1821年8月31日，赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）出生于普鲁士的波茨坦。他对生理学、光学、电动力学、数学和气象学做出奠基性贡献。他最为人所知的是提出了能量守恒定律。
早期生活

亥姆霍兹是四个孩子中的老大。小时候因为身体欠佳，八岁前都只能在家待着。

亥姆霍兹的父亲在波茨坦高中教授哲学与文学，母亲是宾夕法尼亚州创立者威廉·佩恩（William Penn）的后代。亥姆霍兹继承了母亲冷静与矜持，父亲的多元智慧。父亲教他经典语言、法语、英语、意大利语，向他介绍伊曼努尔·康（Immanuel Kant）和约翰·戈特利布·费希特（Johann Gottlieb Fichte）的哲学思想，以及他们如何看待自然。19世纪的研究者秉承“自然哲学”（Nature philosophy），即认为科学结论可以从哲学观点中总结而来。而亥姆霍兹到后来致力于推翻这种观点。然而，他的实证主义，却总是深深地被父亲带给他的美学觉察所影响，他的科学工作中含很多音乐和绘画。

高中毕业后，亥姆霍兹于1838年进入位于柏林的腓特烈·威廉医学研究院（Friedrich Wilhelm Medical Institute）。那里的医学教育是免费的，交换条件是他完成学业后要在军队行医八年。在研究院，亥姆霍兹跟随德国伟大的生理学家约翰内斯·缪勒（Johannes Müller）做研究。亥姆霍兹也会去听物理学的课，并学习了高等数学的教材。他还学了钢琴弹奏，这对他后来的声调感知的工作有所帮助。
亥姆霍兹在军队中承担的任务不重，因此他在军营里开展实验研究。没过多久，亥姆霍兹因为科学天赋太过明显，得以从军队服役中解脱。1848年，他成为解剖学博物馆的助理、美术学院的讲师。第二年他搬到东普鲁士的科尼斯堡，成为助理教授和生理学研究所主任。因为他妻子适应不了科尼斯堡的气候，1855年他到波恩大学担任解剖学和生理学教授，又于1818年移居海德堡。在这些年中，他的科研兴趣从生理学转移到物理学。1871年他被任命为柏林大学的物理学教授。1882年，他被封为贵族。1888年，他成为位于柏林的物理技术研究院主任。
这么多样的岗位，体现了亥姆霍兹的能力和兴趣。但他的思想是如何发展的？亥姆霍兹并不是从医学开始，然后转移到生理学，然后再转到数学和物理学。其实，他是将自己在这些学科中的经验都协同起来，应用到他碰到的每一个问题。他最伟大的作品《生理光学》（1867年）蕴含热切的哲学洞见，准确的生理学研究，以精确的数学及正确的物理原理来展示。
亥姆霍兹几乎全部的工作，都带着他对自然哲学的排斥。他对这种世界观强烈排斥，或许显示出早期它对亥姆霍兹的吸引力。自然哲学从康德哲学发展而来。康德在18世纪80年代提出，时间、空间、因果关系等概念不是感官经验的产物，而是由于能去感知世界的精神属性。因此，思维不只是实证主义认为的，单纯记录自然规律，思维会整理感知世界，从几个基本原则能延伸出整个世界系统。亥姆霍兹反对这种观点，坚持认为知识来源于感知，且所有的科学都可以且应该简化到涵盖物质、力、能量这些全部真实的经典力学定律。
亥姆霍兹从在穆勒指导下读博士，从那时候起，他的态度就很鲜明。穆勒和大多数生物学家一样，是生机论者（vitalist），他认为生命过程不可能被简化到普通的物理和化学力学定律；生命作为整体，不仅仅是所有组成部分的简单相加，一定还存在一种关键力量在协调者生理机能，让生命体和谐运行；而这种关键力量，是实验研究无法感知的。因此穆勒的结论是，真正要用实验来研究生理学是不可能的。
在穆勒的实验室里，亥姆霍兹遇到了一群年轻人，其中就有神经生理学奠基人埃米尔·杜布瓦-雷蒙（Emil Heinrich Du Bois-Reymond），人眼手术专家恩斯特·威廉·冯·布吕克（Ernst Wilhelm von Brücke）。在一份声明中，杜布瓦-雷蒙全面表达了他反对穆勒的观点：“布吕克和我已经相互发誓，要证实生命的基本真理只有生理化学作用...”
亥姆霍兹抱着这种态度，开始写他的博士论文，建立起神经纤维和细胞的之间的联系。这又带他进入了更广阔的探究领域，开始研究动物的热。当时法国的研究发表，质疑动物产生热是由于各种化学元素结合这一说法。由于掌握了物理学和数学，亥姆霍兹能够从数学和物理的角度来分析这一问题，这在当时的生理学家是想都不敢想的。亥姆霍兹论证说，如果生物热不是来自有机体内化学反应的热量总和，那么会有存在一种不受物理定律限制的热源（生机论者就是这么认为的）。但这种热源，会让永动机成为可能，而物理学已经早于1775年就驳斥了永动机的可能性。因此亥姆霍兹下结论说：生物热只可能是有机体内力学作用的产物。他进一步泛化自己的观点：所有的热都和力联系在一起，而力本身是不会被消灭的。1847年
《论力的守恒》的发表，标志着生理学和物理学历史的新纪元。它为生理学提供了其有机本质的奠基性陈述，它为物理学带来了最早也是最为清晰的能量守恒定律陈述。
1850年，亥姆霍兹为“生机论”的棺材上又钉上了一颗钉子。穆勒此前用神经脉冲为例，认为生命作用无法用实验来测试。亥姆霍兹发现，可以很好地测量这个脉冲；它速度很慢，大约每秒27米。（亥姆霍兹发明了肌动描记器，才得以做这个实验。）神经脉冲这么慢，也支持了脉冲是分子重新排布的说法，而不是出于神秘的生命力量。
亥姆霍兹最有价值的发明是1851年的眼膜曲率镜（ophthalmoscope）和眼膜曲率计（ophthalmometer）。如今，眼膜曲率镜仍然是医生最重要的工具，用来检查视网膜的血管，看看是否有高血压或动脉疾病。眼膜曲率计能用来测量眼睛对光学环境改变的调节，对配眼镜等都不可或缺。
亥姆霍兹通过对视觉的详细研究，展现了视觉创造了空间的概念，由此驳斥了康德关于空间的理论。亥姆霍兹认为，空间是一种习得的，而非内生的概念。此外，亥姆霍兹研究了非欧几里得空间，证明了它们可以认知，由此驳斥了康德关于空间必然是三维的说法。
亥姆霍兹的数学天赋不仅限于非欧几里得几何学。他还求解了长期困扰物理学家和数学家的方程。他1858年关于流体力学方程积分的论文，不仅是一篇数学杰作，且成为解释物质基本结构的关键。经亥姆霍兹分析，理想液体中的涡旋非常稳定，因此可以彼此碰撞，形成负责的结，经历拉伸和压缩。1866年，开尔文勋爵提出，如果这些涡旋是以太，它们可以像固态的原子一样相互作用。因此宇宙中只有以太一种物质，可以用来解释所有的静态和动态物理现象。

