什么会走上物理研究的道路?他想了想说,这个问题很难回答,或者说,那只是一个自然而然的过程,很难用什么原因来描述它。但不管怎样,随着赫尔姆霍茨学习的进步,成为物理学家的.念头更加强烈而坚定了。他像海绵吸水似的仔细阅读、认真学习物理书籍,并且尝试着用手边能找得到的有限工具来重复、模仿书上的各种物理实验,撰写研究心得文章。据记载,他曾经用当地可以找到的眼镜玻璃和透镜做了一台光学仪器,为一家科研机构解决了不少问题。而他在中学写的一篇题为《论自由落体定律》的论文,已经表明了他对物理学中一些重大深远问题的深思熟虑。

  1838年10月,赫尔姆霍茨以优异的成绩完成了中学学业,正准备上大学时,在选择专业上又出现了问题。按他的兴趣,他想进大学物理系,然而,父母这次却没有依他,坚持要他学医。他们这样做也是为儿子考虑,在父母看来,搞物理并不是一个可以养家糊口的职业。另外,进物理系的学费很高,不是赫尔姆霍茨这样的家庭所能承受得了的。最终,赫尔姆霍茨还是顺从了父母的意愿,进了受政府资助的医学院。从此,他与医学结下了不解之缘。这一步是走对了。他的成功很大程度上就要归功于进入医学界。

  能量守恒学说的创立者之一

  1838年10月,赫尔姆霍茨来到柏林皇家医学院弗里德里希‘威耳赫尔姆研究所,带着对知识的渴求和对科学的炽爱,开始了5年学医生涯,并于1842年11月获医学博士学位。在此期间,当时著名的生理学家弥勒教授对他学术道路的选择产生了决定性的影响。

  19世纪是物理学高歌猛进的时代。随着对自然认识的加深,人们开始对自然科学的材料进行研究、整理,力图建立一个具有普遍联系性的自然图景。热电效应、电热效应、电磁效应和电能与化学能之间的可转换性等等一系列重大科学发现,尤其是动量、能量守恒理论被世人的认同和接受,使得这种努力结出硕果成为可能。各个学科都在积极准备迎接这一科技新时代的到来,然而,惟独医学界还固步自封,没有加入到这一时代的潮流中来。这表现在关于生物有机体“生命活力 ”的本性和来源问题的久争未决。然而这恰恰关系到动量、能量守恒原理能否在医学界应用的问题。时代的问题就是每一个科学工作者义不容辞要回答的任务。在导师弥勒的带领下,赫尔姆霍茨的工作一开始就定位于探索生物有机体与动量、能量守恒理论的关系,并致力于把研究生物有机体的生理学的发展建立在牢固的物理学理论基础之上。

  美国科学家、控制论的创始人维纳曾说:“在科学发展史上可以得到最大收获的领域,是各种已建立起来的学科之间的、被人忽视的无人区。”诚如此言,科学史上的许多事实都表明,广阔的无人区里正是科学家大显身手的处女地。不过万事开头难,尤其是在生理学与物理学之间这种前无古人的天地里,要开辟出一番新景象来,是要付出多么大的勇气和多少汗水啊!但这难不住赫尔姆霍茨,与别的学医的同学、同事不同,他有很强的数学和物理学知识基础,这使得他可以从不同的角度来反复思考同一类问题,从而可以更全面地看清问题的关键所在,了解其复杂性。同时,如果再灵活地运用实验的手段,则更能比较容易地解决它们。正是通过这种使各种学科、方法交叉利用的途径,赫尔姆霍茨大胆地对当时“生命力 ”问题研究当中盛行的“活力论”提出了质疑。“活力论”认为,生物有机体所具有的机械能和热量完全来自于本身内部的新陈代谢,所以有机体无需来自外界的能量,而依靠自身的能量就能永无休止地工作下去。然而赫”尔姆霍茨却用大量的证据,令人信服地指出,这种理论存在一个致命的缺陷,即认为“活力”可以不由他物而突然产生并且一旦有消耗也不能转化为他物,这本身就是一个物理学的悖论,与已知的力学原理不相符合。在他看来,在无机界,机械力、电力、化学力都是与同一种力或能量相等的,并且它们可以发生相互转化。而在有机界,这种情况也同样适用,他们在现实地发生、进行着。他在1843年写的《论发滞和腐烂的本质》和为《医学百科全书》所写的《生理热》,以及18451年《关于对动能的理论所做的工作报告》等论文中详细地阐述了这一睁琶点,而在1847年2月的《论力的守恒》一文中更是完成了对能量守磬理论的普适性的第一次完美论证。在文章中,他用一系列精确而伊靠的数学图式从生物有机体的活力论证开始,在力学、热学、电磁眵、化学和对有机界的大量实验事实的分析基础上,明白晓畅地论述舅力的守恒和能量转换原理及其在不同领域的内在关联性和普遍孽。这篇论文由于从各个学

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