HELMHOLTZ TUDOMÁNYOS JELLEMZÉSE*
A
szolgálatok, melyeket Helmholtz
a mathematikának, physikának, physiologiának, psychologiának
és aesthetikának tett, ismeretesek e különféle
tudományok minden egyes mûvelôje elõtt. Mindazok,
kik e tudományok közül egyik vagy másikban kitünõ
polczra emelkedtek, rendszerint az által érdemelték
ki a hírnevet, hogy egész figyelmöket kizáróIag
annak az egy tudománynak szentelik vala. Ritkaság, hogy különbözõ
tudományok mûvelôi az egyikben szerzett ügyességöket
a másikra is akarván alkalmazni, mindenikben érdemeket
szerezhessenek maguknak.
Innen van, hogy az emberi ismeretek gyarapodása rendszerint egyes különvált centrumok körüli csoportosúlásban áll. Azonban elébb vagy utóbb el kell érkezni az idônek, midôn a tudománynak két vagy több ágazata már nem maradhat tovább is függetlenül egy a mástól; s midôn már azontúl egybetartozó egésszé kell olvadniok. De ha a tudomány emberei mélyen meg vannak is gyõzôdve e fusio szüksége felõl, a keresztülvitel mégis szerfölött nehéz feladat. A természet tüneményei egytõl egyig kapcsolatosak ugyan egymással, de nekünk nem csupán ezekkel van dolgunk, hanem a hypothesisekkel is, melyeket a tünemények rendszerbe foglalása végett kitaláltak. Márpedig igen könnyen megeshetik, hogy azok a hypothesisek, melyeket egy bizonyos tárgy körül buvárkodó tudósok az ô körükbe tartozó jelenségek rendszerezése végett a legnagyobb lelkiismeretességgel megalkottak, nem fognak összeférni a másik tudománykörben más tudósok által és más jelenségek magyarázata végett kigondolt hypothesisekkel. Mindegyik tudomány a maga körében türhetôleg összeegyezônek tünhetik föl, de mielôtt kettõ közülök egybe forrhatna, mindegyiket meg kell elõbb tisztogatni a fölösleges vakolattól, mellyel az egyes részeket idô elôtt össze akarták ragasztani.
Ez okból két tudomány egybe olvasztása rendesen magában foglalja az addig szilárdúl megállapítottaknak vélt módszérek gondos megrostálását; sok és nagy tekintélyben álló tudományos nézet megdöntését; és nem egy ténynek gondolt képzelet leálarczozását.
Azok közül a physikai tudományok közül, melyek élettelen dolgokkal foglalkoznak, a legtöbb már vagy keresztül ment ezen az egybeolvadáson, vagy most készülôdik hozzá, és elvégre valamennyi a mechanika egyik ágazatának alakját ölti magára.
Az élôvel foglalkozó biologiai tudományok számos mûvelõje már rég arra a meggyôzôdésre jutott, hogy e tudománykör megfelelô tanúlmányozására a mechanika teljes ismerete múlhatatlanúl szükséges. Azonban a modor, mellyel némelyek közülök a tényeket csürni csavarni kezdték, hogy az élô jelenségeit hamarosan az ô mechanikájok keretébe illeszthessék, jó részt compromittálta és gyanús hirbe hozta a dynamikai módszereknek biologiai alkalmazására irányzott törekvéseket.
E sorokban Helmholtz tudományos mûködésének egy részét akarjuk vázolni, azét a férfiúét, ki bizonyára a legragyogóbb példa nemcsak széleskörû tudományos ismereteknek alapossággal való párosítására, hanem arra az alaposságra is, mely sokféle tudományra kiterjeszti uralmát, és a mely, midõn ezt teszi, mindenikre reá üti a maga bélyegét.
Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz 1821. augusztus 31-én született Potsdamban, hol atyja, Helmholtz Ferdinand, tanár volt a gymnáziumon. Anyja, Penn Karolina, egy kivándorolt angol családból származott. Atyja vagyona csak úgy engedte meg a fiúnak a természettudományok tanúlmányozását, ha orvosi pályára szánja magát. Katonaorvos lett belôle, s ez állásában meg is maradt egész 1848 végéig, a mikor is a berlini anatomiai muzeum segédévé és a mûvészetek akadémiájához az anatomia tanítójává neveztetett ki. A következô évben Königsbergába ment a physiologia tanárának. 1856-ban a physiologia és anatomia tanára lett a bonni, 1859-ben a physiologia tanára a heidelbergi és 1871-ben a physika tanára a berlini egyetemen. Nagyhirû értekezését "az erély megmaradásáról" még katonaorvos korában tette közzé.
