赫尔曼·路德维希·斐迪南·冯·亥姆霍兹(Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz),1821年8月31日出生于德国波茨坦,是一位在物理学、生理学、数学等多个领域都做出卓越贡献的伟大科学家。他的父亲是一名高级中学教师,为他奠定了坚实的语言和科学基础。
亥姆霍兹成长于一个充满学术氛围的家庭,他的父亲不仅教授他语言,还引导他接触当时的科学思想方法。受家庭影响,亥姆霍兹从小就对自然科学充满兴趣。然而,由于经济原因,他未能直接进入大学学习,而是通过获得公费资助,在柏林的腓特烈·威廉医学研究所学习医学,并以毕业后需在军队服役8年为条件。
1842年,亥姆霍兹获得医学博士学位,并被任命为波茨坦驻军军医。在此期间,他开始研究生理学,特别是感觉生理学。1847年,他在德国物理学会上发表了关于力的守恒的讲演,首次以数学方式提出能量守恒定律,这一成就为他赢得了科学界的广泛认可。次年,他担任了柯尼斯堡大学生理学副教授。
在柯尼斯堡工作期间,亥姆霍兹不仅测量了神经刺激的传播速度,还发表了生理力学和生理光学方面的研究成果。他发明了眼科使用的检眼镜,并提出了这一仪器的数学理论。1855年,他转到波恩大学任解剖学和生理学教授,出版了《生理学手册》第一卷,并开始流体力学的涡流研究。1857年起,他担任海德堡大学生理学教授,对声音的研究使他提出了听觉的共振理论。
1863年,亥姆霍兹出版了《音调的生理基础》一书,从物理学的角度论述了各音调给人的感觉,同时具有很高的美学价值。1868年,他的研究方向转向物理学,于1871年任柏林大学物理学教授。在电磁理论方面,他测出电磁感应的传播速度,由法拉第电解定律推导出电可能是粒子,并推动了麦克斯韦电磁理论在欧洲大陆的传播。
在热力学研究方面,亥姆霍兹于1882年发表论文《化学过程的热力学》,他把化学反应中的“束缚能”和“自由能”区别开来,指出前者只能转化为热,后者却可以转化为其他形式的能量。此外,他还研究了流体力学中的涡流、海浪形成机理和若干气象问题,在数学中研究了黎曼空间的几何等课题。
赫尔曼·冯·亥姆霍兹的一生,研究领域广泛,成就斐然。他不仅创立了能量守恒定律,还在生理学、光学、电动力学、数学、热力学等领域中做出了重大贡献。尽管他错过了诺贝尔奖,但他培养了一众知名学者,其成就被国际学术界所承认。他的科学精神和贡献,将永远铭记在人类科学发展的史册上。