Biografía

Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz nació el 31 de agosto de 1821 en Potsdam, en ese momento Prusia y actualmente Alemania. Su madre era descendiente de William Penn, quien fundó Pennsylvania, y su padre profesor de Filosofía y Literatura en el Gymnasium de la ciudad, donde su hijo Hermann comenzaría su formación a los 9 años.

Al terminar el bachillerato, el joven Hermann mostraba un especial interés por la Física pero su padre carecía de recursos económicos para enviar a Hermann a la Universidad, por lo que le orientó hacia la Medicina, para la que existían becas del Estado, que financiaron su formación médica durante cinco años a cambio de trabajar como cirujano del Ejército otros seis. En 1837 ingresó en el Instituto Médico-Quirúrgico Friedrich Wilhelm de Berlín y un año más tarde alcanzó su acceso a la Universidad con distinción. En 1842 finalizó sus estudios de Medicina y fue destinado al Regimiento de Postdam como cirujano. 

En 1845 Hermann Helmholtz fue introducido a la Physikalische Gesellschaft (“Sociedad Berlinesa de Física”) y el 23 de julio de 1847 pronunció su conferencia Über die Erhaltung der Kraf (“Sobre la conservación de la energía”), en la que formuló matemáticamente los principios de la conservación de la energía, descubierta de manera generalista y con escaso detalle por Julius von Mayer en 1842. Con esta célebre presentación, Helmholtz se situó, junto con Mayer, James Prescott Joule, lord Kelvin y otros científicos, entre los grandes fundadores del principio de la conservación de la energía, que fue el punto cardinal de la física del siglo XIX. Helmholtz tuvo especialmente el mérito de extenderla también a los fenómenos eléctricos y magnéticos.

En 1848, Hermann Helmholtz fue licenciado de sus obligaciones militares y nombrado profesor ayudante de Fisiología en Könisberg. El 26 de agosto de 1849 se casó con Olga Leopoldine von Velten. Una de las aportaciones a la ciencia de Helmholtz fue el invento en 1850 del oftalmoscopio, un aparato diseñado para observar el interior del ojo. A este acompañó la aportación del oftalmómetro, para medir su curvatura. Demostró como el ojo se adapta a las diversas distancias y desarrolló la teoría de la sensibilidad cromática.

En 1853 visitó por primera vez Inglaterra donde tuvo la oportunidad de establecer relaciones profesionales duraderas con sus colegas físicos, especialmente con William Thomson. 

A su regreso a Könisberg, y a pesar de su prestigio en la Universidad, solicitó un traslado a Bonn, cuyo clima más suave convenía a la delicada salud de su esposa. En 1855, y con el apoyo de Alexander von Humboldt, Helmholtz ocupó la cátedra de Anatomía y Fisiología en la Universidad de Bonn.

Dos años después el gobierno de Baden le ofreció una cátedra en Heidelberg, cuando esta universidad estaba en la cumbre de su prestigio. Añadieron a su oferta un Instituto de Fisiología, que inclinó la balanza, y Helmholtz aceptó su incorporación a la Universidad de Heidelberg en 1858. Los 13 años pasados en esa ciudad aportaron grandes cambios en la vida personal de Helmholtz. Su esposa falleció el 28 de diciembre de 1859, dejándole a su cuidado dos hijos pequeños. El 16 de mayo de 1861 Hermann Helmholtz se casó con Anna von Mohl, hija de un profesor, y mucho más joven que su marido, con la que tuvo otros tres hijos

Publicó con notable acogida las “Investigaciones sobre las sensaciones sonoras” y la “Teoría fisiológica de la música”.

El tratado “Investigaciones sobre las sensaciones sonoras”, publicado en 1863, señaló el comienzo de una nueva historia de la acústica. El autor se pregunta ante todo cuál es la esencia de la sensación sonora, y descubre que es originada por los movimientos periódicos del aire; investiga después qué es lo que diferencia los tonos musicales entre sí y establece la existencia de tres características: intensidad, altura y timbre o cualidad. Respecto a esta última característica y de un modo particular, Helmholtz admite que es debida a la existencia de "tonos parciales superiores", que hoy llamamos "armónicos" y que se superponen a los tonos fundamentales; su número y su intensidad caracterizan el timbre de un sonido. A este propósito el autor realizó numerosos experimentos acerca del timbre de las vocales y construyó los famosos resonadores que consistían en esferas huecas de distinto diámetro, cada una de las cuales entra en vibración por resonancia cuando se produce junto a ellos un sonido de período igual al suyo propio.

Helmholtz llegó a una explicación de la armonía por la cual, en la música, los efectos más agradables son proporcionados por las relaciones más sencillas entre las vibraciones; y con esto contestaba a una de las cuestiones más discutidas desde los tiempos de Pitágoras.