A dynamikai tudomány oly rég meg van állapítva, hogy már alig gondolható, hogy az alapelvek bõvitése körül még valami jelentékenyebb tenni való maradna. Azonban a tiszta dynamika alkalmazása a tényleges testekre még sok dolgot fog adni. A jelenkor tudósainak jutott a nagy feladat, az anyag látható és mérhetô mozgásáról szerzett ismereteinket oly esetekre kiterjeszteni, midôn érzékeink már képtelenek a mozgást észre venni. E végbôl olyan dynamikai elvekkel kell élnünk, melyek azokra az esetekre is alkalmazhatók, midõn a mozgás valódi természete közvetetlenül nem figyelhetô meg, továbbá olyan megfigyelési módszereket kell feltalálnunk, melyeknek segítségével a láthatatlan mozgásra mutató hatások megmérhetõk legyenek. Itt fölösleges lenne mindazon tudósok munkálataira hivatkozni, kik a maguk módja szerint, vagy kisérlet, vagy számítás, vagy elmélkedés útján az erély megmaradása elvének megállapitásához hozzájárúltak; de annyi mindenesetre bizonyos, hogy e vizsgálatoknak a Helmholtz-féle "Ueber die Erhaltung der Kraft" czimû értekezés 1847-ben történt megjelenése hatalmas lökést adott.
Ebben az értekezésben Helmholtz megmutatta, hogy ha az anyagi testek között mûködô erõk a testrészecskék közti vonzásokkal és taszításokkal, melyeknek erõssége csupán a távolságtól függ, egyenértékûek lennének, úgy minden anyagrendszer alakzata és mozgása alá lenne egy bizonyos egyenletnek vetve, mely szóval kifejezve nem egyéb, mint az erély megmaradásának elve.
Vajjon ez az egyenlet a tényleges anyagi rendszerekre alkalmazható-e,
e kérdést csupán a kisérlet döntheti el;
azonban azt a valamit, a mit perpetuum mobilé-nek neveztek, oly
régóta keresték, és mindig hiába, hogy
most már igen sok, rendkivül éles elméjû
ember egyesített tapasztalására hivatkozhatunk, kik
közül ha valamelyik valaha ezen az elven csorbát fedez
fel, bizonyára el nem mulasztotta volna annak nyereséges
kizsákmányolását.
Ezenfelül bizonyosnak vehetjük, hogy ha amaz elv bármily
csekély mértékben hibás lenne, a közönséges
természeti folyamatok az ô szünetlenségükben
és minden elgondolható combinatióikban, egyszer-másszor
észrevehetõ, sôt igenis szembeötlô jelenségeket
hoznának létre azokból az összehalmozódott
hatásokból eredôket, melyeket az eltérés
a megmaradás, elvétel – bármily csekély lenne
is külön-külön – okvetetlenül elõidézne.
Azonban az erély megmaradása elvének tudományos fontossága nem csupán abban rejlik, vajjon mint ténynek kifejezése szabatos-e, sôt a belôle vonható nevezetes következtetésekben sem, hanem fõleg a reá alapított módszerek termékenységében.
Akár az legyen a feladatunk, hogy ismert tények egybefûzése által tudományos rendszert alakítsunk, akár kelljen homályos jelenségek megmagyarázása végett új kisérletsort kigondolnunk, az erély megmaradásának elve mindenkor csalhatatlan kalauzunk fog lenni. Ellát bennünket egy biztos kerettel, mely szerint bármelyik physikai tudomány körében a tényeket az erély formaváltozásainak speciális példáiként lehet mindig rendezni. Utasít is bennünket, hogy minden új jelenség tanulmányozásakor az legyen elsô kérdésünk, hogyan kell e jelenséget az erély átalakulásából kimagyaráznunk? Mi az erély eredeti alakja? Mi a végformája? és mik az átalakulás föltételei?
