بهذه المقالة سأبدأ دورة السيرة الذاتية التالية المخصصة للعلماء ، والتي بفضلها نعرف الكثير عن الطبيعة الفيزيائية للصوت.
اختياري ليس صدفة ، لأن هيرمان هيلمهولتز وضع الأسس الأساسية لمجالات المعرفة العلمية مثل: الصوتيات ، الديناميكا الكهربائية ، فسيولوجيا السمع ، الصوتيات الصوتية. من الصعب المبالغة في مساهمة هذا العالم في الفيزياء بشكل عام والصوتيات بشكل خاص. فيما يتعلق بالمعدات الصوتية والآلات الموسيقية ، من الصعب تخيل أي شيء لا تستخدم فيه اكتشافات هذا الشخص ودراساته.
ابتكر هيلمهولتز أولاً النموذج الكهروميكانيكي لمركب الصوت ، ووصف آلية السمع ، وبنى نموذجًا للأذن البشرية ، وأثبت طبيعة موجة الصوت. ينتمي العالم إلى التعريف الأول ، وواحد من أكثر التعاريف المتناسقة للجرس (وفقًا للأستاذ الدوشينا ، حدد بحث الصوت في هذا المجال لمدة 100 عام) ، وإنشاء مرنان ، ودراسات مفصلة لاهتزازات الأوتار. بصفته ابنًا حقيقيًا في عصره ، كان هلمهولتز لا يعمل فقط في مجال الصوتيات ، من بين عمل الباحث - البحث في الرياضيات ، وطبيعة الكهرباء ، وعلم النفس ، والديناميكا الحرارية ، والبصريات ، وعلم وظائف الأعضاء ، والطب ، والأرصاد الجوية.
بعبارة أخرى ، انخرط هيلمهولتز في كل ما يمكن تسميته في عصره بالابتكار ، وكل شيء كان طليعة العلم والتقدم. كان هيلمهولتز هو أحد قادة المجتمع المادي لألمانيا في منتصف إلى أواخر القرن التاسع عشر. ليس من قبيل المصادفة أن أكبر جمعية لمراكز البحث الألمانية سميت باسمه.
طفولة عبقرية: ابن قومي إنساني ، صالة ألعاب رياضية متواضعة
ولدت الألمانية Helmholtz في 31 أغسطس 1821 ، في عائلة أستاذ فقه اللغة فرديناند Helmholtz ، وهو مدرس ألماني ، وعميد فرعي في صالة ألعاب بوتسدام ، وربة المنزل كارولين هيلمهولتز (ني بن ،) من أصل أمريكي.
من المثير للاهتمام أن والد العالم August-Ferdinand-Julius Helmholtz درس اللاهوت في جامعة برلين ، ثم أكمل بعد ذلك دراسته في كلية فقه اللغة الألمانية ، أي. كان إنسانيا في نخاع العظام.
كوطني حقيقي كان يحلم بإحياء ألمانيا ، قاطع فرديناند دراسته في الجامعة وكمتطوع متطوع شارك في الأعمال العدائية في 1813-1815. بعد الانتهاء من دراسته في عام 1820 ، حل أغسطس فرديناند مكان مدرس في صالة للألعاب الرياضية في بوتسدام وتزوج من كارولينا بن في نفس العام. بعد مرور عام ، يولد البكر ، الذي يُقدر له أن يصبح عبقريًا ويغير (وفي بعض الحالات يشكل) أفكار المعاصرين حول طبيعة عدد كبير من الظواهر.
ومن الغريب ، أنه عندما كان طفلاً ، لم يظهر الألماني هيلمهولتز أي علامات عبقرية ، ومن حيث المبدأ ، لم يظهر أي أمل في مستقبل واعد. وفقًا لذكرى الوالدين ، كان العالم المستقبلي مؤلمًا للغاية ومن سن مبكرة يعاني من اضطراب في الذاكرة ، مع صعوبة كبيرة في التمييز بين الجانبين الأيمن والأيسر. الدراسة في صالة الألعاب الرياضية التي درس فيها والده ، كان هيرمان طالبًا متوسطًا للغاية ، وكان يعاني من مشاكل في القواعد. الظرف الأخير غريب بشكل خاص ، نظرًا لتعليم والده.
ومع ذلك ، فإن أوجه القصور في القدرات الإنسانية تم تعويضها أكثر من الولع بالعلوم الدقيقة والطبيعية: الفيزياء والبيولوجيا والرياضيات. وفقا لمذكرات العالم نفسه ، حتى في سنوات دراسته كان مهتمًا بالبصريات ، وكطالب في صالة الألعاب الرياضية ، صاغ العديد من النظريات البصرية. بطريقة أو بأخرى ، ولكن لم يتم قبول مواهب هيلمهولتز من قبل معلمي صالة الألعاب الرياضية ، وفي سن 17 عامًا ، أكمل هيرمان دراسته بشهادة غير مؤثرة للغاية.