En su “Teoría fisiológica de la música”, cuya primera edición se publicó en 1863, analizó el oído interno y la percepción del tono y el timbre. Helmholtz redujo en ella a un cuerpo homogéneo y ordenado todo un conjunto de nociones y de hechos codificándolos y explicándolos tanto matemática como mecánicamente, y añadiendo numerosas contribuciones personales.

Completados sus tratados sobre fisiología sensorial, Helmholtz decidió abandonar la Fisiología y adentrarse en la Física. Con la muerte de Gustav Magnus en 1870, quedó vacante la prestigiosa cátedra de Física en la Universidad de Berlín. Para cubrir el puesto se presentaron Helmholtz y G. R. Kirchhoff. El claustro eligió a Kirchhoff, que renunció y la cátedra pasó a Helmholtz, la cual comportaba un sueldo muy atractivo y la dirección del proyecto de un nuevo Instituto de Física. Tomó posesión de su cargo a principios de 1871. Sus primeras actuaciones quedaron reflejadas en una serie de posicionamientos sobre las teorías divergentes en Electrodinámica. En la mecánica analítica aplicó a la electrodinámica el principio de la mínima acción, lo cual le llevó a la formulación de una nueva teoría del electromagnetismo, más completa que la formulada por James Maxwell. E instó a que la investigara su alumno Heinrich Hertz, incorporado al Instituto de Física en 1878.

Helmholtz se ocupó de los fenómenos ondulatorios, sobre los que ya en 1858, había llegado a formular matemáticamente las leyes sobre el movimiento vertiginoso de los fluidos, con lo cual inició un nuevo capítulo de la mecánica, por él mismo completado poco después mediante investigaciones acerca del movimiento ondulatorio de los fluidos, preparación de la teoría atómica del inglés Thomas Thomson. En 1881, al estudiar los efectos electrolíticos de la corriente, intuyó el concepto de los quanta. Finalmente, con la aplicación del principio de la conservación de la energía a los procesos químicos, hizo progresar notablemente la química, la  física y la termodinámica

Sus últimos años los ocupó en la búsqueda de un único principio universal válido no sólo para la Mecánica sino también para toda la Física.

Además de las obras ya mencionadas cabe citar las Conferencias de ciencia popular (1865-1870) y las Colecciones de disertaciones científicas (1882-1895). Las lecciones universitarias de física de Helmholtz aparecieron póstumas en 1897-98 en cinco tomos, bajo el título Conferencias de física teórica

En 1883, el profesor Helmholtz fue honrado por el emperador, siendo autorizado a utilizar el apellido von Helmholtz.

Hermann von Helmholtz fue miembro de las siguientes sociedades: 

• Academia de Ciencias de Baviera (Alemania).
• Academia de Ciencias de Hungría (Hungría).
• Academia de Ciencias de Rusia (Rusia).
• Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias (Estados Unidos).
• Academia Nacional de Ciencias (Estados Unidos).
• Academia Nacional de los Linces (Italia).
• Academia Prusiana de las Ciencias (Prusia).
• Académie nationale de Médecine (Francia).
• Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos (Países Bajos).
• Real Academia de las Ciencias de Suecia (Suecia).
• Royal Society (Gran Bretaña).
• Sociedad Filosófica Estadounidense 

Estos fueron sus reconocimientos a lo largo de su vida:

• Miembro Honorario del Real Colegio de Cirujanos de Irlanda.
• Miembro honorario del Instituto de ingenieros y constructores navales de Escocia en 1884.
• La Asociación Helmholtz, la institución científica más importante de Alemania, conmemora su nombre y honra a Von Helmholtz.
• El cráter lunar Helmholtz lleva este nombre en su honor.
• El cráter marciano Helmholtz perpetúa su memoria.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz falleció el 8 de septiembre de 1894 en Charlottenburg, un distrito de Berlín. 

Helmholtz fue el último erudito cuya obra, en la tradición de Leibniz, abarcó todas las ciencias, así como la Filosofía y las Artes. Ejerció una influencia incalculable en la Ciencia del siglo XIX, no sólo por sus logros en la investigación sino también por sus brillantes conferencias y su desempeño eficaz en la cátedra y en la administración. Hermann von Helmholtz fue testigo de la transición de las universidades alemanas, de academias puramente pedagógicas a instituciones de investigación organizada. Los grandes laboratorios que él fundó y dirigió en Heidelberg y Berlín le abrieron a él y a sus alumnos la investigación en cualquier parte de Europa. Gracias a Helmholtz, principalmente, la ciencia alemana, a partir de 1860, ganó una supremacía virtual en el Continente.

Más información

• Hermann Ludwig Ferdinand Von Helmholtz | Encyclopedia.com
• Hermann von Helmholtz (1821-1894) Notes for Multimedia Fluid Mechanics Cambridge University Press, 2008
• Helmholtz and the British Scientific Elite: From Force Conservation to Energy Conservation