Descripción

En 1906 el gran físico británico William Thomson, más conocido como lord Kelvin, redactó el prefacio de la edición inglesa de la biografía de su amigo y colega Hermann von Helmholtz, escrita por el matemático Leo Konigsberger ocho años después de su muerte, acaecida en 1894. Kelvin destacó cuatro aspectos de la vida de Helmholtz: su sin par carrera profesional, la creación del Instituto Imperial de Física y Tecnología, su discurso sobre las ideas de Faraday y su influencia sobre Hertz, el descubridor de las ondas electromagnéticas. Kelvin detalló la trayectoria profesional de Helmholtz, que había ascendido por una larga cadena de puestos, comenzando por el de cirujano militar en el ejército prusiano durante cinco años.

Luego fue profesor de Anatomía en la Academia de Bellas Artes de Berlín, un año, profesor de Patología y Fisiología en Konigsberg, seis años, profesor de anatomía y fisiología en Bonn, tres años, profesor de Fisiología en Heidelberg, trece años, profesor de Física en Berlín, dos décadas, y, finalmente, director del Reichsanstalt ( el Instituto Imperial de Física y Tecnología de Berlín) en la última etapa de su vida. En segundo lugar, Kelvin elogió la creación del Reichsanstalt por Helmholtz y Von Siemens «por los inestimables beneficios que ha proporcionado no solo a Alemania, sino al mundo entero». En el aspecto científico, el físico británico resaltó el discurso de Helmholtz en la Sociedad de Química de Londres sobre los avances de la electricidad de Faraday. Según Kelvin, dicha ponencia «marcó época como un monumento al progreso científico del siglo XIX, en virtud de la declaración, hecha por vez primera, de que la electricidad consistía en átomos». Esta teoría fue corroborada pocos años después de la muerte de Helmholtz por una serie de hallazgos que comenzaron con el descubrimiento de la radiactividad por parte de Henri Becquerel.

Los átomos de electricidad a los que Helmholtz y Kelvin se referían eran, por supuesto, los electrones. Finalmente, según Kelvin, «el mundo está en deuda con Helmholtz por haber inspirado a Hertz para encontrar la prueba experimental de las ondas eléctricas de Maxwell. En Helmholtz encontramos un factor determinante en la gran serie de investigaciones teóricas y experimentales que condujeron a la telegrafía sin hilos». En este breve prefacio, Kelvin reseñó tan solo algunos de los logros que contribuyeron a que Hermann von Helmholtz, personalidad polifacética de impresionante amplitud intelectual, llegara a ser uno de los más importantes científicos del siglo XIX, que incluso atisbó la frontera entre la física clásica y la física moderna. Considerado en su tiempo como el primer hombre de ciencia de Alemania, Helmholtz alcanzó un renombre en Europa y Estados Unidos semejante al que Albert Einstein tuvo en la primera mitad del siglo xx. Hoy en día, transcurridos más de cien años de su muerte, los vestigios de su renombre perduran en los libros de texto universitarios y, por ende, en la memoria colectiva de los científicos, principalmente los físicos, los fisiólogos, los psicólogos y los neurólogos.

Helmholtz fue reconocido por su formulación de la ley de conservación de la energía y por la invención del oftalmoscopio. Estos dos logros tan solo encabezan su larga lista de contribuciones a la fisiología, la física teórica, la filosofía de la ciencia, las matemáticas, la psicología, la neurociencia y la percepción. En física, su nombre está asociado a las áreas más diversas, desde el electromagnetismo a la termodinámica, pasando por la óptica, la acústica y la teoría de fluidos. Llevan su nombre el teorema de Helmholtz, la energía libre de Helmholtz, la ecuación de Helmholtz, los resonadores de Helmholtz y las bobinas de Helmholtz, entre otros teoremas matemáticos, ecuaciones, magnitudes físicas y aparatos. Su producción científica se caracterizó no solo por su diversidad, sino también por su carácter multidisciplinar, abarcando tanto las ciencias biológicas como las físicas. Sus trabajos más importantes, realizados antes de 1870, se encuentran en la frontera entre dos ciencias: la física y la fisiología, como demuestra el descubrimiento de la velocidad de propagación de los impulsos nerviosos.

Debe tenerse en cuenta que Helmholtz era un médico con profundos conocimientos de física y matemáticas. De joven había querido ser físico, pero las circunstancias económicas familiares le impulsaron a estudiar medicina. No obstante, su predilección por la física y su adiestramiento médico, combinados con un intelecto insaciable y el momento histórico propicio que atravesaba la ciencia alemana, le permitieron emprender una actividad científica sin par y difícil de abarcar. De ahí proviene tal vez la admiración que Einstein le profesaba, y que expresó en una carta a su futura esposa, Mileva Marié, en 1899. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz nació en Potsdam (Alemania) el 31 de agosto de 1821. Estudió medicina en Berlín, donde Johannes Müller lo animó a realizar investigaciones fisiológicas desde la vertiente de la física, un método de trabajo que sería su sello característico. Su carrera científica comenzó brillantemente en 1847, cuando, a la edad de veinticinco años, enunció la universalidad de la ley de conservación de la energía, demostrando su validez en el dominio fisiológico.

