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科、不同侧面确立了能量守恒理论的普萨性,从而成为物理学发展史上的经典杰作。也正是因为赫尔姆霍匿这种开创性的综合研究,能量守恒和能量转换原理才从最初的不睦善构想成为较成熟的理论,从原来对自然界的不连贯表述成为对孽然内在统一性的真正揭示。正是有鉴于此,虽然与他同时代的德鬯科学家迈尔和英国科学家焦耳也先后独立地发现了能量守恒和能匿转换律,但许多科学史学家仍然把赫尔姆霍茨当作这一定律的发明者当中最为杰出的一位。正如霍尔顿所指出的,“普遍的能量守恒定律的观念拥有一批强有力的、能言善辩的斗士,特别是一开始就参加这场斗争的年轻的德国生理学家兼物理学家赫尔姆霍茨。他通过数学证明指出了守恒定律在各个学科分支——力学、热学、电学、磁学、物理学及天文学中的精确程度……而这是当时仍默默无闻的迈尔没有完成,焦耳从不打算做的一项工作。”诚如斯言。 发明了“检眼镜”
“理论科学的最终目的就是发现自然的最终原因。”这既是赫尔姆霍茨一生忠信的科学信条,也是他一生追求的目标,他60年如一日地忘我工作着。在他所取得的众多科学成就当中,最能造福世人而且最为世人所知的一项就数“检眼镜”了。
“检眼镜”是一种医生用来检查病人眼睛视网膜的器械。它的结构和原理比较简单。利用凹面镜的反射和聚焦,照到病人的眼睛上,检查者就可以通过小孔检查病人的眼底了。说起赫尔姆霍茨发明这种器械,还是挺有意思的。
1849年5月,赫尔姆霍茨在柏林科学院院长洪堡的举荐下,从柏林艺术研究院进人大名鼎鼎的哲学家康德曾长期工作过的哥尼斯堡大学,任生理学课教授,讲解人体各器官的运作机制。眼睛,作为人体的一个重要器官是讲授的重点内容之一。由于眼睛的组织结构非常细微复杂,怎样把眼睛的章节讲解得深刻明白颇让他费了番脑筋。赫尔姆霍茨平时很注重对身体的保养,注意劳逸结合,这很大程度上是因为他幼小时就积下病根的缘故。他非常欣赏著名数学家高斯和康德在清晨思维最轻松、最活跃的时候工作的做法,自己从不勉强自己在极其疲惫的情况下还继续工作。在一段时间的紧张工作之后,他往往要休息一个小时,以彻底放松自己。在他看来,当疲劳消失,身体感到舒适的时候,也就是有用的思想——所谓“灵感”——涌现之时了。在准备眼睛一课时,赫尔姆霍茨也是这样做的。当他从堆满眼科书籍的书桌上站起身,到屋外的林荫小道散步之时,已经是深夜十点多钟了。满月的光辉给树林子内外的事物镶上了一抹迷人的晕边。他像往常一样,边散步边欣赏这人间难得的奇景。突然.一只不知谁家的花猫跳到了离他几米远的路当中,用那双绿油油的大眼睛好奇地向他看了看,又一蹿而去。只这么一下,让赫尔姆霍茨略感吃惊。当他继续向前走时,不知为什么脑子里却总在想着猫的那双绿眼睛。猫的眼睛怎么会发光呢?是什么使猫的眼睛显得这般清澈呢?他想,按照能量守恒和能量转化定律,只有燃烧着的东西才会发光,而猫眼中不可能有东西在燃烧,那么刚才看到的绿光也就是外界、月亮的反射光了。既然 上一页 [1] [2] [3] 下一页
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