ドルドレヒト：シュプリンガー 2009、ISBN 978-1-4020-5629-1。 
• スティーブン・シェイピン、「（まったく）すべての理論家」（デイヴィッド・カーハン著『ヘルムホルツ：科学に生きる人生』シカゴ大学出版局、2018年、ISBN 978-0-226-48114-2、937ページのレビュー）、ニューヨーク・レビュー・オブ・ブックス、第66巻第15号（2019年10月10日）、29～31ページ。 
• フランツ・ヴェルナー：ヘルマン・ヘルムホルツ「ハイデルベルガー・ヤーレ」（1858–1871）。 (= Sonderveröffentlichungen des Stadtarchivs Heidelberg 8)。ミット52アビルドゥンゲン。ベルリン/ハイデルベルク (シュプリンガー) 1997。
• ケネス・L・カネヴァ：ヘルムホルツとエネルギー保存則：創造と受容の文脈。MITプレス、ケンブリッジ、マサチューセッツ州、2021年、ISBN 978-0-262-04573-5

Wikiquoteにヘルマン・フォン・ヘルムホルツに関する引用があります。

ウィキソースには、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツに関する原著作品があります。

ウィキメディア・コモンズには、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツに関連するメディアがあります。

• 「ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ」（死亡記事）。王立協会（イギリス）。（1894 年）。ロンドン王立協会紀要。ロンドン：テイラー アンド フランシス社印刷。
• 「ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ」レオ・ケーニヒスベルガー著（オックスフォード：クラレンドン出版、1906年）インターネットアーカイブより
• 「ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ」リディア・パットン著、スタンフォード哲学百科事典
• 「ヘルマン・ルートヴィヒ・フェルディナンド・フォン・ヘルムホルツ教授」、ファミリーサーチ
• オコナー、ジョン J.、ロバートソン、エドマンド F.、「ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ」、マクチューター数学史アーカイブ、セント・アンドリュース大学
• JG マッケンドリック『ヘルマン・ルートヴィヒ・フェルディナント・フォン・ヘルムホルツ』（ロンドン：アンウィン、1899 年）
• マックス・プランク科学史研究所のバーチャルラボにおける経歴、参考文献、デジタル資料へのアクセス
• International Music Sc​​ore Library Project (IMSLP)のヘルマン・フォン・ヘルムホルツによる無料楽譜( Die Lehre von den Tonempfindungen )
• ヘルムホルツの (1867) Handbuch der physiologischen Optik 2019 年 4 月 12 日にウェイバック マシンにアーカイブ –リンダ ホール図書館からのデジタル ファクシミリ
• 数学系譜プロジェクトにおけるヘルマン・フォン・ヘルムホルツ
• LibriVoxの Hermann von Helmholtz の作品(パブリック ドメイン オーディオブック)