Helmholtz Hermann atyja, Helmholtz Ágost teológus, gyenge testalkata daczára, 1813-ban a felszabaditó hadseregbe lépett és a hadjáratban önkéntesi minőségben vett részt; a drezdai csata alkalmával alhadnagygyá lett. Hazaérkezte után belátta, hogy papi tanulmányait – komoly lelkiismeretbeli ellentmondások nélkül – nem folytathatja; ennélfogva a filológiára, mint uj kenyérkereseti pályára csapott át és néhány évi házi tanitóskodás után a potsdami gimnáziumnak tanára lett; főleg latint, de más tantárgyakat is tanitott. Egyszer, mikor német óra alatt tanitványaival a felszabaditó hadjárat hangulatairól és saját élményeiről merészkedett beszélgetni, felettes hatósága szigoruan megdorgálta és figyelmeztette, hogy ismétlődés esetén egyszerüen elbocsájtják. Költői természetü volt s e hajlandósága különösen a divatozó görögimádásban nyilvánult; sok nyelvet tanult, köztük az arabsot is, festészettel és zenével is foglalkozott. Neje Penn Karolin, egy katonatisztnek művelt leánya és Penn William, a hires quäker leszármazottja volt; külsejére igen egyszerü, de élénk szellemü és feltünően világos itélőképességü nő. Szegényes háztartásukat, melynek gondjait idővel két leány és egy fiu szaporitotta, pompásan vezette s családja iránt tele volt gyöngédséggel és rajongással.
Hermann fia 1821. augusztus 31-én született. Gyenge és csunya gyerek volt (egy kicsit vizfejü), de anyja következetesen csodagyermeknek tartotta.
Gyermekkorában annyit betegeskedett, hogy majdnem mindig a szobához és gyakran ágyhoz volt kötve; csendes fiunak mondják: állandóan képes-könyvekkel és épitőkövekkel foglalkozott. Az utóbbiakból annyi empirikus geométriát sajátitott el, hogy később az iskolában az alapelvek körül már teljes tájékozottsága volt. Rendszeres testápolás, torna és turisztika révén, amikre apja sokat adott, egészsége is megjavult, ugy hogy kilencz éves korában beléphetett a potsdami gimnáziumba, amelyet rendkivül gyorsan végzett el. Hogy mi iránt érdeklődött leginkább, arra a hetvenedik születésnapján rendezett ünnepélyen igen figyelemreméltó beszédében tekintett vissza. Legczélszerübb lesz, ha a vonatkozó részeket szószerint közlöm:
„Hét éves koromig gyenge fiu voltam, a szobához, sőt igen gyakran az ágyhoz kötve, pedig alig birtam a szórakozás és a munka vágyával. Szüleim sokat foglalkoztak velem; képeskönyvek és főleg épitő kövek közt éltem mellettük. Korán kezdtem olvasgatni s igy természetesen uj élvezeteket ismertem meg. Szellemi képességeim fogyatékossága viszont abban nyilvánult, hogy rossz emlékezőtehetségem volt egymással szorosan össze nem függő tárgyak tekintetében. Jól emlékszem, hogy a jobboldalt a baltól alig tudtam megkülömböztetni, később az iskolában nehezebbül esett a magánhangzókat, a rendhagyóigéket, a sajátságos mondatfordulatokat elsajátitanom, mint a többi diáknak. Különösen az akkori történelemtanitással nem tudtam sehogysem megbarátkozni; prózai részeket könyv nélkül mindig csak nagy szenvedések árán tanultam meg. E fogyatékosságom természetesen folyton érezhetőbbé vált és aggkoromra egészen leigázott.
„De ha már volt mire támaszkodnom, (bár csak például a versmértékre és a versrimre) a könyvnélküli tanulás és a megrögzités sokkal könnyebben ment; nagy költők verseit igen sokáig megőriztem az emlékezetemben, de másodrendü irók közepes alkotásait alig. Azt hiszem, hogy a magyarázat a gondolatok természetes ritmusában található, ami a jó versek sajátossága; ebben a körülményben az esztétikai szépség lényegbeli forrását látom.
„A felsőbb gimnáziumi osztályokban az Odyssea néhány énekét, meglehetős sok horacziusi odát és egy csomó német verset tudtam szavalni. Abban a helyzetben voltam tehát, mint irástudatlan őseink, akik törvényeiket és történelmüket versekbe foglalták, hogy emlékezetükben megmaradjon. Ami könnyen esik, szivesen teszszük meg; én is előbb a költészetet imádtam. Ezt a hajlandóságomat atyám szitotta, pedig különben kötelességtudó, de rajongó ember volt; végtelenül szerette a költészetet, különösen a német irodalom nagyjait. A felső gimnáziumi osztályokban a német irodalmat adta elő és Homéroszt olvasta velünk; felváltva prózai német feladatokat és verstani gyakorlatokat kellett csinálnunk. És ha a legtöbben közülünk rossz költők is lettek, mégis az elképzelhető legalkalmasabb stilusfejlesztő rendszer volt az övé.
„A legtökéletesebb emlékezetbeli segédeszköz azonban a jelenségek törvényének ismerete, amit legelőször a geometriában tanultam meg. Gyermekjátékaimból, az épitőkövek révén, közvetlen szemlélet utján kipróbáltam a térbeli arányok egymáshoz való viszonyát. Minden gondolkodás nélkül tudtam, hogy szabályos alaku testeket miképpen lehetne egymásra rakni és miképpen illenének össze, ha igy vagy amugy forditanám őket. Midőn geometriát kezdtem tanulni, tanáraim nagy meglepetésére, minden ténymegállapitással, amellyel itt kellett volna megismerkednem, már tisztában voltam. Amennyire vissza tudok emlékezni, ez a tulajdonságom a postdami népiskolában is feltünt, amelybe 8 éves koromig jártam. Ellenben uj volt előttem a szigoru tudományos módszer, amelynek segélyével azután a többi nehézségeket is legyőztem.
„A geometriának egy hiánya van: csak elvont térbeli formákkal foglalkozik, pedig nekem a teljes valóság szerzett különös örömöket. Mikor már nagyobb és erősebb lettem, atyámmal vagy iskolatársaimmal sokat járkáltam Potsdam szép környékén és lelkem mélyéből megszerettem a természetet. A fizika elemei azután – amelyekkel a gymnasiumban találkoztam – jobban érdekeltek geometriai és algebrai tanulmányaimnál. Bőséges és sokféle anyag kinálkozott: a természet teljes gazdagsága, amely elméleti törvények alá sorakoztatható. Tényleg ez a megismerés ragadott el: a látszólag idegen természetnek az emberi szellem által való leigázása, amelyet a törvények logikai hatalmának köszönhetünk. Mindjárt csatlakozott ehhez az a másik megismerés is, hogy a természeti jelenségek törvényeinek tudása adja csak a természet felett való hatalmat a kezünkbe. Ezekben a gondolatkörökben már otthonosan éreztem magam.
„Nagy hévvel és örömmel bujtam azokat a fizikai tankönyveket, melyeket atyám könyvtárában találtam; ósdi művek voltak, melyekben még a flogisztónikus tudományos nyelvjárás divott és a galvanizmus még a Volta-oszlopnál tartott. Egy ifjukori barátommal is próbáltam mindenféle itt-ott olvasott kisérletet szerény eszközeinkkel utánozni. A savaknak hatását anyánk vászonkészletén alaposan kitapasztaltuk, ezenkivül azonban kevés sikerült; legjobban jártunk még optikai szerszámok készitésével, szemüvegek és egy növénytani nagyitólencse felhasználása mellett. Segédeszközeink korlátolt volta korai tanulmányaimban azzal az előnynyel járt, hogy a tervezett kisérleteket mindig módositanom kellett, mig a tényleg végrehajtható alakjára rá nem bukkantam. Meg kell vallanom, hogy néha, mig az osztályban Cicerót vagy Vergiliust olvastak, unalmamban az asztal alatt kiszámitottam a fénysugár sebességét és néhány optikai tételre akadtam, amelyekről a tankönyvekben semmit sem találtam, amelyekre azonban később a szemtükör szerkesztésénél szükségem volt.
„Igy azután elterelődtem tanulmányaimnak arra a különös irányára, amelyet később is megtartottam és melynek lassankint egész lelkemet odaadtam. Az a törekvésem, hogy a valóságon a fogalom uralkodjon, vagyis más szavakkal: a tünemények okozati összefüggésének felfedezése, vezetett az életen át, e vágy intenziv voltának tulajdonitható, hogy egy problémát mindaddig bonczolgattam, mig csak homályos pontokat sejtettem benne.“
E nyilatkozatokból, melyek Helmholtz természetéhez képest nagyon tartózkodóak, kiütközik a született természetbuvár ellenszenve a filológiai oktatás iránt. Természetes, hogy az adott körülmények közt (atyja hatása folytán, ki ugyanabban a gymnasiumban tanitott) a csendes és beteges fiunak minden harczot kerülő természete, nagyobb összeütközésre nem vezetett, sőt a szülői háznak ifjukori hatása később Helmholtznak az iskolai és nevelési kérdésekben elfoglalt álláspontjára is némileg befolyást gyakorolt. Ehhez járult még, hogy a klasszikus tipus kutatói, akikhez Helmholtz tartozik, természetüknél fogva hajlandóságot mutatnak a „klasszikus“ iróknak formai kerekdedségéhez, ami alkalmilag bizonyos türelmetlenségben is kifejezést nyer, szintén a filológusok szokása szerint; ilyen volt például Gauss is.
Helmholtz tehát jó bizonyitványnyal hagyta el a gimnáziumot, ez a körülmény jövőjére vonatkozólag döntő fontosságu volt.
Végbizonyitványában nyugodt és csendes magaviseletünek mondják; az ókori nyelvek tekintetében elért eredményeiről, sajnos, hallgatnak forrásaim: valószinüleg nem volt teljesen kedvező. A matematikában Helmholtzot egy Mayer nevü kitünő tanár tanitotta, aki egyszersmind a család barátja is volt. Mayer külön bizonyitványt állitott ki részére, hogy magántanulással már biztosan tovább haladni képes. Ebben a tulajdonságában tényleg megtaláljuk későbbi sikereinek egyik leglényegesebb tényezőjét.
Helmholtz természettudományokkal akart foglalkozni, miután azonban atyja a szükséges anyagi eszközökkel nem rendelkezett, az orvostudományhoz kellett átpártolnia. Jelentkezett a királyi katonai orvosi főiskolánál, a Pepiniére-nél felvételre, amely növendékeit, katonai szolgálat kötelezettsége mellett, ingyenes oktatásban részesitette. Helmholtz még gimnáziumi tanulmányai alatt próbavizsgát tett, igen szép sikerrel, ugy, hogy 17 éves korában, az érettségi után, már a berlini királyi Frigyes Vilmos orvosi intézetbe került. A jövendő nagy férfiu koraérettségének ujabb bizonyságát látjuk, amely gyermekkori betegeskedése dacára is előreviszi.