Hogy Helmholtz idevágó kis értekezésének teljes tudományos értékét megbecsülhessük, meg kellene kérdeznünk azokat, kiknek a hô elméletében és a modern physika egyéb ágaiban a legnagyobb felfedezéseket köszönjük, hányszor olvasták azt át meg át, és hányszor érezték kutatásaik közben Helmholtz nyomatékos szavait ellenállhatatlan buzdító erôvel lelkökben megcsendülni.
Áttérünk most a szemre és a látásra vonatkozó kutatásaira, a mint azokat a "Physiologische Optik" czimû mûvében megirta. Minden modern szemész meg fogja engedni, hogy az ophtalmoskóp, melynek eredeti alakját Helmholtz találta fel, a szem belsô részeinek kórismerettanában a gyanítás helyébe megfigyelést helyettesített, és hogy a szemen teendô operálásnak sokkal nagyobb biztosságot kölcsönzött.
De bár az ophtalmoskóp oly fontos segítõ
eszköze a szemésznek, hogy a nélkül el nem lehet,
még is nagyobb fontosságú reá nézve,
hogy az optikai alapigazságokat tudja. Az elôtt minden ebbeli
tudományát oly tankönyvekbôl kellett szednie,
melyeknek egyedüli gyakorlati czéljuk az látszott lenni,
hogy a távcsövek szerkezetét kimagyarázzák.
Tele voltak azonfelül épenséggel nem csinos mathematikával,
a bennök foglalt eredmények pedig legnagyobbrészt olyanok
voltak, melyeket a szemre alkalmazni teljességgel nem lehet.
Hogy a physikai alapigazságok bírása mind a physiologusnak,
mind az orvosnak nagy fontosságú, azt gyakran erôsen
vitatták; csakhogy ez igazságoknak mindaddig nagyon kevés
hasznát vehetik, míg oly alakban nem terjesztik eléjökbe,
hogy azokat az élô test sokszerû alkotmányaira
egyenest lehessen alkalmazni. És Helmholtz, Donders és Listing,
a Gauss-féle elméletet a mûszerek sarkpontjairól
a szemre alkalmazván, lehetôvé tették csekély
számú egyenes megfigyelések útján a
szem optikai hatásainak elégséges ismeretéhez
jutni.
De a legfontosabb szolgálat, melyet e nagy munkájával a tudománynak tett, alighanem abban a módban áll, mely szerint a szem tanúlmányozását arra használá, hogy az érzésnek s az akarat szerinti mozgásnak feltétéleit megvilágosítsa. Nincsen a kutatásnak oly ágazata, hol valamennyi tudomány világának összesítésére s egy pontra irányozására nagyobb szükség volna, mint az érzés nyomozásában. A tisztán subjectiv iskolához tartozó psychologusok ezt szokták állítani: hogy érzésünk tanúlmányozásában nem szorulunk más készülékre mint arra, melyet minden ember magában hordoz; mert érzeteink másutt nem létezhetvén, csak is önönmagunk eszméletében, lehetetlen, hogy az érzés tanúlmányozására más módszer legyen, mint önön elménk állapotának elfogúltság nélkül való szemlélése. Mások meg azokat a feltételeket fürkészik, melyekkel valamely ingernek egy ideg mentében való haladása jár, s azt képzelik magukban, hogy ezt cselekedvén, az érzést tanúlmányozzák. Hogy a kik ezt az eljárást követik, ép azt nem veszik számba, a mi a tünemény lényegét teszi, s az eszmélet egy tényével úgy bánnak, mint ha egy villanyos áramlattal volna dolguk, az áll: de mindazonáltal az ez eljárás sugallta módszerek termékenyebbek voltak eredményekben, mint az önszemlélôdés módszere valaha volt.