后期研究

亥姆霍兹研究电和磁，他坚信经典力学是科学推理的最好模式。在德国科学家中，他是为数不多的最早理解并欣赏迈克尔·法拉第和詹姆斯·麦克斯韦的电磁学的人。法拉第不接受超距作用（空间中两个物体不改变之间的媒介也能相互作用），麦克斯韦解读法拉第定律的数学，证明了牛顿力学和经典力学并不矛盾，而亥姆霍兹进一步推出了相关电磁学的数学。
亥姆霍兹对电的本质认识，和麦克斯韦有别。麦克斯韦认为电流是因为以太或其它媒介的极化。亥姆霍兹对电化学（特别是电解电池）感兴趣，且熟悉法拉第的电解定律，即电流穿过电化学单元的量与电极上沉淀元素的质量相关。在1881年纪念法拉第的讲座中，亥姆霍兹论证“化学原子（chemical atoms）”的存在。很快人们就讲这种粒子称为“电子（electron）”。讽刺的是，电子的存在，正好证明了反驳了他的电动力学理论。
亥姆霍兹在生命的最后几年，试图将全部电磁学简化为一组数学原理，他构建电动力学没有成功，但他却能从以太假设的性质中推导出所有的电磁效应。他的学生海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）于1888年实验发现无线电波，被视为是对法拉第、麦克斯韦、亥姆霍兹理论的证明。直到爱因斯坦用狭义和广义相对论排除了以太的存在，亥姆霍兹的理论才被击毁。
亥姆霍兹早期对声音和音乐有过研究，他研究过波动；他对能量守恒的工作，又让他对能量转移很熟悉。这两个领域，在他后期研究气象学时交融在一起。但因为气象现象太过于复杂，亥姆霍兹只是指点了一下未来研究的方向。
亥姆霍兹的成果，是经典力学的最终产物，他将之推到了极限。亥姆霍兹去世时，物理学的世界已经在革命的边缘。X射线、发射性、相对论的发现带来了一种新的物理学。亥姆霍兹的成就虽然惊人，但并没有对新一代产生多大影响。
资料来源：

https://www.britannica.com/biography/Hermann-von-Helmholtz
我们不需要英雄
但我们需要榜样

几只青椒
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