Helmholtzot Berlinben a szkolasztikus természetfilozófiai tanitáson kivül (maga mondja, hogy a záróvizsgán az érdaganatokról nagyszerü előadást tartott anélkül, hogy valaha ilyen műtétet látott volna) nagynénje, akinél vasárnaponkint ebédelt, kedélyes szigorral ismertette meg a „jó társaság“ erkölcseivel és szokásaival s Helmholtz kellőleg hasznositotta ezt a tudományt is. Haza irt leveleiben képekkel és zenével, amikkel a fővárosban eléggé összekerült, éppen annyit foglalkozik, mint életmódjának és tanulmányainak egyes részleteivel. Anyja nehezen nélkülözi fiát és a sok lim-lomot az asztalon, természettudománynyal való foglalatoskodásának apró bizonyságait s csak lassankint nyugszik bele távollétébe. Pajtásai kimért és tartózkodó modora következtében különcznek tartották s levelei tényleg bizonyos kulturgőgöt árulnak el, ami bizonyára az atyai ház professzori légkörének maradéka volt. „Mozart és Beethoven-szonátákat játszom, azután sokszor uj zeneműveket is, amiket a lakótársam szerez be. Este Goethe-t és Byron-t olvastam (K. kölcsönözte) és változatosságképpen integrálszámitásokat is végeztem.“ A szülők tudniillik, hogy Hermanjuk a megkezdett zongorajátékot el ne felejtse, nagy áldozatok árán zongorát állittattak intézeti szobácskájába. A könyvek iránt való érdeklődésének köszönhette, hogy az intézet könyvtárosa magához osztotta be s igy szabadon válogathatott az irodalmi művek között. Egyrészt a fizikusok és mathematikusok, másrészt Kant bilincselte le s egy jelentős személyi befolyás is érvényesült. Mig ugyanis Mitscherlichet nagyon unalmasnak találja, Müller, a hires fiziológus egészen elragadja a fiut; Link tanár ellenben „tultengő szellemü, két hónap után még mindig a természettan filozófiai bevezetésénél tart (Ah, Istenem!).“
1839. végén, 18 éves korában a filozófiai szigorlatot igen jó eredménynyel tette le, a következő évben pedig anatómiai vizsgáját szintén kitünően. Harmadévre azonban sulyos tifuszba esett s több hónapon át a kórházban kellett feküdnie. Helmholtz azok közé az emberek közé tartozott, akiknek még a véletlen is javukra válik és igy betegsége is, amely különben sem volt veszélyes, alkalmat adott arra, hogy időközben megtakaritott pénzén górcsővet vehessen, amelyet később doktori értekezésénél használt fel. Teljes felgyógyulása azonban oly lassan haladt előre, hogy még néhány hónapig a szülői házban kellett tartózkodnia, mielőtt tanulmányait ujból megkezdhette.
Az orvosi szaktárgyasokon kivül sok másra is beiratkozott, de mathematikai előadásra nem. A legnagyobb hatást Müller János tette reá, aki professzorai közül kétségtelenül a legkiválóbb volt; az elsők közé tartozott, aki szabadulni akart a természetfilozófiától s lelkes és hatalmas akaratával fogva tartotta tanitványait, akik között sok volt a tehetséges. Helmholtz érintkezésbe jutott Du Bois Reymond, Brücke és Virchow-val, akikhez néha a valamivel idősebb Ludwig is csatlakozott és átélte velük egy uj tudomány születésének különös izgalmait. Doktori értekezésének tárgyául az idegrost eredetét választotta; azt remélte, hogy hamar készen lesz a dologgal és 20 éves korában már doktorrá avatják. Mikor azonban munkájával Müllerhez került (addig t. i. saját eszközeivel dolgozott), tanára jónak és helyesnek itélte ugyan tanulmányát, de figyelmeztette, hogy még jobban meg kellene alapoznia. Jellemző Helmholtzra, amit 1842. augusztusában atyjának ir: „Ma voltam értekezésemmel Müller tanárnál; nagyon barátságosan fogadott, előadatta velem a végeredményt és a bizonyitékokat, igen érdekesnek mondotta a dolgot, mert az idegrostoknak a magasabb rendü állatoknál eddig is sejtett, de még be nem bizonyitott eredetét mutatja ki, mindamellett azt ajánlotta nékem, hogy egészítsem ki vizsgálódásaimat s nyilvánvalóbb bizonyságot adjak, mint ami három-négy esetből elérhető. Meg is nevezett néhány állatot, amelyeknél megfelelő eredményt vár és felajánlotta nekem saját műszereinek használatát az anatómiai múzeumban, amennyiben az enyéim nem volnának kielégítők. Végül azt ajánlotta, hogy ha felavatásom nem sürgős, a szünidőben dolgozzak tovább, hogy teljes és megtámadhatatlan eredményhez juthassak. Miután semmi okosat nem tudtam ellene felhozni és magam is jórészt az ő álláspontján voltam, le kell mondanotok a 20 éves doktorról és a 21 évessel kell megelégednetek. Engemet is meglepett a dolog s nem volt egészen inyemre, de, mint már emlitettem, nem tudtam megfelelő ellenvetést tenni.“
Csak örülni lehet rajta, milyen magatartást tanusit ez a két kiváló ember egymással szemben. Egyrészt a tapasztalt tanár, aki biztos szemmel becsüli meg a fiatalember értékét és tudományos lelkiismeretességéhez jelentős segitséget ad, másfelől az ifjú kezdő, aki az útmutatást rögtön megérti és „nincs semmi észszerű ellenvetése.“ Igy történt azután, hogy a felavatás 1842. őszén ment csak végbe.
Helmholtz értekezése az ideganatómia egyik alapvetője, mert a gerinczteleneknél eddig ismeretlen összefüggést igazolt az idegszálak és sejtek között.
Egyidejűleg kórházi sebészként is működött és kevés szabadidejében együtt dolgozott Müllerrel. Első eredményét az erjedés és rothadás okai vizsgálásánál érte el, amelyek körül a katalitikus erővel kapcsolatban Liebig és Berzélius közt épp akkor vita támadt. A kisérlet tárgyát az a meggondolás képezte, hogy két folyadék kölcsönös közlekedését lehetővé tegye, de az esetleg létező organizmusok helycseréjét megakadályozza. Czélját úgy akarta elérni, hogy a két folyadékot hólyaggal választotta el egymástól. Miután mások kutatásai nyomán bebizonyította, hogy kifőtt rothadó folyadékok sohasem oszlódnak ugy fel, ha forralatlan levegőtől elzárjuk őket, megállapitotta azt is, hogy az erjedés nem hat a hólyagon át, a rothadás azonban igen. Más szóval: ha egy sterilizált cukoroldatot tartalmazó, hólyaggal lekötött edényt erjedő cukorba tett, úgy a cukoroldat változatlan maradt. Ha azonban sterilizált húst ugyanúgy rothadó húslével hozott érintkezésbe, a hús gázképződés mellett feloszlásnak indult, de a közönséges rothadástól különböző módon, mert semmiféle baktériumképződés nem állott be. Az eredmény tehát némileg kétes volt és a vitáknál nem is játszott szerepet. Ma ez a kisérlet megint érdekessé vált, mert nyilvánvalólag azt az értelmezést kivánja meg, hogy a rothadó oldatból bizonyos mennyiségü bomlasztó enzim hatolt át a hólyagon és okozta a feloszlást; a baktériumokat ellenben a hólyag távol tartotta. Épp ezért tanulságos volna, ha ezeket a kisérleteket különféle bőranyagokon kipróbálnák.
Helmholtz valamivel később Magnus laboratóriumában, aki szokott előzékenységével magához vette, e kisérleteket megfelelőbb eszközökkel ismételte, meg is oldotta a kérdést, de semmit sem hozott nyilvánosságra belőle.
Viszonyai időközben kedvezőbbé váltak; a gárdahuszárokhoz helyezték át Potsdamba, mint sebészt; Branca ezredorvosnak segédje lett és nem volt nagyon igénybe véve. A sok szabad idő nagyon kapóra jött; rendkivüli gondolatok foglalkoztatták, amelyek sokkal messzebbre vezettek, mint előre láthatta volna. Az állati testek melegképződéséről volt szó, amiről épp akkor hosszadalmas vita keletkezett. Dulong és Despretz kisérletileg megállapitották, hogy azok az állatok, amelyek melegmérőben lélegzettek, 10–20%-kal kevesebb meleget fejlesztettek, mint ha az elhasznált oxigén szén elégésére szolgált volna. Habár Hess az alapelvet már 1841-ben felállitotta és néhány példával kisérletileg bebizonyitotta, hogy a melegfejlődés összege kémiai folyamatoknál a közbenső fokozatokat mind felöleli, úgy, hogy a jelen esetben nem a szénsav, hanem a tápanyagok égési melege veendő számításba, mégis a fiziológiai zavar sokáig tartott és Helmholtz is megpróbálta tisztázni a kérdést. E czélból vizsgálat alá vette, vajjon az izmok működésénél kémiai egyesülés és melegfejlődés áll-e be és – igenlő eredményhez jutott.
A kémiai folyamatok bizonyitását Helmholtz kémiai segédeszközökkel érte el. Párhuzamos kisérleteket folytatott lehetőleg egyforma feltételek mellett: a békának, „a tudomány ősi martirjának“, izmait egyrészt villamos battériával addig izgatta, amig nem vonaglottak, más izmokat pedig minden külső befolyástól menten tartott. Mikor aztán mind a két próba-izmot, vízre és borszeszre bomlandó részeik tekintetében, megvizsgálta, úgy találta, hogy a kimerült izmok kevesebb víz-, de annál több szesz-kivonatot adtak, mint a pihentek; a különbség 13–30 százalékra rugott. A különbözőséget kémiailag nem lehetett jellemezni. Bebizonyult tehát, hogy a kifárasztott izom kémiailag kétségtelenül különbözik a pihenttől, de nem derült ki, hogy mi is változott meg. Egy angolna és egy galamb izmainál is hasonló különbségeket talált, de nem olyan jelentékenyeket.
„Elintézetlenül kell hagynom ez alkalommal még egy igen fontos kérdést: vajjon az izomrost-anyag résztvesz-e ebben a szétbontásban.“ Az ifjú szerző végül kilátásba helyezi a kivonatolt anyagok megvizsgálását is, de erről soha semmit sem hozott nyilvánosságra.
Helmholtz-al tehát a kisérleti kémia terén is találkoztunk, ahova később soha nem tévedt; legközelebbi munkája már állandó érdekkörében, a fizikai élettanban mutatja be.
Arról a kérdésről volt szó, vajjon az izmok összehuzódása a vérkeringéstől és táplálkozástól függetlenül is melegképződést feltételez-e vagy sem? A válasz általában igenlő volt s ugy bizonyitottak, hogy háromszoros hőelemet bocsájtottak a megvizsgálandó békaizomba és indukciós ütések által megmerevítették. Minden alkalommal hőemelkedést észleltek: 0.14–0.18°-ot; az idegeken az egész művelet alatt hőváltozás nem volt tapasztalható.
A kémiai munkálatokkal szemben, amelyek exakt ábrázolásnak nem adtak teret, rátalálunk itt arra a különös gondosságra, amely a kisérletek fizikai feltételeinek meghatározását és fejtegetéseit jellemzi. Legelőször nyilvánul meg tehát világosan a későbbi munkák egyéni jellege.
E kutatások azonban csak egy problémának részletei voltak, amelyek a fiziológiai melegről szóló „Az orvosi tudományok kéziszótárá“-ban 1845. folyamán kiadott összefoglaló beszámolóban tolultak eléje. Az állati testben lévő munka és meleg kérdése csak akkor tárgyalható, ha a munka és meleg viszonya általában tisztázódik és miután munka alatt a szervezet különféle teljesitményei értendők, a probléma az összes tevékenységi ágakra kiterjesztendő. Ez a körülmény vezetett a kölcsönös átváltozhatlanság gondolatára, még pedig a perpetuum mobile kizárása mellett.
