Heinrich Hertz, the beginning of microwaves pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:IEEE Service Center, Single Publication Sales Dept. [distributor]

作者:John H Bryant

出品人:

页数:50

译者:

出版时间:1988

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780879427108

丛书系列:

图书标签:

• Heinrich Hertz
• Microwaves
• Physics
• History of Science
• Electromagnetism
• Radio
• Wireless Communication
• Biography
• 19th Century
• Scientific Discovery

赫尔曼·冯·亥姆霍兹：光的探索者与声学的奠基人 一本深入剖析十九世纪科学巨匠赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）辉煌学术生涯的传记。 本书旨在带领读者全面领略这位跨越物理学、生理学、心理学等多个学科的博学之才，如何以前所未有的实验严谨性和理论深度，彻底改变了我们对自然界基本现象的认知。亥姆霍兹不仅是科学史上的一个巨人，更是将科学方法论推向新高度的实践者。 绪论：时代的巨人与学科的交汇点 赫尔曼·冯·亥姆霍兹（1821-1894）的时代，正值欧洲科学从古典哲学思辨向现代实证科学转型的关键时期。他的一生，横跨了从拉普拉斯式的经典物理学到能量守恒定律确立，再到电磁学革命前夜的复杂历史背景。本书将首先勾勒出普鲁士科学界的图景，分析亥姆霍兹如何凭借其卓越的才能，从一个并非传统科学路径出身的军医，蜕变为欧洲最具影响力的自然哲学家和实验物理学家。 我们将探讨他早期的学术困境与机遇，特别是他在柯尼斯堡（Königsberg）和波恩（Bonn）时期，如何将对医学的理解与对物理定律的探究相结合，为后续的跨学科研究打下坚实的基础。 第一部分：能量的统一——生理物理学的开端 亥姆霍兹的早期工作，最引人注目的成就集中在生理物理学领域，特别是对能量守恒定律在生物系统中的应用。 1. 运动的测量：对“生命力”的终结 在19世纪中叶，关于生物体内“活力”（Vis Vitalis）的争论依然激烈。亥姆霍兹毅然决然地挑战了这一观念。本书将详尽介绍他里程碑式的著作《论肌肉的运动及其与生命力的关系》（Über die Erhaltung der Kraft）。他通过对肌肉收缩产生热量的精确测量，并结合对人体新陈代谢的分析，以无可辩驳的实验证据，证明了生命现象同样服从普遍的物理学定律——能量守恒。这一工作不仅是生理学上的突破，更是将物理学原理彻底纳入生物学研究范畴的奠基性事件。我们将深入分析他如何设计精密的机械装置来测量微小的能量转换，展现其作为实验家的非凡耐心与技术。 2. 视觉的奥秘：感知的构造 亥姆霍兹对人类感知的兴趣，催生了他在光学和神经生理学领域的另一个高峰。他对于视觉的研究，尤其是对色觉理论的贡献，构成了现代感官生理学的核心。 本书将详细阐述他发明的检眼镜（Ophthalmoscope）。在1851年发明此工具之前，眼球内部的结构对医生而言几乎是完全封闭的黑箱。检眼镜的出现，使得直接观察视网膜成为可能。我们将描绘发明过程中的关键灵感火花——如何巧妙地利用反射光束，将光源引入人眼内部而不遮挡观察者的视野。这一发明不仅仅是一个工具，更是开启了客观研究感觉器官生理基础的门户。 此外，书中还将探讨他对知觉的构造性理论（Constructive Theory of Perception），论述我们如何“学习”去观看，以及大脑如何根据经验对二维的视网膜图像进行三维重构。 第二部分：声学与共振——看不见的力量的显现 亥姆霍兹在声学领域的贡献，是公认的物理学史上的经典。他将抽象的振动现象，转化为了可被量化、可被感知的物理事实。 1. 谐振的哲学与实验 本书将重点聚焦于他关于共振（Resonance）的研究。他通过著名的“亥姆霍兹共鸣器”（Helmholtz Resonator）——一个带有开口的空腔——解决了如何精确测定空气中声音频率的问题。我们将详细分析共鸣器的工作原理，以及它如何成为分析复杂音色（如音乐和人声）的基石。在那个没有电子频谱分析仪的时代，共鸣器提供了一种近乎完美的声谱分析工具。 2. 音乐的物理学：从感觉对象到科学定律 亥姆霍兹的巨著《论呈示的声音》（Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik）是连接物理声学与音乐美学的桥梁。我们不再把音高、音色仅仅视为主观感受，而是将其与客观的物理振动频率、泛音结构直接挂钩。书中不仅记录了他对纯音、和弦、以及不协和音的物理学解释，更阐明了这些物理特性如何影响人类听觉的生理反应。这次统一工作，极大地推动了音乐理论向科学化方向发展。 第三部分：电磁学的先驱与理论物理的整合 尽管亥姆霍兹晚年更专注于生命科学和哲学，但他对经典物理学的贡献同样深远。他被称为是“理论物理学的集大成者”。 1. 涡旋理论与流体力学 在进入电磁学领域之前，我们将回顾他早年在流体力学，特别是涡旋理论（Vortex Theory）上的深刻见解。他试图用环形流体的运动来解释物质的结构，这种几何化的、拓扑学的思维方式，预示着现代场论的某些思想。 2. 跨越法拉第和麦克斯韦 亥姆霍兹对电磁学的贡献，主要体现在其严谨的数学处理上。他率先将麦克斯韦方程组的数学形式进行了系统性的阐述和推广，尤其是在阐明了电势和磁势的概念时，表现出了极高的数学洞察力。本书将分析他如何努力将法拉第的实验发现，转化为可以进行定量预测的数学模型，这对于电磁学最终被接受和应用起到了至关重要的作用。他还为电动力学的研究奠定了扎实的数学基础，是连接实验物理与抽象理论的关键人物。 结论：科学方法的典范 赫尔曼·冯·亥姆霍兹的遗产不仅仅在于他具体的发现，更在于他所代表的科学精神：对实验的绝对忠诚，对数学工具的精湛掌握，以及跨越学科壁垒的勇气。 本书的结尾部分将讨论他对后世科学家的深远影响，包括他的学生们在不同领域所取得的成就，以及他如何塑造了现代大学的跨学科研究模式。通过这本详尽的传记，读者将能理解，为什么亥姆霍兹在十九世纪的欧洲科学界，被尊为“科学的良知”和“理论与实验完美结合的典范”。他所建立的严谨、系统、注重测量的科学方法，至今仍是所有科学探索的圭臬。

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