Estudió la fisiología de los nervios y los músculos, y midió la velocidad de los impulsos nerviosos. Entre 1850 y 1866 trabajó como físico, fisiólogo y psicólogo, desarrollando su teoría de la visión. Dilucidó la óptica geométrica del sistema visual, inventó el oftalmoscopio y el oftalmómetro, promovió una teoría de la visión y de la visión del color, y realizó estudios matemáticos del movimiento ocular y de la percepción visual del espacio. Todo este trabajo, tanto experimental como teórico, se plasmó en su histórica y monumental obra Tratado de óptica fisiológica, que fue un manual de referencia durante más de medio siglo. La consideración pública de Helmholtz cambió enormemente a raíz de la invención del oftalmoscopio en 1850. Desde ese momento encontró el favor de las autoridades y de sus colegas, lo que le concedió total libertad para llevar a cabo su trabajo, el cual estaba guiado únicamente por su curiosidad científica. El investigador atribuía su éxito a sus circunstancias particulares, que lo habían situado con sus conocimientos de geometría y física entre los médicos, donde la fisiología era un suelo virgen y fértil por explorar, mientras que su familiaridad con los fenómenos de la vida lo predispuso a estudiar problemas fundamentales que normalmente habían permanecido fuera del ámbito de las matemáticas y de la física.

En sus trabajos de acústica fisiológica, Helmholtz elaboró una teoría de la función del oído interno, según la cual el órgano de la cóclea analiza un tono de acuerdo con sus frecuencias, y distintas frecuencias excitan distintas neuronas. En su libro Sobre las sensaciones del tono como una base.fisiológica de la teoría de la música relacionó la acústica física y fisiológica con la armonía y la música, dedicando una especial atención al timbre, la combinación de tonos y la disonancia. La característica principal de las investigaciones de Helmholtz fue unir simultáneamente diferentes áreas científicas empleando diversos métodos de análisis. Sus trabajos en acústica son un perfecto ejemplo de ello: realizó cálculos matemáticos de las vibraciones del aire en tubos, estudió los procesos fisiológicos en el oído y discutió problemas de teoría musical. Al mismo tiempo, diseñó nuevos instrumentos, realizó experimentos de alta precisión y formuló teorías.

Su investigación en acústica fisiológica, al igual que la realizada en otras áreas de la ciencia, fue de naturaleza amplia, pero sintética. Sus últimos años destacan por sus contribuciones a la física teórica, en particular a la teoría del electromagnetismo, la termodinámica química, los fundamentos mecánicos de la termodinámica, la mecánica teórica, la teoría de fluidos, la geometría no euclídea y la meteorología. Helmholtz contribuyó también al desarrollo de la epistemología y la filosofía de la ciencia, y a establecer la relación de la ciencia con el arte, la cultura y la sociedad. Fue además, un gran divulgador de la ciencia de su tiempo y publicó numerosos ensayos sobre los más variados temas científicos. Fue asimismo pionero en el uso meticuloso de métodos empíricos en sus investigaciones fisiológicas, métodos que provenían en gran medida de la física y se basaban en datos experimentales y resultados de análisis matemáticos. Helmholtz era contrario a los métodos tradicionales de la filosofía natural, que interpretaba la naturaleza basándose en presuposiciones e ideas metafísicas inaccesibles a la experimentación.

A menudo usó instrumentación científica, a veces de su propia creación, lo que le permitió alcanzar en sus experimentos un grado de rigor sin precedentes. Con su trabajo, contribuyó vigorosamente a erradicar de las ciencias biológicas las teorías vitalistas, que trataban de explicar la naturaleza de la vida mediante la metafísica. Además de sus investigaciones en física y fisiología, Helmholtz fue una importante figura científica en Alemania. Dirigió institutos en Konigsberg, Bonn, Heidelberg y Berlín. Diseñó y fue presidente fundador del Instituto hnperial de Física y Tecnología de Berlín, actual Agencia Alemana de Metrología, en la que se realizan medidas de alta precisión, revisando y actualizando los patrones de las unidades esenciales para la industria tecnológica. En la actualidad, la Agencia concede cada año el premio Helmholtz al mejor trabajo de investigación en el ámbito de la precisión. También fue rector de la Universidad de Berlín y, en sus últimos años de vida, lideró, en representación de Alemania, las delegaciones científicas y técnicas en los congresos internacionales. Helmholtz murió el 8 de septiembre de 1894. A la ceremonia en su memoria asistió la familia imperial. La estatua que mandó erigir el emperador sigue situada hoy en día frente a la entrada de la Universidad de Berlín.