Helmholtz e gondolatokat véglegesen 1847-ben foglalta össze, miután egy évvel előbb államtudományi vizsgáját kitüntetéssel letette és 1847. március havában Velten Olgával, egy néhai főtörzsorvos leányával jegyet váltott. Gyakori jelenség, hogy fiatal tehetségek kiváló eredményei egybeesnek eljegyzésükkel vagy házasságukkal, amire később behatóbban fogunk visszatérni. Ez a tünemény arra mutat, hogy az alapösztön érvényesitésével a többi szerveknek, különösen az agynak rendkivüli tevékenységi képessége is velejár. Akaratlanul a magasabbrendü állatokra, különösen a madarakra kell gondolnunk, amelyeknél a párosodás idejében különös érvényesülési és cselekvési formák lépnek fel, mint például táncz, harczok és egyebek.
A munka formulázása tetemes nehézségeket okozott Du Bois Reymondnak (akivel már akkor és egész életén át szoros baráti kötelékben állott s aki részéről mindig teljes és értékes áldozatkészséget tapasztalt), 1847-ben elküldte munkájának bevezető tervezetét, „nem azért, mintha azt hinném, hogy készen lennék vele, (éppen az átolvasásnál jöttem rá, hogy talán semmi sem maradhat meg belőle), hanem, mert nem is sejtem, vajjon még hányszor kell átdolgoznom, mielőtt elkészül s szeretném megtudni, hogy a fejtegetés módját tudományosan helyt állónak tartod-e? Az utolsó átdolgozásnál összeszedtem magam és mindent eldobtam, ami a filozófiára emlékeztetett (amennyire szükség nem volt rá), emellett azonban gondolathézagok is maradhattak.“ Barátja nem talált semmi kifogásolni valót és a legteljesebb csodálatát és egyetértését fejezte ki. 1847. június 21-én azután a nemrég alapitott fizikai társulatban1) előadta értekezését s még közelebbi barátait is ámulatba ejtette az a biztonság, amelylyel a matematikai fizikát kezelte, mit egy katonaorvostól egyáltalán nem tételeztek volna fel. Helmholtz, előadásának a fizikai Évkönyvben való közreadása céljából, kéziratát Magnus rendelkezésére bocsátotta, Poggendorffnak leendő továbbítás végett. Helmholtz azonban úgy járt, mint hat évvel előbb Mayer: munkáját visszautasitották. Poggendorff azzal indokolta meg állásfoglalását, hogy a munka egyrészt nagyon hosszú, másrészt pedig nagyon elméleti; kisérleti kutatásokat, az alapnézlet bizonyítására, szivesen nyilvánosságra hozott volna. Helmholtzot az elutasítás joggal bántotta, mert Poggendorff néhány hasonló tartalmú dolgozatot már elfogadott, sőt Clapeyronnak egy tíz éves munkáját, amelyben Carnot gondolatait analitikusan kifejtette és tovább fejlesztette, kinyomatás végett maga fordított le. Nem az az eset forgott itt fenn, mint Mayernél, hogy tudniillik a tartalom hiányos lett volna; kizárólag a „spekuláció“-tól tartottak, amelynek káros következményei a német természetfilozófiára még friss emlékezetben voltak. A barátságtalan fogadtatásban különben valószinüleg Magnus is részes volt, aki a kisérleti és elméleti fizikát olyan két tárgynak tekintette, amelyeket semmi szin alatt sem szabad összekeverni.
Helmholtz azután többek tanácsát követve, kinyomatta munkáját, amire Reimer könyvkiadó nemcsak szivesen vállalkozott, hanem még némi tiszteletdijat is fizetett érte. Ez alkalommal az értekezést még egyszer átdolgozta és csak ebben a végleges alakban ismerjük mi is.
Az irásmű keletkezését és közelebbi sorsát Helmholtz 1891-iki felköszöntőjében következőképp adja elő:
„Tanulmányaim közben mindjárt egy mélyen járó tanár, Müller fiziológus befolyása alá jutottam, aki ugyanakkor Du Bois Reymondot, Ludwigot, Brückét és Virchowot is bevezette a fiziológiába és anatómiába. Müller az élet rejtelmei tekintetében még a régi, inkább metafizikai és az ujonnan kifejlődött természettudományi nézlet közt vergődött, de az a meggyőződése, hogy a tények ismerete semmi által sem pótolható, mindinkább erősbödött s hogy ő maga is még mindig küzködött, talán még jobban növelte tanitványaira való befolyását.
„Fiatal emberek legszivesebben mindjárt a legnehezebb problémákhoz nyúlnak: én is az életerő rejtélyes kérdését ragadtam ki. A fiziológusok nagy része akkoriban Stahlnak azt a kibuvóját használta fel, hogy az élő testben ugyan a szerveknek és anyagoknak fizikai és kémiai erői működnek, de a „lélek“ ezen erők működését megkötni és feloldani tudja; az erők szabad érvényesülése a halál után a rothadást idézi elő, mig az élet folyama alatt tevékenységüket állandóan a lélek szabályozza. Ebben a magyarázatban valami természetellenest sejtettem; de sok fáradságomba került, amig feltevésemet szabatos kérdéssé tudtam átalakitani. Végre tanulmányaim utolsó évében rájöttem, hogy Stahl elmélete minden élőtestnek a perpetuum mobile természetét tulajdonitotta. Az utóbbira vonatkozó vitákat már jól ismertem; gimnazista koromban sok beszélgetést hallgattam végig atyám és mathematikai tanárunk közt, mint Frigyes-Vilmos intézeti növendék pedig könyvtársegédi minőségben szabadidőm alatt Bernoulli, d’Alembert és más mult századbeli mathematikusok műveit kerestem ki és kutattam át. Igy azután a következő kérdésekre bukkantam: Micsoda vonatkozásoknak kell a különféle természeti erők közt lenniök, ha általában a perpetuum mobile lehetősége ki van zárva?, – továbbá: Tényleg fennállanak-e már most mindezek a vonatkozások? Könyvecskémben az erő megmaradásáról kritikai tanulmányt és rendszert akartam adni, a fiziológusok szempontjai szerint.
„El voltam arra készülve, hogy a szakemberek végül azt mondják: ‚Hiszen mindezt már ismerjük; mit gondol ez a fiatal orvos, hogy nekünk az egész dolgot ilyen részletesen adja elő?‘ Csodálkozásomra azonban azok a fizikai tekintélyek, a kikkel érintkeztem, az ügyet másképpen fogták fel. Hajlandók voltak a törvény helyességét tagadásba venni és abban a lelkes harczban, melyet Hegel természetfilozófiája ellen vezettek, az én munkámat is fantasztikus ötletnek nyilvánitották. Csak Jacobi mathematikus ismerte fel gondolatmenetemnek a mult századbeli mathematikusokkal való összefüggését; érdeklődött kisérleteim iránt és megvédett a félreértésektől. Őszinte tetszést és gyakorlati segítséget találtam viszont fiatalabb barátaimnál, különösen Du Bois Reymondnál. Ők azután a legujabb berlini fizikai társaság tagjait is pártomra vonták. Joulenak e tárgyú munkálataiból akkor még keveset ismertem, Mayeréból pedig semmit.
„Ehhez csatlakozott a rothadásról és erjedésről szóló néhány kisebb fiziológiai munka, amelyekben bebizonyitottam, hogy egyik sem önmagától beálló vagy a légkör oxigénje közreműködésével előidézett tisztán kémiai szétbomlás (amint Liebig gondolta), hanem az erjedés feltétlenül erjesztő gombák jelenlétéhez van kötve, amelyek csak szaporodás útján keletkezhetnek. Az izomműködés okozta anyagváltozásról is írtam, amelyet később a megfelelő hőfejlődésre vonatkozó dolgozatom követett; e proczesszusok az erő megmaradásának törvényéhez alkalmazkodnak.“
Az értekezés tartalma sokkal ismeretesebb, semhogy most ismételnünk kellene. Mayer tanulmányaival ellentétben, aki e gondolat első felfedezőjének érezte és érezhette magát, Helmholtz csakis a fizika ismert területeinek elméleti tisztázását tartotta fenn magának és e feladatot klasszikus tökéletességgel oldotta meg. Érdekes az alapvetés eltérő volta is. Mayer a nehézség és tömeg megmaradási törvényeinek párhuzamosságából, tehát főleg kémiai hasonlóságokból indult ki és igy az „erőt“ vagy energiát szubsztanciának tekintette, Helmholtz következtetését az elméleti mechanikára alapitotta, a mely sokkal közelebb feküdt hozzá. Helmholtz is, mint Mayer, ragaszkodott az anyag és erő dualizmusához, bár azt is kijelentette, hogy egyik a másik nélkül sohasem fordulhat elő. Az anyag ismertetőjeléül térbeli meghatározottságát és tömegét jelölte meg, mig minden más külső megnyílvánulását „erőknek“ vagy tulajdonságoknak (ami egy és ugyanaz) vette. Ebben egészen Kant nyomán jár, aki annak idején Lockehez csatlakozott; úgy látszik, Helmholtz nem vizsgálta meg, vajjon a térbeli meghatározottság és a tömeg nem tekinthető-e szintén tulajdonságoknak? Negyedszázaddal később ujonnan kiadott ifjúkori munkájában úgy nyilatkozik, hogy e következtetéseit Kant ismert elméleti nézetei erősebben befolyásolták, mintsem most helyesnek tartaná és szerinte az erő megmaradási törvényének indokolásához mást, mint tapasztalati tényt felhozni nem szabad. Ezen a téren azonban számos filozófus nem követte, sőt sokan még ma sem szabadultak fel a Kant-féle korlátozás alól; mindenesetre nincsenek még kéznél ama tudományos tapasztalatok, amelyeket Helmholtz később gyüjtött magának. De a „törvény“ absztrakt jellege Helmholtznál sokáig megmaradt; 1881-ben így nyilatkozik: „Az anyagból felszabadult erő olyan törvény volna, amelynek érvényesülési feltételei hiányzanak.“ Az energetikában egy „erő“, azaz energia hatékonyságának feltételét egy másfajta energia fellépése adja meg, hogy átalakulás történhessék.
Még nehány szóval meg kell emlékeznünk a Mayer és Helmholtz elsőbbségi kérdéseiről is. Nem volna rá szükség, ha később bizonyos berlini körök ismételve nem Helmholtzot kiáltották volna ki az erő megmaradási törvényének felfedezőjéül. Maga Helmholtz soha sem csatlakozott ehhez a mozgalomhoz, de talán nem is nyilatkozott ellene elég határozottan.
Miután Mayer első értekezése 1842-ben Joule-é 1843-ban, Mayer részletes dolgozata pedig 1845-ben jelent meg, mig Helmholtz a maga tanulmányát csak 1847 nyarán terjesztette a fizikai társulat elé, Helmholtz később maga is kijelentette, hogy elsőbbségről az ő javára szó egyáltalában nem lehet. E dolgozatát lényegileg a meglevők összefoglalásának tekintette, de mindenesetre kiemelendő, hogy ez az összefoglalás jórészt eredeti és messze perspektiváju volt. Helmholtz tényleg a tudomány későbbi fejlődésére jelentékeny befolyást biztositott magának; elsőül határozta meg az alaptörvény akkor áttekinthető alkalmazásainak egész területét, mig a többi kutató egyes kisebb körök feldolgozásával elégedett meg.
Később is, mikor Joule és néhány hevesvérü földije Mayer jogait megtámadta, Helmholtz az ő pártjára állott, ugy hogy e tekintetben szemrehányás nem érheti. Ellenben épp a kritikus időkben való eljárása nem volt kifogástalan. Mint az akkor alapitott fizikai társulat tagja ugyanis Helmholtz vállalta a jelentéstételt az ő munkakörébe eső kérdésekről. Az 1850-ben kiadott 1847-iki évi jelentésében a következő irások összeállitása látható: Mayer, Az organikus mozgás és anyagváltozásról 1845.; Donders, Az anyagváltozás, mint a növényi és állati meleg forrása 1847.; Helmholtz, Az izmok tevékenységénél való melegfejlődésről 1847/48.; Helmholtz, Az erő megmaradásáról 1847.
