Zum 200. Geburtstag von Hermann von Helmholtz

Ein Wissenschaftler von universalem Geist

El fisiólogo y físico alemán Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (a partir de 1883 von Helmholtz) nació el 31 de agosto del 1821, hace 200 años, en Potsdam. Como polímata, hizo importantes contribuciones a la óptica, la acústica, la electrodinámica, la termodinámica y la hidrodinámica. Fue uno de los científicos naturales más influyentes de su época.

Studium

Hermann Helmholtz wurde vor 200 Jahren als Sohn von August Ferdinand Julius Helmholtz und Caroline Penne geboren. Er besuchte das Gymnasium «Große Stadtschule» in seiner Geburtsstadt Potsdam, an dem sein Vater als Direktor tätig war und von dem er schon zuvor in Philosophie sowie alten und neuen Sprachen unterrichtet worden war. Schon als 17-Jähriger hatte er großes Interesse an der Physik. Die Naturwissenschaften, insbesondere die Physik, galten damals jedoch als «Fächer der brotlosen Kunst», daher studierte Helmholtz ab 1838 Medizin am Medizinisch-Chirurgischen Friedrich-Wilhelm-Institut in Berlin, wo er 1842 mit einer Arbeit in mikroskopischer Anatomie promoviert wurde. Er war ein überdurchschnittlicher Absolvent, jedoch deutete zunächst wenig auf eine akademische Karriere hin. Er arbeitete ein Jahr lang als Unterarzt an der Charité und diente ab 1843 in Potsdam, da das Studium an dem von ihm gewählten Institut die Verpflichtung zu einem anschließenden achtjährigen Militärdienst einschloss. 1846 wurde er Militärarzt im königlichen Regiment, aber bereits 1848 auf Empfehlung Alexander von Humboldts vorzeitig aus dem Militärdienst entlassen, unterrichtete er dann Anatomie an der Berliner Kunstakademie.

Familie

1849 heiratete Helmholtz Olga von Velten, die 1859 verstarb und ihn mit zwei kleinen Kindern zurückließ. 1861 heiratete er seine zweite Frau, Anna von Mohl. Aus beiden Ehen gingen insgesamt fünf Kinder hervor, drei Söhne und zwei Töchter. Ein Sohn aus erster Ehe war der Eisenbahnkonstrukteur Richard von Helmholtz; eine Tochter aus der zweiten Ehe war Ellen von Siemens-Helmholtz, Ehefrau des Industriellen Arnold von Siemens und Schwiegertochter von Werner von Siemens.  

Professuren und wissenschaftliche Arbeit

1848 nahm Helmholtz eine Professur für Physiologie in Berlin an, 1855 in Bonn und drei Jahre später in Heidelberg, wo er bis 1870 als erster Inhaber eines Physiologielehrstuhls an der dortigen Universität tätig war. Im selben Jahr wurde er zum auswärtigen Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften sowie zum Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften gewählt. Im Jahr 1870 starb der Ordinarius für Physik an der Friedrich-Wilhelms-Universität Berlin, Heinrich Gustav Magnus. Helmholtz wurde diese Professur angeboten. Da er sich in den letzten Jahren mehr mit Physik als mit Physiologie befasst hatte, nahm er das Angebot an. Helmholtz galt schon damals als einer der größten und vielseitigsten Denker und Forscher in Deutschland. Im Jahr 1883 wurde er in den Adelsstand erhoben. Ab 1882 war er, neben Wilhelm Foerster und Werner von Siemens, einer der Initiatoren für die spätere Gründung der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt. Die vielen Neuerungen in der Elektrotechnik, der Messung von Strommengen bedurfte einer einheitlichen Normung. 1888 wurde Helmholtz der erste Präsident der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt in Charlottenburg.

Er gehörte verschiedenen weiteren Akademien und Gelehrtengesellschaften im In- und Ausland an, darunter der Royal Society of Edinburgh, der Königlich Schwedischen Musikakademie und der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften in Uppsala, der Königlichen Physiographischen Gesellschaft in Lund sowie der American Academy of Arts and Sciences, der American Philosophical Society und der National Academy of Sciences.

Forschung

Helmholtz war ein außerordentlich vielseitiger Wissenschaftler, der sich auch für die Zusammenhänge von Physik, Physiologie, Psychologie und Ästhetik interessierte. Beispielsweise gelangte er durch physiologische Untersuchungen über Gärung, Fäulnis und die Wärmeproduktion der Lebewesen zur Ausformulierung des Energieerhaltungssatzes, also eines elementaren Gesetzes der Physik. In Heidelberg befasste sich Helmholtz ab 1858 mit den medizinischen Grundlagen der optischen und akustischen Physiologie und zur selben Zeit mit Fragen der theoretischen Physik (Hydro- und Elektrodynamik) sowie mathematischen Fragestellungen (Geometrie). 

Aus zusammengekitteten Brillengläsern und Deckgläschen für mikroskopische Zwecke entwickelte er den Augenspiegel zur Betrachtung des Augenhintergrundes. Helmholtz verhalf außerdem der von Thomas Young aufgestellten additiven Theorie des Farbensehens zum Durchbruch, wobei er zeigte, dass drei Grundfarben zur Erzeugung aller anderen genügen. Er vermutete, dass es deshalb drei Arten von Fotorezeptorzellen im Auge geben müsse (Dreifarbentheorie). 1851 erfand er das Ophthalmometer zur Bestimmung der Krümmungsradien der Augenhornhaut und 1857 das Telestereoskop. Er entwickelte eine mathematische Theorie zur Erklärung der Klangfarbe durch Obertöne, die Resonanztheorie des Hörens und darauf basierend «Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik».

Mit der Aufstellung der Wirbelsätze über das Verhalten und die Bewegung von Wirbeln in reibungsfreien Flüssigkeiten lieferte Helmholtz wichtige Grundlagen der Hydrodynamik. Mathematisch ausgearbeitete Untersuchungen über Naturphänomene wie Wirbelstürme, Gewitter oder Gletscher machten Helmholtz zum Begründer der wissenschaftlichen Meteorologie.

Hermann von Helmholtz verstarb am 8. September 1894 in Charlottenburg bei Berlin. Er fand seine letzte Ruhe auf dem Friedhof Wannsee. Sein Grab ist seit 1967 als Ehrengrab der Stadt Berlin gewidmet.