Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (нем.Hermann von Helmholtz) считается в Германии национальным достоянием. Ему удалось стать первым врачом среди ученых и первым ученым среди врачей.
С именем врача, математика, психолога, профессора физиологии и физики Гельмгольца - изобретателя глазного зеркала, в 19 веке неразрывно связана коренная реконструкция физиологических представлений. Блестящий знаток высшей математики и теоретической физики, он поставил эти науки на службу физиологии и добился выдающихся результатов.
Изучаяя его биографию, не перестаешь удивляться и восхищаться: он обладал плохой памятью, учился весьма посредственно и окончил гимназию с грехом пополам. Во время его учебы в гимназии никто даже подумать не мог, что он столько полезного сделает в науке! Однако Герман сделался выдающимся физиологом.
Отец Германа Август-Фердинанд-Юлиус Гельмгольц (1792-1859) получил высшее образование в Берлинском университете, где сначала учился на теологическом факультете и занимался философией. В 1820 году он выдержал специальный экзамен и получил место старшего учителя в гимназии Потсдама.
В первый год своего учительства он женился на Каролине Пенн. В гимназии Август-Фердинанд преподавал немецкий язык, философию, толковал Платона, читал Гомера, Вергилия, Овидия и даже одно время преподавал математику и физику. Любимым предметом, однако, была греческая литература и культура. Как выдающийся педагог в 1827 году он был назначен субректором, а год спустя получил звание профессора.
Когда в этой же гимназии стал учиться его сын Герман, языки ему давались труднее, чем остальным, историю он едва осилил, мукой было учить наизусть отрывки в прозе. Когда в классе читали Цицерона или Вергилия, он под столом вычислял ход лучей в телескопах и уже тогда нашел некоторые оптические теоремы, о которых ничего не говорилось в учебниках.
В 1838 году Герман окончил гимназию, и встал вопрос о выборе карьеры. Из наук его более всего привлекало естествознание. Однако отсутствие необходимых средств заставило отца Германа отсоветовать сыну идти на естественный факультет, и Герман решил изучать медицину, что может помочь ему в будущем устроиться так, чтобы не прерывать своих занятий физикой и математикой.
Единственным родственником, причастным к науке в семье Гельмгольца, был Муренин, занимавший видную должность. Он взялся похлопотать, чтобы Германа приняли на государственный счет в Военный Медико-хирургический институт Фридриха-Вильгельма в Берлине, который готовил военных врачей.
Семнадцатилетний студент в первом семестре изучал физику, химию и анатомию и за первый год прослушал логику, историю, латинский и французский языки. Герману повезло не только с сокурсниками (с ним училась целая плеяда будущих корифеев физиологии, составившая цвет немецкой науки: Карл Людвиг, Дюбуа-Реймон, Брюкке, Вирхов, Шванн), но и с преподавателем физиологии Иоганнесом Мюллером, светилом немецкой физиологической науки.
Учеников Мюллера объединяло одинаковое стремление связать физику с физиологией и найти для их обоснования более прочный фундамент. Герман значительно превосходил своих друзей в знании математики, которая давала ему возможность точно «формулировать задачи и давать методом их решения правильное направление».
Работа Германа Гельмгольца в лаборатории Мюллера, начатая блестяще в студенческие годы и захватившая его, была осенью 1842 года прервана практической работой в качестве хирурга в военном госпитале Шаритэ в Берлине, продолжавшаяся целый год и отнимавшая у него ежедневно время от 7 утра до 8 вечера. Тем не менее 2 ноября 1842 года Герман защитил докторскую диссертацию на латинском языке «О строении нервной системы беспозвоночных». Тему ему предложил сам Мюллер. В этой диссертации молодой ученый впервые доказал, что известные элементы нервной ткани - нервные клетки и волокна соединены друг с другом и составляют части неразрывного целого, получившего в дальнейшем название нейрона.
По окончании института Гельмгольц направляется в знаменитую Берлинскую больницу Шаритэ ординатором, там же работал Вирхов. Одновременно он трудится в домашней лаборатории Густава Магнуса - автора изданий по механике, гидродинамике, теплоте и т.п. Гельмгольцу предстояла семилетняя отработка стипендии в качестве военного врача. Ему удалось устроиться в Потсдаме, недалеко от Берлина: в октябре 1843 года он служил эскадронным хирургом королевского лейб-гвардии гусарского полка. Жил Гельмгольц в казарме, вставал, как все, в пять часов утра по сигналу кавалерийской трубы. Несмотря на все неудобства казарменного быта, он умудрился устроить маленькую физико-физиологическую лабораторию и в 1845 году произвел свои опыты по расходу веществ при мышечной работе, для чего Дюбуа-Реймон передал ему портативные весы.
По рекомендации Иоганнеса Мюллера Гельмгольца приглашают в 1849 году профессором физиологии в университет Кёнигсберга. В Кёнигсберге он сконструировал ряд оригинальных измерительных приборов. Самый знаменитый сконструированный им прибор - глазное зеркало (офтальмоскоп), который дал возможность наблюдать глазное дно, маятник Гельмгольца, позволяющий подвергать ткань быстро следующим друг за другом раздражениям с точной дозировкой времени. И в настоящее время офтальмоскоп играет огромную роль при диагностике не только глазных болезней, но и нервных заболеваний, таких как опухоли мозга, сухотка спинного мозга и т.д.