Helmholtz jelentése a következő szavakkal kezdődik: „Mayer és Donders iratait csak a rend kedvéért sorolom fel. Ismert tények összeállitását tartalmazzák, lényegükben az előadó 1845-iki jelentésének szempontjai szerint.“ Ezután igen részletesen számol be saját két munkájáról.
Az 1845. évi jelentés azonban 1847-ben lett kiadva, ugy hogy Mayer értekezésének, amely már 1845-ben készen állt, a jelentéssel szemben elsőbbsége volt. Ha tekintetbe veszszük, hogy ez a tanulmány nemcsak a hő mechanikai egyenértékének részletes bizonyitását, hanem fizikai és fiziológiai alkalmazását is tartalmazza, a jelentésben foglalt előadói megjegyzést egyenesen félrevezetőnek kell tekintenünk. Nincs semmi okunk kétségbevonni Helmholtz erősködését, hogy az egyenérték gondolatára önállóan jött rá, de a fiatal tudósok természetszerü türelmetlensége folytán előadói hivatását, a tudomány és az igazság mértéke szerint, sulyosan megsértette. Ha Mayer könyvét felsorolja és ismerteti, feltételezhető, hogy olvasta is, ha pedig olvasta, akkor nem lett volna szabad róla olyan lekicsinylő módon irnia, amint tette. Helmholtz kifogásolhatta azt az utat, amelyen Mayer a maga eredményeihez jutott, de el kellett volna ismernie, hogy mégis uj eredményeket talált.
Hogy e megjegyzéseink nem indokolatlanul és tulzottan szigoruak, ama következményekből látható, amelyeket az Évkönyv maga után vont. Mindenekelőtt a fizikai társaság tagjai, továbbá a Jelentések egész olvasóközönsége Mayer munkájának megismerésétől jóformán elzáródtak. Clausius, a társaság tagja, még 1862-ben azt irta Tyndallnak, aki Mayer irásainak beküldésére kérte fel, hogy nézete szerint ugyan semmi fontosat sem fog bennük találni, de azért megkisérli beszerzésüket: „Mikor azonban – irja Claudius – a heilbronni könyvkereskedőtől a könyveket megkaptam s Tyndallnak való elküldésük előtt átolvastam, beláttam tévedésemet és el kellett ismernem, hogy Mayer mechanikai feltevéseinek hiányosságát (amelyek, tekintve, hogy gyakorló orvos létére először ir erről a tárgyról, könnyen érthetők) további beható tanulmányozás után kiküszöbölte, nézeteit világosan és határozottan adta elő és olyan szellemi látókört árult el, amelyet még akkor is csodálnunk kell, ha nem is értünk vele mindenben egyet. Mikor tehát Tyndallnak az irásokat elküldöttem, előbbi nyilatkozatomat is visszavontam és tanulmányainak fontosabb részeit levelemben külön kiemeltem.“
Clausius tehát, aki Mayerrel azonos téren dolgozott, az 1850-iki jelentés folytán Mayer munkáiba bele sem pillantott és csak egy harmadik helyről jött felkérésre vette őket elő; megállapithatjuk ennélfogva, hogy Helmholtz igazságtalan eljárása czélhoz vezetett és igy az ügynek kárára volt.
Miután itt nagy emberek pszichikai tulajdonságait tesszük tudományos vizsgálat tárgyává, kénytelen vagyok már eleve viszautasitani minden esetleges szemrehányást, illetve nem fogok azzal törődni, ha szándékos befeketitésükkel vádolnának. Ez alkalommal azonban nem szeretném emlités nélkül hagyni, hogy milyen rettenetes felelősséget kell a jövendővel szemben mindenkinek vállalnia, aki a tudományok szent templomában akar működni. Itt, ahol az emberiség maradandó érdekeiről van szó, a történelem itélete előtt az alacsony eszközökkel elért napisiker elenyészik és aki nem tiszta kézzel és tiszta szivvel lát a munkához, kénytelen előbb-utóbb a következményeket viselni. Különös elégtételül szolgál már itt kiemelnem, hogy Helmholtz későbbi egész müködésében nem adott alkalmat hasonló megrovásra. Elmondhatjuk, hogy amint az ember nem lehet mindig legkiválóbb képességének ura, nem lehet mindig legfőbb erkölcsi érzelmének ura sem. Sokszor az ilyen gyenge pillanatok elmulnak anélkül, hogy tartós nyomokat hagynának maguk után; néha a visszahatás csak akkor áll be, ha már olyan valami történt, ami többé helyre nem hozható. Egy ilyen sulyosabb esetre voltunk kénytelenek ezuttal rámutatni.
Hogy tényleg csak egy muló gyengeségi rohamról volt szó, abból a körülményből is kitünik, hogy Helmholtz már egy 1854-ben tartott és nagy tetszéssel fogadott, hires előadásában (a természeti erők kölcsönhatásáról), Mayer érdemét és elsőbbségét világosan elismerte és kiemelte. „Az általános természeti törvényt, amiről itt szó volt, elsőnek Mayer, egy német orvos, Heilbronnban, 1842-ben mondotta ki és értelmezte helyesen.“
A meglehetősen fagyos tartózkodást, amely Helmholtz elméleti tanulmányának kijutott, nem tette jóvá egyik felsőbb katonai hatóságának meleg elismerése, „ama fontos gyakorlati jelentőségért, amelyet tanulmányaiba befektetni tudott;“ – az illető kitünőség bizonyára a katonák izomerejére vagy egyéb más fiziologiai dologra gondolt. Arra az általános ösztönszerü idegenkedésre bukkanunk itt is, amelyet idősebb emberek, akik becsületes tudományos munkát végeztek, nagyszabásu fogalmi átalakitásokkal szemben tanusitanak, különösen ha fiatal emberek követelik a már gyökeret vert alapgondolatok megváltoztatását, már pedig Helmholtz mindössze huszonnyolcz éves volt. A pszichologiai körülmények, amelyek e rendszeresen előforduló visszahatáshoz vezetnek, kézen fekvők: később még visszatérünk reájuk. Épp ilyen rendszeres jelenség, hogy fiatal tehetséges emberek, a leendő kutatók, uj gondolatokat könnyen és lelkesedéssel karolnak fel. Náluk a megszokott gondolkozás még nem vált annyira csökönyössé, hogy megváltoztatásuk mindjárt kedvetlenséget idézne elő és a nagy távlatok, amelyeket alapvető uj nézletek felszabaditanak, a meglevő energia-feleslegeknek éppen a várva-várt kimeritő tevékenységet biztositják.
Szükebb környezetében is kellemetlen ellentállásra akadt; atyja, aki filozófiailag magasan fölötte hitte magát, nagyon elitélte fiának „materialisztikus“ irányzatát és követelte tőle, hogy a „magasabb“ természeti erőket tiszteletben tartsa. Helmholtz nem segithetett máskép magán, mint hogy terveiről egyáltalán nem közölt atyjával semmit.
Liebig elvét: az elmélet alkoholját kisérleti czukorral megizesiteni, Helmholtz öntudatlanul követte. Az izomműködésnél való hőfejlődésre vonatkozó munkálatait 1847-ben egyesitette; könyvét a methodika mesterművének mondották és Müller is a legmelegebb elismeréssel fogadta. Épp ekkor üresedett meg a művészeti akadémiának anatomiai tanszéke és miután Du Bois nem pályázott reá (vagyona segitségével kizárólag tanulmányainak élhetett), Helmholtz a siker reményében tarthatott igényt, különösen Müller támogatása mellett: „Ilyen körülmények közt minden alkalmat meg fogok ragadni, hogy Helmholtznak tudományos függetlenségét biztosithassam; mindig az volt a czélom, hogy ilyen kiváló fiatal embereket előre segitsek.“
Az anatomiai intézetnél is, amelyet Müller igazgatott, felszabadulhatott egy katedra Helmholtz részére és a katonai hatóság a tudományos érdekekre való tekintettel, Helmholtz további gyakorlati szolgálatairól le is mondott. Aránylag fiatalon czélhoz ért: külső feladata is kizárólag tudományos munkásságra szoritkozott. Ennek ellenére, éppen Helmholtz természetéhez mérten, nem következtek tömeges felfedezések, sőt látszólag szünet állt be, amelyet lelkiismeretességével magyarázhatunk: előbb uj kötelezettségeinek akart eleget tenni és csak azután jött a szabad buvárkodás. Mielőtt azonban még egyáltalán berendezkedhetett volna, megint Brücke utódjául, königsbergi rendkivüli tanárrá nevezték ki. Du Bois és Ludwig jöhetett csak rajta kivül számitásba; utóbbi „demokrata“ volta miatt elesett, Du Bois pedig nem akarta Berlint elhagyni, inkább a művészeti akadémia felolvasásait vállalta el.
Az akadémiába való bevonulása óta Helmholtz sorsa kedvezően és kényelmesen fejlődik. Atyját már a königsbergi rendkivüli tanárság is (a nyolczszáz tallér honoráriummal) annyira meghatotta, hogy szülői lelkiismeretét veszélyen kivül látta és minden további ellenállással felhagyott; most már azután tartózkodás nélkül élvezte atyai boldogságát. A hosszu vőlegénységnek is végeszakadt: „a biztos állás“ révén 1849 augusztusában megesküdtek és mihamar a férfi állandó tartózkodási helyére költöztek át.
Helmholtz nagyon elégedett, bár beszerzési alapul mindössze 100 tallér áll évenkint rendelkezésre, ami azonban még mindig kedvezőbb, mint a berlini állapot. Izom-vizsgálódásaihoz nemsokára hozzá is látott s felfedezte a latens időtartamot, vagyis azt a körülményt, hogy az izom nem közvetlenül az izgatás után kezd összehuzódni, hanem csak bizonyos idő mulva. E megfigyeléseit még nem találta elég érettnek, hogy nyilvánosság elé vigye; a klasszikus tudós jellegzetes lelkiismeretességét látjuk és fogjuk még sokszor látni: eredményeit mindenféle elképzelhető támadás ellen teljesen védeni akarja s ezért készül el oly nehezen. A tanitványokkal nem megy valami fényesen a dolog: „hét hallgató iratkozott be hozzám és az időjárás szerint három vagy öt van jelen.“
Még az év vége felé sikerült egy olyan felfedezéshez jutnia, amely nevét széles körökben ismertté tette: az inger az idegekben véges, sőt igen mérsékelt gyorsasággal terjed tovább. Az exakt fizikusok a módszer helyességét vonták kétségbe, a természetfilozófusok pedig tiltakoztak ama feltevés ellen, hogy egy „szellemi történés“ egyáltalán időt igényelne. A potsdami öreg urnak sem akar ez a dolog a fejébe menni; Helmholtz azonban felfedezésének alapvető jelentőségéről annyira meg volt győződve, hogy szokása ellenére a berlini és párisi akadémiához ideiglenes közléseket juttat az elsőség biztositása czéljából. Du Bois barátja volt ebben segitségére, aki azonban a vázlatot olyan rövidnek és nehézkesnek találta, hogy könnyebb érhetőség czéljából kibővitette és átdolgozta. Az agg Humboldt is, (aki régen érdeklődött iránta) hasonló szivességet tett neki a franczia akadémiánál.
A nagyfoku erőfeszités nem maradt káros visszahatás nélkül, bár Helmholtz még nem is volt harminc éves; a keleti tenger mellett azonban valahogy rendbejött. Megtudjuk ebből az alkalomból, hogy Kirchhoffal is összebarátkozott, akivel később Heidelbergben élete javarészét együtt töltötte.
