Ewald Hering - Ewald Hering
Ewald Hering | |
|---|---|
 | |
| Født | 5. august 1834 |
| Døde | 26. januar 1918 (83 år)
Leipzig , Kongeriget Sachsen
|
| Nationalitet | tysk |
| Alma Mater | Leipzig Universitet |
| Kendt for | Binokulært syn , øjenbevægelser , farvesyn |
| Videnskabelig karriere | |
| Felter | Fysiologi |
Karl Ewald Konstantin Hering (5. august 1834 - 26. januar 1918) var en tysk fysiolog, der forskede meget i farvesyn , kikkertopfattelse og øjenbevægelser. Han foreslog modstanderens farveteori i 1892.
Født i Alt-Gersdorf , Kongeriget Sachsen , studerede Hering ved universitetet i Leipzig og blev den første rektor for det tyske Charles-Ferdinand Universitet i Prag.
Biografi
Tidlige år
Hering blev født i Altgersdorf i Sachsen, Tyskland. Han voksede sandsynligvis op i en fattig familie, søn af en luthersk pastor. Hering gik på gymnasium i Zittau og gik ind på universitetet i Leipzig i 1853. Der studerede han filosofi, zoologi og medicin. Han afsluttede en MD-grad i 1860.
Det er noget uklart, hvordan Hering uddannede sig til at forske. På det tidspunkt var Johannes Müller måske den mest berømte fysiolog i Tyskland. Hering ser ud til at have ansøgt om at studere under hans ledelse, men blev afvist, hvilket kunne have bidraget til hans fjendtlighed over for von Helmholtz, Müllers protegé. Imidlertid gennemførte EH Weber og GT Fechner i Leipzig banebrydende undersøgelser, der fandt ud af, hvad der ville blive inden for psykofysik. Selvom der ikke er noget bevis for, at Hering nogensinde har studeret under deres ledelse, vil han i sine senere år stolt anerkende sig selv som en "studerende af Fechner".
Efter endt uddannelse praktiserede han som læge i Leipzig. Med lidt tid til at forske og endda knappe økonomiske ressourcer vendte han sig til kikkert og problemet med horopteren. Der overraskede han det videnskabelige samfund, da han som en helt ukendt videnskabsmand offentliggjorde sin egen matematiske afledning af horopteren uafhængigt af Hermann von Helmholtz, som på det tidspunkt blev betragtet som en af de bedste tyske forskere og matematikere. Hering gik så langt som at latterliggøre Helmholtzs (uvigtige) matematiske fejl i hans afledning af horopteren.
Universitetsposter
Hering blev derefter udnævnt til professor i fysiologi ved militærakademiet i Wien indtil 1870. Med bedre ressourcer gennemførte han vigtige studier inden for fysiologi, især på hjerte- og åndedrætssystemerne. I 1870 efterfulgte han Purkinje ved universitetet i Prag, hvor han blev i de næste 25 år. Der blev han involveret i hårde argumenter mellem nationalistiske tjekker, der ville have universitetet undervist i landets sprog, og et mindretal af tyske professorer. Til sidst blev der oprettet et separat tysk universitet i 1882, og Hering blev dets første rektor.
I sine sene år vendte Hering tilbage til Tyskland, hvor han blev professor ved universitetet i Leipzig i 1895, 61 år gammel. Han trak sig tilbage i 1915 og døde af tuberkulose tre år senere. Han var ateist.
Forskning
Binokulært syn
Hering studerede en bred vifte af emner i synet, blandt andet hans fremragende studier om kikkert. Han afledte næsten samtidigt med Helmholtz den teoretiske form af horopteren . På trods af identiske resultater var Herings afledning langt mere moderne og elegant ved hjælp af nyligt udviklet projektiv geometri. Faktisk kvalificerede Helmholtz selv Herings tilgang som "meget elegant, omfattende og komplet". Derefter estimerede Hering empirisk formen af horopteren. Sammen med Helmholtz og Hillebrand bemærkede han, at den empiriske horopter ikke matcher den teoretiske horopter, et fænomen, der nu hedder Hering-Hillebrand-afvigelsen .