De a legsikeresebben akkor járunk el, ha a physika tudományának minden segítõ eszközét arra használjuk fel, hogy a külsõ ösztönzõt mind erejében, mind természetében váltakoztathassuk, s aztán eszméletünkhöz fordúlva, tudakozódunk a keletkezett érzés változása felõl. Ezzel a módszerrel élt Johannes Müller ama nagy alapigazság megállapításában, hogy a különbözõ érzéktõl származott érzetek közti különbség nem az érzést gerjesztô hatásoktól, hanem az e hatásokat fogadó idegrendezetek különféleségétôl függ. Az egy bizonyos ideg által keltett érzet változhatik tehát erôsségében, de nem minôségében, s ennél fogva a tudomásunkra jutott, végnélkül különféle érzés-állapotok elemzésének szükségképen azoknak az egyszerû érzeteknek számuk meg természetük szerinti megállapításában kell állania, melyek, mindenik a maga fokozata szerint az eszméletben jelentkezve, az érzésnek bármely pillanatban való állapotát alkotják.
Ha magánák az érzetnek ilyen elemzése után, az anatomia segítségével, oly idegkészülékre akadnánk, a melynek természetes csoportulatai az érzet elemeivel szám szerint megegyéznének: ebben erôs tanúságunk lenne elemzésünk helyes volta mellett, hogy ha pedig módot tudnánk kigondolni, minden külön idegnek saját testünkben való serkentésére vagy zsibbasztására: akkor még arra is rá mehetnénk, hogy nyomozásunkat physiologiailag tökéletessé tegyük.
Helmholtz "Physiologiai Optika" s a "Hangérzetek tana" czímû
két nagy munkája fényes példák a kutatás
e módszerére: alkalmazva arra a két érzésnemre,
melyek gondolataink nyers anyagának java részét szolgáltatják.
E munkák elsejében a szín érzetét
nyomozza, s megmutatja, hogy az három változótól
vagyis elemi érzettôl függ. Rendkivûl finomélû
módszerrel él egy másik, a szem mozgását
tárgyaló nyomozásában is. Mindegyik szemnek
hat izma van; ezek arra valók, hogy összevágó
mûködtetésök által a szem szögleti állását,
mind a három componense szerint, nevezetesen magasságában,
s azimuthjában az optikai tengelyt illetôleg, s e tengely
körüli forgásában változtathassuk. Sem ez
izmok, sem azoknak idegei között nincs oly testi összeköttetés,
melynél fogva az egyik mozogva, mozognia kellene a másiknak
is; hanem az egyik szem háromféle mozgása mechanikailag
független a másiknak háromféle mozgásától.
És mégis, köztudomás szerint, egyik szemünk
tengelyének mozgásai mindig együtt járnak a másik
megfelelô mozgásaival. És ez még akkor is történik,
ha egyik szemünket újjainkkal betakarjuk. Érezzük
úgyanis ilyenkor, hogy a mint a nyitva maradt szemet fel vagy le,
jobbra vagy balra forgatjuk, a szerint forog újjaink alatt a betakart
szem szaruhártyája is, s valóban teljességgel
képtelenek vagyunk egyik szemünket a másik megfelelô
mozgása nélkül mozgatni.
A fölfelé és lefelé mozgások véghezvitelére
mindegyik szemünk egy ennek megfelelõ izommal van ellátva,
de a jobb felé és bal felé mozgások nem úgy
történnek; ezeket ugyanis az egyik szem belsõ és
a másik szem külsô izma közösen végzik,
és az együttes mozgás mégis oly szabatos, hogy
szemünket akkor is egész szabadon mozgathatjuk, ha valamely
mozgó tárgyat szemmel kisérve, folyton teljesítjük
azt a feltételt, hogy az optikai tengelyek egymást ama tárgy
valamelyik pontján szegjék. Ezenkivül azt találni,
hogy mindegyik szemnek az optikai tengelye körüli mozgása
magának a tengelynek mozgásával nevezetes módon
áll kapcsolatban.
Az a mód, mely szerint Helmholtz e jelenségeket megvitatja,
s a feltételeket megvilágosítja, a melyekhez testünk
mozgásai fölötti hatalmunk kötve van, nagyon megérdemli
azok részérôl a figyelmet, kik úgy vélik,
hogy a képesség bármely szervük adott módon
való mozgatására csakis abban leli határát,
hogy az a szerv az efféle mozgásra képes legyen.