Nemsokára megint feltalált valamit, aminek gyakorlati fontossága a tudományos- és kormánykörök készséges, gyors jóakaratát biztositotta. A szemtükörről van szó, amelyről maga Helmholtz igy ir: „Königsbergben általános pathológiát és fiziológiát adtam elő. Az egyetemi tanárnak szigoru menetrendje van: minden évben az egész tudományágat el kell intéznie, még pedig ugy, hogy tehetséges tanitványait, a jövő nemzedék nagyjait is meggyőzze és kielégitse; ennek a kötelezettségnek két értékes eredményt köszönhetek. Felolvasásom előkészületei közben ugyanis előbb a szemtükör problémája, majd az inger idegbeli továbbterjedésének mérése világosodott meg előttem. A szemtükör mindenesetre összes tudományos szolgáltatásaim közt a legnépszerübb, de a szerencsének sokkal jelentékenyebb része van benne, mint magamnak. A szemlencse elméletéről kellett előadnom tanitványaimnak, amely Brückétől származik, aki hajszálon mult, hogy a szemtükört fel nem találta. Mindössze azt a kérdést nem vetette fel, hogy a szemből visszaverődő sugarak milyen optikai képhez tartoznak. Erre a kérdésre nem volt szüksége; ha feltette volna, épp ugy megtudta volna válaszolni, mint jómagam. A kérdést ide-oda forgattam, hogy hallgatóim számára leegyszerüsithessem, amikor hirtelen a szemtükör eszméje felötlött bennem. A szemorvosok bizonytalan gyakorlatát és az u. n. fekete hályogot orvosi értekezésekből ismertem és mindjárt hozzáláttam, hogy ezt az eszközt szemüveglencsékből és fedőüvegekből mikroszkópikus tárgyak számára megszerkeszszem. Ha a sikerről elméletileg eleve meggyőződve nem lettem volna, sohasem birtam volna ki türelemmel. Már nyolcz nap mulva azonban abban a szerencsés helyzetben voltam, hogy elsőnek láthattam tisztán magam előtt eleven emberi kötőhártyát.
„Nyilvános tekintélyemre a szemtükör előállitása döntő jelentőségü volt. Az egyes hatóságok és kartársaim mindennemü kivánságaimat készségesen kielégitették és elismerték, ugy, hogy ezentul sokkal szabadabban követhettem belső ösztönömet. Az volt a szerencsém, hogy orvos létemre geometriai és fizikai érzékem és tapasztalataim is voltak s igy a fiziológia szüz és termékeny talaján megállhattam, másrészt az életjelenségek ismerete révén olyan kérdésekhez és szempontokhoz terelődtem, amelyek matematikus és fizikus számára rendszerint hozzáférhetetlenek. Matematikai képességeimet addig csak iskolatársaiméval, majd orvosbarátaiméval vethettem össze s hogy tulszárnyaltam őket, nem jelentett valami sokat. A matematika az iskolában különben is másodrangu tantárgy volt; a fontos latin nyelvben pedig kollégáim fele előttem járt.“
Az idegek és izmok időbeli jelenségeinek tanulmányozásánál az az ellenvetés merült fel, vajjon az időjelenségek részben vagy egészben nem az indukciós ütéseknek tulajdonithatók-e; Helmholtz egy matematikai vizsgálattal nemcsak a kérdést oldotta meg kielégitően, hanem egy általános elvet is fedezett fel. Du Bois, akinek Helmholtz munkáját a berlini akadémiához és Poggendorffhoz kellett továbbitania, igy ir: „Eláll az eszem, ha rettenetes munkabirásodra és tudásodra gondolok… Különben be kell vallanom, hogy előadásoddal egyáltalán nem vagyok megelégedve. Értekezésedet és a kivonatot egypárszor átolvastam, de nem tudtam megérteni, mit csináltál tulajdonképpen és hogyan csináltad? Végre magamtól jöttem rá módszeredre és lassankint megértettem a dolgot. Ne vedd rossz néven, de sulyt kell helyezned arra, hogy a magad tudásbeli nivódtól eltekints és azokét vedd figyelembe, akik nem tudják, miről van szó és mit akarsz velük megértetni.“ Helmholtz igy válaszol: „Ami az előadás formáját illeti, igazán sokat fáradtam vele s végül azt hittem, hogy meg lehetek elégedve vele.“ Az olvasó szempontjaira nem is terjeszkedik ki; klasszikus létére magának ir, vagyis az előadást a maga számára akarja megtámadhatatlanná fejleszteni, nem pedig másoknak.
Uj laboratórium épitése érdekében 1851 folyamán bejárt egy csomó egyetemet s feleségének olyan szemléltető leirást adott róluk, hogy ma is tanulságos olvasni. Göttingenről megjegyzi, hogy a tanárok méltóságteljesek és a maguk munkáját különösen nagyra tartják. Giessenben sajnálatára nem találja otthon Liebiget – „a kémia királyát, legalább a maga és tanitványai szemében; Londonban van, hogy a kiállitást megtekintse s az angolok által tömjénezhesse magát.“ Liebig laboratóriumát azonban látta: „Csodálkoztam rajta, milyen szerény és kezdetleges; szomoru ellentéte a Heintz és mások legalább is oly czélszerü, de sokkal jobban felszerelt, rendben tartott és tiszta laboratóriumának. De ime kitünik, hogy a külsőségek mit se jelentenek. Minden hiusága daczára, azért mégis Liebig a legelső élő vegyész és roppant hatása van, mint tanárnak és előadónak.“
Helmholtz e feltünően csipős megjegyzéseit avval kell magyaráznunk, hogy Berlinben sohasem szerették Liebiget s nem tudták megbocsátani néki a porosz kémia lebecsülését, másrészt a hivatásos fiziológusok általában s különösen akkor, igen fagyosan viselkedtek a „jövevény“-nyel szemben. Helmholtz különben sohasem tudta Liebig módjára a tanitványok seregét foglalkoztatni és elbüvölni, nem is volt tehát elég érzéke a laboratóriumi munka iránt: az agyondicsért Heintz-féle intézetet egy igazi szakértő, Heintz utóda, Volhard, teljesen hasznavehetetlennek találta.
Ezután Svájcba, Olaszországba és Ausztriába utazott s közben megujitotta és mindhalálig fenntartotta Ludwiggal való barátságát: „Sokan mondják, hogy Ludwigot tanitványai fanatikusan szeretik.“ Ludwig, Helmholtzal ellentétben, romantikus természetü volt.
1851 végén rendes tanárrá nevezték ki; felavató-beszédjében első alkalommal foglalkozott az optikai érzéklésekkel, amelyeknek nemsokára mestere lett. Az előadás maga az emberi érzékek müködésének természetéről szólt és főleg a szinérzékre és a rávonatkozó elméletekre terjeszkedett ki. Helmholtz elmélete elvi kifejlesztést nyert, a filozófusok azonban a fiziológus határsértését visszautasitották.
Helmholtz ugyanekkor a matematikai fizika terén is alapvetőnek bizonyult. Du Boisnak, a szervezetben ható villamos áramokról való kutatásai nyomán, alapos vizsgálat tárgyává tette az elektromos áramnak, nem lineáris, tehát fizikai kiterjedéssel biró vezetőkben való terjedését. Egy vágányra került Neumannal, a königsbergi agg tudóssal, aki érdekes eredményekhez is jutott, de csak felolvasásokon hozta nyilvánosságra őket; Du Bois-nak is fájdalmat okozott vele, mert Helmholtz megállapitásai az izom-áramról vallott elméletét megdöntötték.
Télen megint migrén-rohamokkal fizetett meg erőfeszitéseiért, sőt ágyban fekvő beteg is volt; a königsbergi zord éghajlat feleségét is megviselte. Következő őszszel Angliába utazott, a természetbuvárok gyülésére; az ut felüditi és a vezető férfiakkal is megismerkedik. Faraday-val való találkozásáról igy ir: „Emelkedett és kellemes pillanatok voltak; egyszerü, kedves és igénytelen, mint egy gyermek: soha sem láttam még ilyen megnyerő jelenséget. Különben is igen előzékeny volt és minden látnivalót megmutatott. Az egész nem volt sok: egypár darab fa, avult drót és rozsdás vas elegendő volt, ugy látszik, legnagyobb felfedezéseihez is.“
A látás elméletével, főleg a különböző távolságokhoz való alkalmazkodásával foglalkozott; a vele járó formaváltozások megállapitásának dicsőségét azonban meg kellett osztania egy fiatal hollandi tudóssal, Cramerrel; az oftalmométer azonban, amelyet felfedezett, még ma is használatban van. Königsbergi tartózkodása közben már végére járt: felesége állandó betegeskedése folytán az üresedésben lévő bonni anatómiai és fiziológiai tanszékre pályázott és Du Bois készséggel visszalépett az ő javára. A harmadik jelöltet, Ludwigot, aki feltétlenül a legérdemesebb volt közülök kora miatt, politikai érzelmei miatt mellőzték, bár Du Bois furcsa meghatározással, mint „konzervativ demokratát“ igyekezett őt beajánlani. Humboldt is fellépett Helmholtz érdekében és 1885 őszén a meghivás már kezében is volt.
Ludwighoz irt egyik levelében Helmholtz igy emlékszik meg, összefoglalólag, a königsbergi viszonyokról: „Itt tartózkodásom elején a természetfilozófia dühöngött az egyetemen, ennélfogva a tudományos körökben nem voltam népszerü. Nem léptem fel soha aggresszive Rosenkrantz ellen, aki a város félistene volt, de ma már megfogyatkozott és kételkedő közönsége van.“ Bucsujakor megköszönte hallgatói türelmét és beismeri, hogy első népszerü előadásai nem sikerültek: „Ha később jobban hatottak, annak a komoly és érett közönségnek lehetek érte hálás, amelyhez alkalmam volt szólni.“
Bonn kedvező hatással volt reá; az anatómia érdekesebbnek bizonyult, mint remélni merte és gyengélkedő asszonya is helyre jött. Filológus kartársai közt azonban, természetbuvár létére, elhagyatottan érezte magát és utóbb panaszkodott is, hogy az oktatás modernebb átalakitása megtört az ő ellenállásukon. Dolgozni azonban pompásan tud; optikai vizsgálódásai folytán Karsten Fizikai encyklopédiája részére a fiziológiai optika kézikönyvét is meg akarta irni, amelylyel azonban csak ujabb kisérletek után tudott megbirkózni. Hamarosan egy csomó uj megfigyeléshez jutott a központositott gömbfelületeken való optikai fényterjedés körül és uj, általános elvi feltevésekbe kapcsolta bele őket. S emellett még védekeznie kellett a miniszteriumban ama besugás ellen, hogy anatómiai felolvasásai kompromittálóak!
Gazdag optikai felfedezései nem meritették ki energiáit; 1856 óta a hangtannal is foglalkozott és világhirre tett itt is szert. Az összetett hangok elméletét szintén kisérletek alapján gazdagitotta, mint a mathematikai fizika más mezejét is.
Bonni tartózkodása nem volt hosszulélegzetü. Bunsen már 1857 április havában közölte vele, hogy a badeni kormány a heidelbergi egyetem számára szeretné megnyerni. Helmholtz nem fogadta el az ajánlatot Du Boisra való tekintettel, aki Bonnba való jövetelét lemondásával lehetővé tette s a heidelbergi tanszékre köztudat szerint vágyott. Miután pedig a porosz kormány ugyanakkor pótlékot is adott és az anatómiai intézet ujjászervezését kilátásba helyezte, Helmholtz az ismételt meghivást is visszautasitotta. Bunsen 1857 végén ujra felvette a tárgyalások fonalát, mivel az ujjáépités mé mindig huzódott. Atyja nagyon Heidelberg mellett volt és 1858 elején végre Helmholtz is beleegyezett. Közben viszont nem akarták a porosz államszolgálatból elbocsátani. Müller meghalt s igy Du Bois nem reflektált Heidelbergre, az uj porosz király pedig felvilágositást követelt Helmholtz távozásának okairól. Az illetékes tényezők Helmholtzot szószegésre igyekeztek rávenni, sikertelen kisérletezésük után pedig a badeni kormánynál próbálták a meghivást visszaszivatni. Helmholtz azonban megkapta kinevezési okmányát és végre Berlinben is helyt adtak lemondó kérvényének, miután Heidelbergben már lakást is bérelt; 1858 őszén át is költözhetett.