Hering er også kendt for sin lov om visuel retning, der beskriver den opfattede egocentriske retning af et objekt fra en observatør. Uden at Hering og andre visuelle videnskabsmænd på det tidspunkt vidste, var en lignende lov blevet foreslået af Alhazen (1021) og Wells (1792), selv om begge deres love var forskellige.
Hyperacuity
Hering arbejdede som banebrydende på det, vi nu kalder hyperacuity , dvs. en rumlig opløsning i visse visuelle opgaver, der overstiger synsstyrken med en størrelsesorden. I sin berømte afhandling fra 1899 "On the Limits of Visual Acuity" opsummerede han empiriske data offentliggjort 1863 af Alfred Wilhelm Volkmann og Ernst Anton Wülfing 1892, som fandt ud af, at der er visuelle opgaver, hvor rumlig opløsning går langt under størrelsen af receptorceller i det centrale nethinden. I en forklarende model overlejrede Hering en Vernier-skarphedsstimulus - dvs. en forskydning mellem to linjesegmenter - på et idealiseret receptorsystem. Han hævdede , at lokaliseringsinformationen, der signaliseres af de involverede receptorer , ved en mekanisme til integration på tværs af små øjenbevægelser er kodet til en meget højere præcision, end det ville være muligt af en enkelt receptor, en forklaring, der stadig holder i dag.
Øjenbevægelser
Hering studerede yderligere øjenbevægelser. Han udviklede Herings lov om lige innervation for at beskrive konjugationen af øjenbevægelser hos dyr. Ifølge denne lov er øjenbevægelser altid ens i intensiteten i de to øjne, men ikke i retning. Øjenbevægelser kan derfor enten være konjugeret (i samme retning som saccades eller jævn forfølgelse ) eller disjunktiv (såsom vergence øjenbevægelser). Herings lov om lige innervering beskrives bedst af Müllers stimulus, hvor fikseringspunktet ændrer position i det ene øje, men ikke det andet øje. Enkelhed udfører, at kun det forkert justerede øje skal bevæge sig for at genopfriske. Herings lov forudsiger, at fordi øjnene altid skal bevæge sig i lige store mængder, skal begge øjne bevæge sig i målets nye kikkertretning (se Herings lov om visuel retning ovenfor), og derefter bevæge sig i modsat retning for at justere vergens til målets. Med andre ord, det øje, hvor målet ikke bevægede sig, bevæger sig væk og derefter tilbage på målet. Denne forudsigelse blev eksperimentelt bekræftet af Yarbus i hans sædvanlige arbejde med øjenbevægelser. Imidlertid er det nu kendt, at der findes stærke afvigelser fra Herings lov.
Farve teori
Hering var uenig med den førende teori udviklet primært af Thomas Young , James Clerk Maxwell og Hermann von Helmholtz . Young foreslog, at farvesyn er baseret på tre primære farver : rød, grøn og blå. Maxwell demonstrerede, at enhver farve kan matches med en blanding af tre primære farver. Dette blev fortolket af Helmholtz som bevis for, at mennesker opfatter farver gennem tre typer receptorer, mens hvidt og sort reflekterer mængden af lys.
Hering mente i stedet, at det visuelle system fungerer baseret på et system af farveopfyldning . Hans beviser stammede fra eksperimenter med farvetilpasning og den sproglige observation, at visse farvenavne ikke kan kombineres til et. I denne model opfattes farver gennem mekanismer, der er følsomme over for tre par modstanderfarver: rødgrøn, gulblå og hvid-sort.
Johannes von Kries offentliggjorde i 1905 zone-teorien, der syntetiserer begge beskrivelser som en, hvor Young-Helmholtz-teorien beskriver interaktionen mellem lys og receptorer og Hering billedbehandlingsfasen. Senere, i 1925, udgav Erwin Schrödinger et papir inspireret af von Kries med titlen Om forholdet mellem de fire farver og de tre farver teorien . Der undersøger han et formelt forhold mellem de to farveteorier.
Begge teorier har solid empirisk dokumentation. Gåde blev løst ved opdagelsen af farve-modstander ganglion celler i nethinden og lateral geniculate kerne . Vi ved nu, at det menneskelige øje har tre typer farvefølsomme receptorer (som foreslået af Young, Maxwell og Helmholtz), som derefter kombinerer deres signaler i tre farve-modstandskanaler som foreslået af Hering. Således er både Hering- og Young-Helmholtz-teorierne korrekte.