Egy másik nagy munkájában – czíme: "A hangérzetek tana mint physiologiai alap a zene elméletére" – még erôsebb világot vet ama feltételekre, melyektõl érzékeink begyakorlása függ. A harmadik kiadás 210. lapján ugyanis így szól: "De a gyakorlás meg a tapasztalás sokkal nagyobb szerepet visz érzékeink használatában, mint rendesen hajlandók vagyunk feltenni; s minthogy az érzékbeli érzeteink, amint az imént megjegyeztük, elsô sorban csak annyiban fontosak elõttünk, a mennyiben képessé tesznek bennünket a környezô külvilágról helyesen itélni: innen gyakorlatunk is ez érzetek megfigyelésében rendesen épen csak annyira terjed, a mennyi ama czélunk elérésére szükséges. Igaz, hogy nagyon is hajlandók vagyunk azt vélni, hogy mindennek, a mit érzünk s a mit érzeteink magukban foglalnak, azonnal tudomásunkra is kell jutnia. Ez az igen természetes vélekedés azonban csupán csak arra támaszkodik, hogy mind az, a mi bennünket érzeteinkben, a külvilág helyes felismerésében álló czélunk végett érdekel, csakugyan mindig hamarosan s fáradságunk nélkül jut tudomásunkra; mert egész életünkön át naponként s óránként érzékeinknek ép e czélra való használatában gyakoroltuk magunkat, s gyûjtögettünk tapasztalatokat."
A tér szûk voltánál fogva nem taglalhatjuk sem az "Örvénymozgás"-ról irt értekezését, hol a tiszta hydrodynamika oly alapigazságait állapítá meg, melyek addig valamennyi mathematikus, még Lagrange-nak éleseszûségét is kikerülték; sem az elektrodynamikába vágó ama dolgozatait, melyekben több önálló elméletszerzõ fáradalmas s szövevényes nyomozásainak könnyen fölfogható s rendszeres formát ád, s azokat aztán egymással meg kisérletekkel is összehasonlítja.
De minek is idôznénk egyes értekezéseinél, ámbár mindegyike olyan, hogy specialista mûvének Iehetne tartani; csakhogy, ha vannak, kevesen lehetnek azok a specialisták, kiktôl a tárgyalás ügyessége kitelt volna. Mi még is Helmholtzban a látásról meg hallásról irt két nagy munka szerzõjét látjuk legszivesebben. És most, midõn nem állunk többé amaz ellenállhatatlan hatalom uralkodása alatt, mely bennünket a mathematika, anatomia és a zene mélységein át tova ragadott, koczkáztassuk biztos távolságból az értelmi óriás egész alakját szemre venni, a mint magas kôszálon ülve megfigyeli az alatta elterûlô tenger szinén, hogy halad a hullámok nagyja apraja, mindenik függetlenûl a maga útján.
"Meg kell vallanom," mondja, "hogy e látvány, valahányszor figyelemmel néztem, bennem mindig az értelmi gyönyörködés sajátságos nemét keltette; mert itt a testi szem elõtt kitárúl, a mit a láthatatlan légtenger hullámai esetében csak az értelem lelki szeme szövevényes okoskodások hosszú során keresztül vehet ki". (Die Lehre von den Tonempfindungen stb. 3. kiadás. 42. l.)
Helmholtz most Berlinben van, hol fényes dolgozó termében ügyes tudomány-követõk munkásságát vezérli. Hadd reméljük, hogy jelen állásából is egybefoglaló tekintet fog vetni értelmi haladásunk hullámaira s habocskáira, és összefoglalva a miket messze ellátó szemével látott, idôrõl idõre tudatni fogja velünk, hogy ô mit tart mind ezek jelentésérôl.
* A kitünôen szerkesztett "N a t u r e" minden évfolyamában egy-egy természettudományi kitünôség (scientific worthy) aczélmetszetû arczképét szokta közleni megfelelô tudományos jellemrajz kiséretében. Az ezidei márczius 8-ki szám Helmholtz arczképét hozta, Clerk Maxwelltõl írt életrajzzal. Azt hisszük, minden olvasónkat érdekelni fogja meghallani, miként itél Maxwell, ki Sir William Thomson után most az elsô angol physikus, a jelenleg kétségtelenül legelsô német physikusról, Helmholtzról. Szerk.