Bonni tartózkodásának utolsó, izgalmas évében még egy mathematikai munkálatot fejezett be, amelyet a szakkörök a legkitünőbbnek nyilvánitanak. A czim: A hidrodinamikus egyenletek integráljáról, amelyek az örvénylő mozgásoknak felelnek meg; az akkori hidrodinamikai ismereteken messze tulhaladt benne. Ismertebbek az örvényfonalak és gyürükről való eredményei; az utóbbiak (az elméleti feltevések szerint), ha egyszer fennállnak, el nem pusztithatók és tömegváltozást nem szenvedhetnek. Thomson épp e tulajdonságok miatt választotta őket atomelméletének alapozásául, amely nem lett ugyan nagyobb jelentőségüvé, de a meglévő lehetőségek körét mégis szélesbitette.
Helmholtz már emlitett matematikai munkája akusztikai kérdésekből keletkezett; a kisérleti és elméleti hangtan különben is Heidelbergben a legtöbb idejét vette igénybe. A folyadékok belső surlódásáról is ezidőben készitett tanulmányt; érdekes azonban, hogy tanitási eredményeiről alig van mit beszélnünk, nincs laboratóriuma és különben sem fekszik a szivén, hogy kisérleteibe tanitványait is belevonja. Bonni és heidelbergi medikus-hallgatói, az ő állitása szerint, nem értettek annyit a matematikához és fizikához, hogy segitségére lehettek volna, de amikor később a berlini fizikai intézet vezetésénél a közös munka szükségszerüvé vált és növendék is lett volna megfelelő, – eredményre nem igen jut velük. Figyelemreméltó, hogy roppant munkabirása ellenére sem tud tanári tevékenységével czélt érni.
Az áttelepedést követő évben neje, aki régóta gyengélkedett, meghalt és két gyermeket hagyott hátra. Helmholtzot ez a csapás annyira lesujtotta, hogy hónapokig nem tudott még dolgozni sem; ájulási rohamai is voltak. Őszre Thomson barátjánál Arran szigetén pihen; hazajövetele után elviselhetetlennek érzi elhagyatottságát, „ha a szerelem egyszer kivirágzik, az ész nem tudja letörni.“ Eljegyezte Mohl Annát, aki néhai feleségének olyan ellentétje volt, mint mostani előkelő pozicziója a régebbi szükös viszonyoknak. Házasságuk 1861 május havában ment végbe.
Második házassága igen kedvező hatással volt tudományos tevékenységére, egyben összeesik működési területének lényeges változásával. A fiziologiai optika és akusztika is egy csomó fizikomatematikai természetü kérdésre terelte figyelmét, amelyek által a matematika látszólag eltérő utjait összefüggésekbe hozhatta: főleg hidrodinamikai eredménymegállapitásainál voltak hasznára elektromossági analógiák. Thomsonnal való, egyre sürübb levélváltása is jótékonyan befolyásolta; mindketten szorosan határos mezőkön jártak, de soha köztük vetélkedés vagy elsőbbségi kérdés fel nem merült: egyikük sem volt kaján természetü. Helmholtz mindinkább a szorosan vett fizika felé térül el, bár a közel jövőben elsőnek fiziológiai tanulmányait fejezte be. Kivált a fiziológiai akusztika foglalkoztatta; saját állitása szerint összesen hét évig dolgozott rajta, amig 1862-ben végre nyomdába adhatta. Thomsonnak ezt irja róla: „Fizikai elméleteim kapcsán a zene birodalmába vetődtem, mélyebben, mintsem hittem volna és a dolog nagyon szórakoztatott. Ha az általános elv helyes, az alkalmazás egyes esetei mindig uj meglepő eredményekre vezetnek és miután a következtetések nem a szerző önkénye, hanem törvény szerint folynak egymásból, sokszor ugy tetszett, mintha nem is a magam munkáját, hanem valaki másét vetném papirra.“ Helmholtz egyik kiváló tanitványa, Hertz, később saját tapasztalatai nyomán a matematikai képletekről mond hasonló véleményt. Mindketten a megbizható és kimeritő módszer automatikus jellegére utalnak, amire elsőül Leibnitz figyelmeztet. Leibnitz tudniillik a maga „általános karakterisztikon“-jához akarta ama bizonyos automatizmust kapcsolni; ujabban az erre vonatkozó munkálatok már annyira előrehaladtak, hogy a közel jövőben talán ez a probléma is megoldásra kerül.
Helmholtz hivatalos felolvasásain kivül népszerüeket is tartott a természettudományok fejlődéséről. Megvannak egy szakember-hallgatójának jegyzetei, a melyek Helmholtz tipikus szellemi képét hiven adják vissza; „A szellemi vagy kedélyállapotnak kétfajta energiája van, amelyeknek összege határozza meg az egész ember értékét. Helmholtz rengeteg szellemi energiakészletének csak elenyésző része jelentkezett mindig aktuális alakban. Helyzeti energiája lassan alakult át eleven erővé, ellentétben az ugynevezett zseniális emberekkel. Előadásait apró részleteiben nem dolgozta ki soha előre, tehát lassan, vontatottan, néha akadozva beszélt. Messze elnézett hallgatói feje fölött, mintha a végtelenben kereste volna az adott probléma megoldását.“ A klasszikus tipust látjuk elfogulatlan ábrázolásban magunk előtt: termelési módjának relativ lassuságát.
Az akusztikán kivül a fiziológiai optika nagy művével is el akar készülni, amihez számtalan, főleg matematikai kisérletre volt szüksége, amelyeket külön-külön is nyilvánosságra hozott. Csak 1867-ben lett teljesen kész, annál is inkább, mert hivatalos kötelességei annyira igénybe vették, hogy megint a kimerültség tünetei jelentkeznek. Negyvenkét éves, amikor igy ir: „Szomoru, ha az embernek hipochonderré kell válnia és egészségére kell a legtöbb időt pazarolnia.“
Angliával szoros érintkezésbe lép; Londonban felolvasásokat tart és szorgalmasan látogatja a British Association üléseit; megpróbálják egy angol egyetemre megnyerni, de eredménytelenül. 1865-ben Bécsbe hivják, ezt az ajánlatot is elutasitja.
Nagy érzék-filozófiai műve az ismeretelmélet kérdéseinek önálló feldolgozása felé sodorták. Előfutárja lett az ujabb természet-bölcsészetnek, amely lassu és szerény tapogatózás után végre a huszadik század elején energikusan kezdi szárnyait bontogatni. Nyugodtan mérlegelő módján levonja az alapvető eredményeket lelki élményeinknek a külvilággal való vonatkozásait illetőleg. Ahelyett, hogy Kant „Ding an sich“-ét teljességgel megismerhetetlennek nyilvánitaná, ahhoz a megállapitáshoz jutott, hogy az idő, a tér, az egyenlőség viszonyai s a belőlük folyó viszonylatok, a mennyiség, a nagyság, a törvényszerüség, egyszóval minden matematikai vonatkozás a külső és belső világban közös. „A dolgok és a róluk való képzeteink tényleg teljesen összeegyeztethetők.“ Különösen hangsulyoznunk kell, hogy a matematikai szempontot nem tekintette Kant nyomán a priori szemléleti formának, hanem szintén tapasztalatainak. A megfelelő nézetet később a geométriában minden támadás ellenére keresztül is vezette.
Az ugynevezett „szellemi tudományok“ tulsulyát jellemzi, hogy Helmholtz rendkivüli kutató volta ellenére sohasem állt a szakfilozófusok kegyeiben. Maga mondja ismételten, hogy nem is számithatott az ő részükről elismerésre. Későbbi felolvasásaiban is, mikor már az első német s a világ egyik legkiválóbb fizikusa volt, mindig szükségesnek látta, hogy védekezzék a „tolakodás“ esetleges vádjával szemben, bár jól tudta, hogy a gondolkodás mesterségéről végeredményben csak az illetékes számot adni, akinek eredményei igazolják hozzáértő voltát. Helmholtz még 1875-ben a következőket irja: „Azt hiszem, hogy a filozófusokat lábra kell állitani: forduljanak komoly odaadással a megismerési processzusok és a tudományos módszer tanulmányozása felé. Ez komoly és indokolt feladat; metafizikai feltevéseket épitgetni azonban egyszerü komédia! A kritikai vizsgálódások elsejének az érzékjelenségek mibenléte pontos ismeretét tartom… A bölcsészet azért maradt hoppon, mert kizárólag filológusok és teológusok művelték és a természettudományok hatalmas fellendülésének a szele sem érte. Azt tartom, hogy amelyik német egyetem a filozófiai tanszékre először merne egy filozófiával foglalkozó természettudóst meghivni, a német tudománynak maradandó szolgálatot tenne.“
Helmholtz szavai még ma is időszerüek. Van ugyan már egy pár kivételes eset – Wundt és Mach – ahol a remélt tudományos haszon nem is maradt el, de ez a gyakorlat általánossá még nem vált, ugy hogy „a filozófiával foglalkozó természettudósok“ jelenleg e második hivatásukat csak mellékesen látják el.
Belső átalakulása következtében megérthetjük, hogy a heidelbergi viszonyok igen kedvező volta ellenére, Kirchoff és Bunsen barátsága és munkájában való osztozása s a kellemes társadalmi élet mellett is, másfajta hivatalos működési teret keresett. Hajlandónak mutatkozott a Plücker halálával 1868-ban megüresedett bonni tanszék elvállalására s a tárgyalások meg is kezdődtek. Bonni kartársai a legnagyobb készséggel jártak kezére, a porosz kormány azonban olyan lanyhán kezelte a dolgot, hogy Helmholtz háromnegyedévi huza-vona után lemondott tervéről, miután a badeni kormány minden lehetőt megtett, hogy visszatartsa. Ludwignak irt levelében figyelemreméltó az a megjegyzés, hogy a fiziológiától már csak azért is szeretne szabadulni, mert „módszerében és mesterségbeli részében is oly bonyolulttá vált, hogy a részletkérdéseknek már senki sem lehet ura.“ Liebignél is látni fogjuk, hogy saját birodalmában idegen lett, a rohamos fejlődés folytán, amely átszáguldott rajta.