افضل فيزيائي بين الاطباء
على الرغم من الوضع الاجتماعي العالي نسبيًا لعائلة العالم المستقبلي ، فإن الوضع المالي للوالدين لم يسمح للصغار هيلمهولتز بالدراسة على نفقته الخاصة. كبديل ، بناءً على توصية الأقارب ، يختار هيرمان مهنة الجراح العسكري. من الممكن أن يكون اختيار الشاب قد تأثر بتجربة الخدمة العسكرية الناجحة وإدانة والده.
ويعتقد أن الاختيار يرجع إلى إمكانية التعليم المجاني في المعهد الملكي الطبي والجراحي الملكي في فريدريش فيلهلم ، مع تخصيص إلزامي كطبيب عسكري لمدة 8 سنوات. بعد التخرج بنجاح من الجامعة ، مارس هيلمهولتز في المنزل في بوتسدام. في "السرب الطبي" المريح في "ثكنات بوتسدام" ، كان الطبيب والفيزيائي خضروات حتى عام 1848 ، عندما لم يحصل ، بفضل العاملين الصالحين في المجال العلمي ، على "الإفراج المبكر" من توزيع الدولة. وتجدر الإشارة إلى أنه أثناء خدمة Helmholtz يجد الوقت والفرص للبحث. ترتبط هذه الفترة من حياة العالم بالاكتشافات في مجال القوانين الفيزيائية الأساسية.
يرجع الإنهاء المبكر للخدمة العسكرية من قبل العلماء إلى عريضة هومبولت ، التي أعجبت بدراسة هيلمهولتز Über die Erhaltung der Kraft - (حول الحفاظ على القوة) ، ضغطت على سلطات الفيزيائي كشخصية عظيمة في العلوم الأوروبية. في هذا العمل الأساسي ، يدعم Helmholtz قانون Mayer للحفاظ على الطاقة ، وصياغته بدقة أكبر ولا يترك مجالًا للنقاش حول وجوده. في وقت لاحق ، سيكرس العالم العديد من الأعمال الأخرى لموضوع الحفاظ على الطاقة في العمليات الكيميائية ، وفي عام 1881 سيشكل فكرة عن الطاقة الحرة.
في عام 1848 ، بعد الخدمة ، أصبح Helmholtz أستاذ علم التشريح في أكاديمية برلين للفنون. ومع ذلك ، فقد كان في هذا المنصب منذ أقل من عام. وبعد مرور عام ، يجلب له مجد النجم الصاعد للعلوم الألمانية لقب أستاذ علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض ، بالإضافة إلى مكان في جامعة Koenigsberg المرموقة.
بالتوازي مع الفيزياء ، يشارك Helmholtz في البحث في مجال علم وظائف الأعضاء. ينصب تركيز العالم على السمع والرؤية ، وكذلك العمليات الفسيولوجية العصبية ونمو الألياف العصبية. يعتبر الكثيرون أن العالم هو أحد "أجداد" علم النفس المعرفي الحديث وعلم وظائف الأعضاء العصبية وعلم الأعصاب. كان هو الذي قام بالمحاولة الأولى لوصف تأثير العمليات اللاواعية على الإدراك ، ولاحظ علاقة النفس وتفاعلات العضلات ، وبدأ في دراسة عمليات الذاكرة وتراكم الخبرة.
من بين دراسات هذه الفترة من حياة الفيزيائي ، يمكن للمرء أن يكتشف اكتشاف سرعة انتشار النبض العصبي. في نفس الوقت ، يجرب Helmholtz بنشاط البصريات. البحث النشط يؤتي ثماره ، في السنوات 1850-1851 ، اخترع العالم منظار عيون ومقياس للعين ، ستأخذ الأجهزة مكانها في الممارسة الطبية والعلمية.
الاكتشافات والاختراعات الصوتية
طوال عمله العلمي ، يقوم العالم باهتمام كبير بإجراء أبحاث تتعلق بعلم وظائف الأعضاء السمعية والصوتية. في السنوات 1849-1850 ، اكتشف العالم ظاهرة الرنين الصوتي في تجويف (Helmholtz الرنين) ولتحليل الإشارات الصوتية خلق جهاز خاص - مرنان.
مرنان Helmholtz - وعاء نحاسي كروي برقبة مفتوحة ، اخترعه Helmholtz لتحليل الإشارات الصوتية ، بناءً على الظواهر التي لاحظها Helmholtz و Rayleigh ، تم تطوير نظرية كمية من الرنين من هذا النوع.
اليوم ، يتم استخدام مبدأ مرنان Helmholtz بنشاط في المعالجة الصوتية للغرف ، وإنشاء قاعات الحفلات الموسيقية ، وصالات العرض ، واستوديوهات التسجيل الصوتي ، وغرف عديمة الصدى ، وكذلك كاتمات الصوت في السيارات.