Fysiologi
Hering yder betydelige bidrag til såvel fysiologi som psykologi. Især demonstrerede han med sin studerende Breuer Hering – Breuer-refleksen , eller at kunstig oppustning af lungerne udløser et automatisk signal, der udløser udløb. Derefter udløser lungerne i skift et nyt signal, der inducerer åndedræt. Dvs. inspiration og udløb er en endeløs refleksløkke, der udløser hinanden. Han viste også Traube-Hering- refleksen, eller at oppustning af lungerne udløser en acceleration af hjertet.
Anden forskning
I 1861 beskrev Hering en optisk illusion, der nu bærer hans navn - Hering-illusionen . Når to lige og parallelle linjer er præsenteret foran radial baggrund (svarende til egerne på en cykel), ser linjerne ud som om de var bøjet udad. Den Orbison illusionen er en af dens varianter, mens Wundt illusionen producerer en lignende, men omvendt effekt.
Hering foreslog først ideen om organisk hukommelse i en 1870-forelæsning for Imperial Academy of Science i Wien . Hering tog indflydelse fra ideen om arv af erhvervede egenskaber og foreslog, at minder kunne overføres gennem generationer af kimceller .
Kontroversen mellem Hering og Helmholtz
Hering tilbragte det meste af sit liv med at argumentere voldsomt med Helmholtz. Kontroversen var ikke kun videnskabelig, men også filosofisk; Hering var en nativist, Helmholtz en empiriker. Helmholtz kom også fra en højere social klasse og blev altid betragtet som et vidunderbarn, mens Hering måtte gennem en hårdere tid i sin tidlige karriere. Hering og Helmholtz var uenige i næsten alt, og kontroversen varede længe efter slutningen af begge deres liv. Hering var imidlertid langt den mere aggressive af de to og var altid hurtig til at påpege enhver fejl, som Helmholtz måtte have begået, undertiden endda gå så langt som at fornærme ham ("Det er sandsynligt, at den store Helmholtz i hans sovende tilstand. .. "). Helmholtz's fraktion (skønt sandsynligvis ikke Helmholtz selv) spredte rygter, der gav Hering behovet for hjælp til at udføre sit matematiske arbejde, og at han var klinisk sindssyg ("Han har været, som jeg har hørt, psykisk syg").
Publikationer
- Teorien om kikkertvision [ Die Lehre Vom Binocularen Sehen ] (1868/1977)
- Spatial Sense and Movements of the Eye [ Der Raumsinn und die Bewegungen des Auges ] (1879/1942)
- På grænserne for synsstyrke. [Ueber die Grenzen der Sehschärfe] (1899/2018)
- Konturer af en teori om lyssansen [ Grundzüge der Lehre vom Lichtsinn ] (1905/1964)
- Handbuch der Physiologie (1879)
- Om hukommelse og nervesystemets specifikke energier (1897)
Referencer
Yderligere læsning
- Baumann C (juni 1992). "[Ewald Herings modstander farver. Idéhistorie]". Der Ophthalmologe: Zeitschrift der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (på tysk). 89 (3): 249-52. ISSN 0941-293X . PMID 1303712 .
- Janko J (1995). "Mach og Herings sansefysiologi". Clio Medica . 33 : 89–96. PMID 9061228 .
- Otis, Laura (1994). Organisk hukommelse: historie og kroppen i slutningen af det nittende og tidlige tyvende århundrede . Lincoln: University of Nebraska Press. ISBN 0-8032-3561-5. OCLC 29638386 .
- Turner RS (1993). "Visionstudier i Tyskland: Helmholtz versus Hering". Osiris . 8 (1): 80-103. doi : 10.1086 / 368719 . PMID 11639585 . S2CID 42940120 .
- Singh, Iona (2012). Visual Syntax, kapitel fra bogen - Color, Facture, Art & Design . Hampshire, Storbritannien: Zero Books. s. 65–82. ISBN 978-1-78099-629-5.