Az időközben bekövetkezett változást az össze nem függő folyadékmozgásokról és a geometria alapjairól való tanulmányai mutatják, amelyek Helmholtz legjelentékenyebb alkotásai sorában állanak. Főleg a második munkálat volt alapvető pillére annak a még ma is vajudó megismerésnek, hogy a matematika és a logika is – természettudomány, mindössze igen általános jellegü tapasztalatokat dolgoznak fel. A filozófusok és matematikusok ezt az ötletet sem fogadták valami szivesen, ugy hogy Helmholtz felszólitja Lipschitzet, lépjen közbe ennek az eszmének elfogadtatása érdekében: „Nem lesz sok öröme belőle, mégis kötelességünk gondoskodni arról, hogy a felvilágosodott emberek tábora szaporodjék. A mi iskolai rendszerünknek minden tekintetben legveszedelmesebb foltja éppen a hamis raczionálizmus és az elméleti spekuláczió.“
Az elektrodinamika törvényeinek matematikai buvárlása megint tisztán fizikai kérdésekhez sodorta. Magnusnak 1870-ben bekövetkezett halála folytán a berlini rendes fizikai tanszék felszabadult. Bonni tapasztalatai nagyon lehütötték reménységeit; inkább azt tervezgette, hogy Kirchoff megy Berlinbe, ő pedig helyére fizikatanárnak. Du Bois azonban minden lehetőt elkövetett, hogy barátja közelében lehessen és végre Helmholtz közölte feltételeit, amelyeket azonnal elfogadtak. Közbejött azonban a német-franczia háboru s a tárgyalások egyelőre megszakadtak; az események gyors folyása következtében 1871 februárjában kinevezési okmánya mégis aláirásra került és husvétra már át is költözhetett. Helmholtz tehát nemcsak első tudományos működésének szinterére került vissza, hanem atyja szerény anyagi helyzete folytán való orvosi eltérülését is diadalmasan behozta.
Berlinben mindenekelőtt elektrodinamikai tanulmányait fejlesztette tovább, más elektromos kisérletek kapcsán; laboratóriumi tevékenysége is fontos eredményekhez vitte. Ki kell emelnünk azt a megállapitást, hogy mechanikailag elvezetett statikus elektromosság áramként hat valamely mágnesre. Egy fiatal amerikai asszisztense, Rowland, fejtette ki ezt a problémát, akiből később kiváló fizikus is lett. Ezt az eredményt sokan felülvizsgálták, kétségbe is vonták, végül azonban helytállónak bizonyult. A nagyvárosi élet feszültsége, amely a győzelmes hadjárat után csak fokozódott, Helmholtzra nem maradt hatástalanul s 1873 elején már panaszkodik is miatta: „A berlini lárma nagyon kifáraszt; a félév után szeretnék megszabadulni az emberektől és valami csendes helyen erőt gyüjteni. Előadásaimmal pedig ugy állok, hogy szakértők előtt tudományos kérdéseket száraz és elvont formában még meg tudok világitani, de laikus tömeget nyelvbeli fogyatékosságomnál fogva nem áll módomban lebilincselni.“
Saját tapasztalataim is megerősitik Helmholtz önbirálatát. Hallgattam egy pár tanári előadását s hangja és fáradt, közömbös mozdulatai kétségtelenül elárulták, mennyira untatja őt az egész dolog. Viszont maga a felolvasás olyan korrekt és áttekinthető volt, hogy változatlanul tankönyvbe lett volna illeszthető.
Ekkortájt megjelent munkái tudományos irányának teljesebb szabadságát bizonyitják. Hidrodinamikus vizsgálódásait a levegőre is kiterjeszti, a repülés és a meteorológiai jelenségek kérdése is foglalkoztatja, a fényszóródás elmélete pedig uj fordulóra viszi. A sok sikert azonban árnyék is nyomon követte; szenvedélyes támadások érték, amelyek iránt pedig szerfelett érzékeny volt. Még Heidelbergben sok álmatlan éjszakát köszönhetett a lipcsei Zöllner vádaskodó irásainak, aki spiritiszta létére a tudomány erkölcsi megváltójának hirdette magát, még pedig, ugy látszik, jóhiszemüen: maga bevallja, hogy kirohanásait megihletetten irta. Most pedig Dühring, Mayerért vivott becsületes harczában, sok tárgyi igazsággal kelt ki Helmholtz ellen, de forma és mérték tekintetében tullőtt a czélon. Dühring akkoriban a berlini egyetem magántanára volt és e támadásai miatt – hallatlan eset! – hivatalából elbocsátották. Feltételezhetjük Helmholtzról, hogy inkább tulbuzgó barátjai müködtek közre s nem maga követelte ezt a megrendszabályozást. Kétségkivül azonban e szomoru események nagyon lesujtották; Svájcban keresett megnyugvást és ott készitette el rektori beszédét a német egyetemek akadémiai szabadságáról. Megelőzőleg az orvostudományi gondolkodásról értekezett, amelyről már emlitést is tettünk. Amig ez utóbbiban hallgatóit biztositani igyekszik arról, hogy a metafizikusok ellen nem személyi elfogultság vezeti, az előbbi tisztán akadémikus jellegü és mindössze egy helyen czéloz a történtekre: „Nincs akadálya annak, hogy tudományos vitakérdéseket tudományos módon intézzünk el.“ A „tudományos“ szót maga Helmholtz huzta alá és Dühring meglehetősen személyeskedő piszkálódásaira vonatkoztathatjuk.
Izgalmait utazások által csillapitotta le; ezt a szert, üdülési czélból régóta és majdnem mindig a legjobb eredménynyel vette igénybe. Azután ismét egy uj problémát ragad meg, melyre már régebbi kisérletei sarkalták, t. i. az energiatannak kémiai folyamatokra való alkalmazását, mindenekelőtt elektrokémiaiakra. Az energia megmaradási elvének egy látszólagos ellenmondása (a galvanikus sarkitásnak ereje t. i. nem mindig egyenértéküje a termokémiailag meghatározott energiaváltozásnak), annak a kérdésnek beható vizsgálatára vezette, vajjon milyen összefüggés van az elektromótorikus erő és a kémiai tényezők közt és az elektromótorikus erő és központositás egy formuláját eredményezte. Ezen az uton Helmholtz fokozatosan valamennyi kémiai egyensulyállapotnak általános elméletéhez jutott el. Előtte és a többi érdeklődők előtt ismeretlen volt, hogy ugyanezt az elméletet az amerikai Gibbs már előbb alapos és összefoglaló módon kifejtette, de munkálata gyakorlatilag hozzáférhetetlen maradt mindaddig, mig a kilenczvenes években német forditásban meg nem jelent. Érdekes, hogy mindkét kutató vizsgálatai, amennyiben ugyanazon kérdésekre vonatkoztak, egybehangzó eredményben állapodtak meg, annak jelélül, hogy a teljesen szervezett tudománynak automatikus jellege, legalább is magasabb képviselőinél, már tényleg mutatkozik. Az energetika, vagyis az energia-tan két főtételének alkalmazása mindenképen az összes tudományoknak legbiztosabb és legrendezettebb területei közé tartozik.
Az utolsó lényeges fordulat Helmholtz külső viszonyaiban 1888 folyamán állott be. A berlini egyetemi tanársággal egybekötött mellékfeladatok, különösen a vizsgák és ülések az öregedő tudósnak annál is inkább nehezére estek, mert soha nem volt hozzájuk kedve. Siemens barátja az által, hogy egy fizikai-technikai birodalmi intézet megalapitásához jelentékeny összeget áldozott, amelynek elnöke azután Helmholtz lett, lehetővé tette, hogy terhére váló egyetemi kötelezettségei alól felmentsék. Egyetemi tanár maradt ugyan, szivesen vállalkozott két-három órás matematikai vagy fizikai felolvasásra és az egyetem természetesen nagy sulyt helyezett arra, hogy valamely alakban számithasson rá, de tulajdonképpeni hivatala intézeti elnöksége volt. Mellékfoglalkozásának mértéke eleinte nem igen lett kisebb, mert a teljesen uj rendszerü tudományos alapitás nagyon igénybe vette; szerencsére volt benne annyi porosz hivatalnoki vér, hogy az igazgatással járó hivatalos formaságok egész jól estek neki és igy a változás végeredményben igen előnyös hatással volt rá. Életének utolsó szakát a charlottenburgi csendes, szépfekvésü és kényelmes hivatali lakásában töltötte el.
Ezen elektrokémiai munkákkal kapcsolatosan, egy Londonban 1881 folyamán Faraday tiszteletére tartott felolvasáson mutatta ki, hogy az iónok elektromos telitése hogyan képzelhető és elsőnek fejtegette az elektromos elemmennyiség fogalmát, amely épp oly oszthatatlan, mint az atóm. Ez a gondolat akkoriban nem volt gyümölcsöző, de az utóbbi években az uj elektromos elmélet sarktételévé vált és elektrón név alatt döntő szerepet játszik.
Hasonló alapvető eredmény volt a higany- és az elektrolytek közt való egyes potencziális különbségek megmérése. Ez a kisérlet Litmannak, a nivófeszültségnek sarkitással való összefüggése körül végzett vizsgálódásán épül és annak megismeréséből áll, hogy a nivófeszültség maximumánál a potencziális különbségnek nullának kell lennie. Az első tájékozódás után azonban sem ő, sem pedig tanitványai a régi Volta-féle problémához való közeledést nem fejlesztették tovább, később ezen eljárási mód megengedhetőséget több oldalról kétségbe is vonták, de ugy látszik, hogy jelenleg az akták Helmholtz javára vannak lezárva, ha némely komplex összeköttetésnél fellépő melléktekintetekre kellő figyelem fordittatik.
Utolsó, jelentőség s mélység szerint előbbi kitünő munkálataihoz méltó vizsgálódása az elektrokémiai és határkérdésekre vonatkozott. Helmholtz a meleg kinetikai elvét mindig valószinünek, sőt fiatalabb éveiben talán bizonyosnak is tartotta; emlitettük különben, hogy az energia megmaradása elvének az egész fizika mechanikai értelmezésére való kiterjesztését kisérelte meg. Szükségesnek érezte tehát, hogy jóformán életczéljának kiegészitéseül ama mechanikai feltételeket egész általánosságban maga elé állitsa, amelyek mellett e jelenségek olyan tulajdonságokat mutatnak, mint a meleg testek. E széles alapra fektetett kutatásai az egykörü rendszerekről való tanulmányaival vették kezdetüket és csakhamar a legkisebb hatás elvéhez, mint a legáltalánosabb természeti törvényhez jutottak el. Egyik utolsó munkájában (1892) kimutatta, hogy ez az elv milyen szerepet visz az elektródinamikában; még halála évében is egy függeléket adott ki hozzá.
Tanári hivatalától való felmentése már nem fokozta lényegesen tudományos termékenységet. Néhány kisebb közlésben korábbi kutatásairól számol be; különösen a fiziológiai optika kézikönyvének 1885-ben megkezdett uj kiadása serkentette egyes munkálatok megirására. Meteorológiai kutatásait ujabb vizsgálatok tetőzték be, de általánosan mégis érvényesült az aggkor kényszerü hatása, amely pedig oly hosszu időn át megkimélte. Siemens barátjának és méltó tanitványának, Hertznek elmulását meg kellett még élnie. Életmódját friss energiájának fokozódó csökkenéséhez képest szabályozta, ami a megváltozott életfeltételekhez való alkalmazkodás mellett majdnem ideális módon sikerült neki. 1879-ben már Knapp newyorki barátjának, aki az Egyesült Államokban tartandó körutra hivta meg, elutasitólag válaszol: „Az utolsó években aránylag jobban éreztem magam Berlinben, mint eddig; végre is megtanultam, hogy munkában és szórakozásban meddig mehetek; konok és kiméletlen lettem azokkal szemben, akik időmet akkor akarják igénybe venni, amikor fáradt vagyok.“ 1886-ban igy ir: „Nekünk egészen jól megy dolgunk; ha érzem is az aggkor némely kisebb kellemetlenségét, mégsem panaszkodhatom munkaképességem hiánya miatt; mindössze több szabad időt szeretnék. A fejfájás, amely hosszu éveken át majdnem egy napot rabolt el tőlem hetenként, most teljesen megszünt; azt mondják, hogy a hanyatló korral végleg elmulik. A fődolog: megtanulni, hogy meddig mehetünk és ezt a határt azután gondosan betartani!“
Kérdés, vajjon ez a rendszeresen fellépő fejfájás nem a szervezetnek automatikus visszahatása volt-e a tulzott munka ellen, miután az illető napon szokott tevékenységét beszüntette. Helmholtz is megjegyzi más alkalommal, hogy ha egy kérdést sokáig megfejteni nem tudott és végre menthetetlenül beletemette már magát, fejfájási roham szokta megszabaditani tőle. Az a körülmény tehát, hogy ez az önkéntelen pihenő öregkorában már nem fordult elő, talán avval magyarázható, hogy szellemi képessége is mindinkább csökkent.