الألواح الصوتية ، حيث يتم تطبيق مبدأ مرنان Helmholtzفي عام 1855 ، أصبح العالم رئيسًا لقسم التشريح وعلم وظائف الأعضاء في بون. في هذا الموقف ، في عام 1856 ، من خلال دراسة فسيولوجية الأحاسيس والأسس الفيزيائية للصوتيات عن كثب ، أنشأ العالم نموذجًا للأذن البشرية ، والذي يسمح للمرء بدراسة تأثير الصوت على جهاز السمع البشري. في نفس العام ، استكشف Helmholtz نغمات تركيبة ، ووضع الأساس لدراسة التشوهات غير الخطية للموجات الصوتية. خلق نظرية النغمات المركبة ، كان Helmholtz أول من لفت الانتباه إلى اللاخطية في الجهاز السمعي البشري ، وخاصة طبلة الأذن.
في عام 1858 ، قام العالم بتغيير مكان عمله مرة أخرى وأصبح رئيسًا لقسم علم وظائف الأعضاء في هايدلبرغ ، حيث واصل البحث الجسدي والفسيولوجي والنفسي والصوتي. بين 1850 - 1870 (لا توجد معلومات حول الوقت المحدد) طور Helmholtz واحدًا من النماذج الأولية لمركب حديث ، وهو جهاز يتيح لك تلقي صوت التردد الكهروميكانيكي بالضغط على المفتاح المقابل. في الوقت الحاضر ، يُعرف الجهاز باسم "جهاز Helmholtz الكبير لتوصيل نغمات 10 توافقيات" أو مركب فورييه.
في عملية دراسة خصائص الصوت ، فإن هيلمهولتز هو الذي يعطي أول تعريف علمي للجرس ، والذي سيعتمد عليه باحثو خاصية الصوت هذه لعقود.
"الجرس هو اختلاف في الجودة الموسيقية للنغمة (جرس) يعتمد فقط على وجود وقوة النغمات الجزئية (النغمات) ، ولا يعتمد على فرق الطور الذي تدخل به هذه النغمات الجزئية إلى التكوين."
فقط في السبعينيات من القرن العشرين يمكن أن تكمل المفهوم المتناغم للجرس.
في العديد من الأعمال حول الصوتيات وعلم وظائف الأعضاء السمعية ، يثبت Helmholtz بشكل لا يمكن دحضه أن الأحاسيس ، بما في ذلك السمع ، ذات طبيعة جسدية. في حين أن العقيدة السائدة في ذلك الوقت فسرت الأحاسيس والتصورات على أساس النهج اللاهوتي ، كعمل روحي غير مفهوم.
الاعتراف العالمي وغروب الشمس للعلوم الألمانية
في عام 1870 ، أصبح العالم عضوًا في الأكاديمية البروسية للعلوم ، حيث ترأس أول قسم فيزيائي ، وبعد ذلك قاد معهد الفيزياء. خلال هذه الفترة ، ركز هيلمهولتز على دراسة الديناميكا الكهربائية. يواصل العالم البحث العلمي النشط حتى نهاية حياته. لقد صُدم المعاصرون بخصوبة وضيق زميل يجمع بين البحث والتعليم النشط.
أريد أن أشير إلى أن الصوتيات احتلت العالم ليس أقل ، وبعض الفترات أكثر من غيرها من مجالات المعرفة الفيزيائية. في الوقت نفسه ، يتلقى العالم اعترافًا مدى الحياة في البيئة العلمية العالمية في المقام الأول للبحث في مجال الفيزياء الأساسية والرياضية. يأتي فهم وأهمية البحث الصوتي Helmholtz في وقت لاحق ، عندما يجد البحث تطبيقًا عمليًا.
من بين الطلاب والشركاء في بحث Helmholtz ، أسماء العلماء مثل: V. Wundt ، G. Herz ، L. Boltzmann ، I.M. سيشينوف ، دا لاتشينوف ، أ. ستوليتوف ، ك. Timiryazev. تتحدث المواقف التي يشغلها العالم ببلاغة عن أهميتها للعلم العالمي والألماني: مدير معهد الفيزياء ، وعميد جامعة برلين ، ورئيس معهد الفيزياء الإمبراطورية والتكنولوجيا. تشهد عضوية هيلمهولتز في أكاديميات العلوم البريطانية وبراغ وسان بطرسبرغ على الاعتراف الدولي.
في نهاية حياته ، يعاني العالم من المزيد والمزيد من مشاكل الذاكرة التي كان على دراية بها منذ الطفولة ، لكنه يواصل العمل والتدريس بإصرار الهوس. تجاوز الموت عبقرية في برلين في سبتمبر 1894.