На офтальмологическом конгрессе в Париже, где он в 1867 году прочитал доклад о чувстве рельефа, на торжественном обеде сказали: «Офтальмология была во мраке; – Бог сказал, что Гельмгольц родился, – и воссиял свет».
Кёнигсбергский период научной деятельности Гельмгольца был наиболее продуктивным. Там же он развил физиологическую теорию слуха, по которой в основе способности различать звуковые тона лежит явление резонанса.
Труды Гельмгольца в области физиологии посвящены изучению нервной и мышечной систем. Он обнаружил и измерил теплообразование в мышце термоэлектрическим методом (1845-1847) и, пользуясь им же разработанной графической методикой, детально изучил процесс мышечного сокращения в опытах на лягушке.
Крупные работы, принесшие Гельмгольцу мировую известность и обратившие на себя внимание Парижской академии наук, побудили прусское министерство народного просвещения утвердить Гельмгольца в 1851 году ординарным профессором, что значительно улучшило его материальное положение. В августе 1853 года Гельмгольц, оставив жену с двумя детьми у родных, предпринял первое путешествие в Англию, где познакомился с Фарадеем.
В области физиологии зрения он разработал способы определения кривизны оптических поверхностей глаза, в 1853 году дал теорию аккомодации. Показал, что зрительная оценка величины и удаленности предметов основана на своеобразных мышечных ощущениях, возникающих при движении мышц глаза.
Идея Гельмгольца о роли мышечного чувства в формировании восприятий была глубоко разработана в психофизиологических трудах И.М. Сеченова.
При разработке вопросов физиологии зрения Гельмгольцу постоянно помогала его жена, которая была для него другом и помощником; она переписывала его рукописи, ей первой он читал свои лекции. В 1854 году тихая, счастливая, уединенная жизнь была омрачена смертью его горячо любимой матери. В то же время туберкулез жены начал угрожать ее здоровью. Гельмгольц стал предпринимать меры, чтобы переселиться в другой город, где климат был мягче, и такая возможность ему представилась, когда освободилась кафедра физиологии и анатомии в Бонне. В 1855 году он получил назначение на кафедру анатомии и физиологии в Боннский университет, где проработал до 1858 г.
В 1857 году баденское правительство предложило Гельмгольцу перейти на кафедру физиологии в знаменитый Гейдельбергский университет, где уже работали профессорами два его близких друга – Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф. Маленький Гейдельберг, один из городов герцогства Баденского. На холме – развалины старинного замка. Смотрят в воды Неккара кудрявые дубравы. Гейдельбергцы пышно именовали Дворцом природы скромное двухэтажное здание, в котором размещалась лаборатория Гельмгольца.
Благостный пейзаж Гейдельберга нарушило обострение тяжелой болезни жены. 28 декабря 1859 года Ольга Гельмгольц скончалась. В связи с тяжелым нервным состоянием и усталостью у Гельмгольца участились обморочные состояния, бывавшие и раньше. На его руках остались двое маленьких детей. Через год он сделал предложение Анне Моль, племяннице профессора персидского языка в Коллеж де Франс Парижа. Анна большую часть своей жизни провела в Париже и Лондоне, была высокообразованной девушкой. После возвращения Гельмгольца из Англии 16 мая 1861 года состоялась свадьба с Анной фон Моль. 22 ноября 1862 года Гельмгольц избирается проректором Гейдельбергского университета.
Работы Гельмгольца увели его далеко за пределы физиологии, поэтому нет ничего удивительного в том, что когда освободилась кафедра физики в Берлинском университете, то Дюбуа-Реймон - ректор Берлинского университета, направил Гельмгольцу предложение возглавить первую кафедру физики в Германии. 13 февраля 1871 года, возвращаясь из путешествия по Швейцарии, Гельмгольц был приглашен в Версаль, где Вильгельм I подписал его назначение профессором физики. По этому поводу Дюбуа-Реймон заметил: «Произошло неслыханное дело: медик и профессор физиологии занял главную физическую кафедру Германии».
Вскоре Германа фон Гельмгольца избирают профессором физики в Медико-хирургическую академию, в которой он получил свое научное образование. Здесь, продолжая свои работы по физиологической акустике и оптике, он все более и более отходит от медицины, переходит к чисто физическим вопросам. Он также получил от Уильяма Томсона запрос, не желает ли он занять кафедру экспериментальной физики в Кембридже, где первым профессором физики был знаменитый Максвелл и позже наиболее крупный из современных физиков Э.Резерфорд.
В 1873 году на него обрушилась еще одна семейная трагедия, умерла его дочь Кэт. Гельмгольц тяжело пережил потерю родного человека. Но жизнь идет дальше. 15 октября 1877 года Гельмгольц избирается ректором Берлинского университета и тогда же публикует работу «О мышлении и медицине», представляющую глубочайший интерес до сего времени.
В 1888 году его назначают президентом Физико-технологического государственного учреждения; эту должность он совмещал с профессурой по теоретической физике в университете до самой смерти. Здесь им были созданы труды по физике, биофизике, физиологии, психологии. Он разрабатывал термодинамическую теорию химических процессов, ввёл понятия свободной и связанной энергии. Заложил основы теорий вихревого движения жидкостей и аномальной дисперсии…
Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц скончался 8 сентября 1894 года в 1 час 11 минут после полудня на 72 году жизни... Да будет благославенная о нем память!
В Германии Германа Людвига Фердинанда фон Гельмгольца считали национальным сокровищем и были очень недовольны описанием одного англичанина, что с виду Гельмгольц похож скорее на итальянца, чем на немца.