Helmholtz 1886-ban veszélyesen megbetegedett, közvetlenül a tiszteletére alapitott Gräfe-érem átvétele és a heidelbergi egyetem ötszázéves ünnepélyén való részvétele után, kétségkivül a velükjáró izgalmak következtében.
Felesége irja Róbert fiának: „Apát erőtlenül, betegen és buskomornak találtam; meg van győződve, hogy már a halál környékezte és még mindig különösen érzi magát… Az orvos a papa meggondolt és feltételes engedelmességébe utólagosan belenyugodott és látszólag enged néki.“ Helmholtz aránylag gyorsan felépült.
Mióta a birodalmi intézet elnöke lett, többször volt alkalma tudományos utazásokat tenni, mint annak előtte és ugy látszik, mindig jó hatással voltak reá. Emlékszem, hogy Dublinban a British Association egy ülésén friss egészségben láttam, s a vitákon is élénk részt vett. William Thomson is jelen volt és folyton előttem lebeg még a kép, amint a zömök, erős Helmholtz nyurga sántikáló barátját, karjánál fogva óvatosan átvezette az utczán.
1893-ban a chicagói világkiállitásra rándult ki egy igen megerőltető express-utazás kapcsán, az Egyesült Államok jó részén át. A visszautazásnál az a baleset érte, hogy a hajó lépcsőjén megbotlott és egy homlokér megsérülése folytán tetemes vérveszteséget szenvedett; maga is négy-öt kilogrammra becsülte. Valószinü, hogy elszédült és a lépcsőn leesett anélkül, hogy a kezét maga elé tartotta és valaki rögtön észrevette volna. Látszólag nemsokára helyre jött és ismét rendes foglalkozásához láthatott; kevéssel utána egy tudományos ügyben meglátogattam, és mikor hogyléte felől kérdezősködtem, azt a választ adta, hogy „az én koromban egy ilyen vérveszteséget már nem lehet pótolni.“ A következő hónapokban még egy csomó kisebb munkálatot fejezett be. 1894 junius 12-én agyvérzést kapott, amelybe szeptember 8-án belehalt. Hetvenhárom éves lett és munkaképességét majdnem élete végeig megtartotta.
Nagy kutatónk életét kivételes, majdnem mindig zavartalan boldogság jellemzi. Ugy látszik, Helmholtz azok közé tartozott, akiknek minden a javukra üt ki; életének hosszu tartama alatt alig találunk itt-ott egy pontot, amelyre azt mondhatjuk: bárha másképpen történt volna.
A kedvező körülmények már beteges és magányos ifjuságánál fellépnek; a gondolkodó gyermek agybeli tevékenysége ezáltal igen korán kifejlődött és a szülői ház szellemi légköre csak hasznára vált. A rendszeres, sőt szakadatlan munka megszokása, ami atyja és anyja példájából önkéntelenül is vérévé vált, minden nagyobb kár nélkül megmentette a filológikus iskoláztatás hátrányaitól.
Hogy azután atyja szegénysége folytán az orvosi pályára volt kénytelen lépni, ennek közvetlen következménye tudományos fejlődésének első szaka és korai hirnevének és érvényesülésének széles alapvetése volt. Ha szabadon követheti hajlamait: matematikát és fizikát tanul és elméleti fizikus lett volna belőle. Viszont orvosi tanulmányainak és fiziológiai hivatásának köszönhette, hogy sok jelenséget személyesen ismerhetett meg és szemléleti emlékezése rendkivüli mérveket ölthetett. Igy azután nem kellett tisztán elméleti, vagyis ténybeli jelenségekre nem támaszkodó kutatások utvesztőjébe keverednie, amelyben a franczia iskola épp akkor tévelygett.
Kiváló matematikai képességei révén olyan mezőkre vetődött át, ahol matematikus még egyáltalán nem járt. Ámbár akkoriban egyes, most már majdnem elfelejtett kutatók a fiziológiában is különféle számitásokat eszközöltek, de minden exakt eredmény nélkül, hitvány matematikai köntösbe bujtatott rosszfajta természetfilozófiával szolgáltak. Helmholtz tehát teljesen szűz talajra talált és hogy az érzéki fiziológiának ezen a félig-meddig „szellemi“-nek tartott területén, határozott tudományos törvényeket puhatolt ki s fizikai méréseket vezetett keresztül, mindez korának átlagműveltségü szakemberei szemében, akik a természettudományokból még kevesebbet tudtak, valósággal csodaszámba ment. Érdem és szerencse tehát kivételesen összekerült.
Már kiemeltük, hogy a fiatal kutatók legveszedelmesebb szirtjét, az uj elméleti alapnézletet, Helmholtz szerencsésen kikerülte. Az ideginger időbeli tartalmának felfedezése és a szemtükör feltalálása két olyan konkrét eredmény volt, hogy emellett az erő megmaradási elvét nemcsak hogy megbocsáthatták, hanem még kedvezőbb hangulatot keltettek iránta. Ami Mayert tönkretette, Helmholtznak gyorsabb érvényesülésében segitségére volt.
Az eldugott Königsberg magánya a fiatal kutató első fejlődésére éppen olyan jó hatással volt, mint a nemzetközi nagyváros serkentő és változatos élete az érett férfiura. Betegeskedő első feleségének halála elég korán következett be, hogy uj szerelmi tavaszra virradjon; amidőn a fiziológia iránt való érdeklődése kialudt, kivánsága szerint fizikai tanszakkal cserélhette fel, anélkül, hogy áldozatokat kellett volna hoznia érte, sőt még anyagi haszna is volt belőle. Amikor pedig a másodrendü hivatali kötelezettségek is (amelyek egy német tanárnak ideje jó részét rabolják el), már terhére estek, olyan állásra vonulhatott vissza, ahol maga határozta meg hivatalos teendői mértékét.
Tényleg olyan élet van előttünk, amely egyéni érdemek és kedvező alakulások folytán a meglévő energiák legnagyobbmérvü kiaknázását engedte meg és páratlan hasznossági együtthatót és megfelelő kellemes érzelmeket eredményezett.
Nem szabad viszont azt mondanunk, hogy élete mindig napfény mellett folyt le. Helmholtznak gyermekeivel sok keserüsége volt: különösen a második feleségétől született fiai folyton betegeskedtek. Egyik fiának, Róbertnek, eleven tudományos érzéke volt, jól emlékszem még erre a torzalakja mellett is igen megnyerő fiatalemberre: egész a doktorátusig vitte és azután meghalt. Első feleségének betegévei és korai halála is gyászba boritották. Az emberi sorscsapások azonban mégis háttérbe szorulnak a majdnem szakadatlan tudományos sikerekkel szemben.
E sikerei roppant termékenységének a klasszikus tudós különleges tulajdonságaival való egyesüléséből erednek, t. i. a feltünően pontos és gondos munkából. A tudományos harczok megkimélték, pedig például Liebig egész életét keserüséggel töltötték el. Helmholtz annyira a tudomány legszélsőbb előőrsein tul dolgozott, hogy egyáltalában alig akadt, aki kutatásaihoz hozzászólhatott volna, e kevesek pedig többnyire jó barátai voltak.
Ismét Helmholtz szerencséjének egyik jellemző vonását érintjük: kevés ellensége volt és csak elenyésző ellenzéke. Thomsonnal, aki vele mindenképpen egyenrangu volt, szoros barátság füzte össze, amely minden versengést kizárt, egy másik határos munkatársával Clausiussal igy egy muló és utóbbi által előidézett viszálykodás után, jó viszonyba került. Kirchhoffal is állandó összeköttetésben állt és még sok kiváló kortársát nevezhetném meg, akik mindnyájan örültek, ha vele együtt lehettek. Nem volt ragyogó csevegő, inkább csendes és zárkozott; oly személyi tulajdonságokkal kellett tehát birnia, amelyek bizalmat és állandó vonzódást kelthettek fel iránta.
A mi szempontunk szerint és a többi tudósok életében kimutatott viszonylatokkal szemben különösen figyelemreméltó az a majdnem változatlan termékenység, amely nemcsak mérték, hanem érték szerint is egész életén át tartott. Hogy a munka nehezére esett, már klasszikus voltából is kézenfekvő és ezt maga is elismerte. Hetvenedik születése napján tartott nagyszabásu pohárköszöntőjében következőleg nyilatkozik:
„Dolgozataim, saját megállapitásom szerint, a tudományban kifejlődött kisérleti és matematikai rendszereknek egyszerü, következetes alkalmazásai voltak, amelyek nyilvánvaló módositások által a mindenkori különleges czélokhoz voltak alkalmazhatók. Munkatársaim és barátaim, akik miként magam, a fiziológiai fizikához fordultak, nem kevésbé meglepő eredményre hivatkozhatnak.
„Később azonban változott a helyzet. Kénytelen voltam a már ismert módszerek szerint megoldandó feladatokat lassanként laboratóriumi tanitványaimnak átengedni és magam kétes sikerü, nehéz munkák felé fordultam, amelyeknél az általános módszerek a kutatót cserben hagyják vagy ahol maga a módszer még tovább fejlesztendő.
„Ezeken a területeken is, amelyek ismeretünk határához közelebb feküdtek, némi sikerekre utalhatok, ugy kisérleti, mint matematikai szempontból; nem tudom, hogy a filozófiait is hozzászámithatom-e. Előbbi vonatkozásban lassankint ugy, mint mindenki, aki sok kisérleti feladathoz nyul, én is számos tapasztalatra tettem szert, sok módozatot és segédeszközt ismertem meg és ifjukori geometriai nézletemet egy bizonyos mechanikai nézletté fejlesztettem ki; szinte éreztem, hogyan oszlik meg egy mechanikai készülékben a nyomás és a menet, a mit különben tapasztalt mechanikusoknál és gépszerelőknél is megtalálunk. Előnyben voltam azonban felettük azáltal, hogy bonyolultabb és különleges, fontos viszonylatokat elméleti analizissel világithattam meg. Néhány matematikofizikai kérdést is megtudtam oldani, köztük olyanokat is, amelyek körül Euler óta a nagy matematikusok hiába fáradoztak, például: az örvénylő mozgások, a folyadékok mozgás-megszakitásának s az orgonasipok nyilt végein való hanghullámzásnak kérdése stb. De az a büszkeség, amelyet a végeredmények megállapitásánál éreznem kellett volna, tetemesen alább szállt; jól tudtam, hogy ily kérdések megoldása majdnem mindig csak megfelelő példák fokozatos általánositásával és sokféle tévelygés után felkapott szerencsés ötletek révén sikerült. Egy hegymászóval kellett összehasonlitanom magam, aki anélkül, hogy az utat ismerné, lassan és fáradságosan baktat felfelé, gyakran kénytelen visszatérni, mert tovább nem birja, meggondolás vagy a véletlen segélyével uj nyomokat fedez fel, amelyek egy darabig tovább viszik, végül czélhoz érve szégyenszemre nagyszerü utat lát meg, amelyen fáradság nélkül feljöhetett volna, ha a helyes kiindulást megtalálja. Értekezéseimben természetesen az olvasót nem szórakoztattam kalandozásaimmal, hanem csak a kiépitett utat irtam le, amelyen most már kényelmesen elérheti a csucsot.
„Sok korlátolt látkörü ember akad, aki nagyon megcsodálja saját magát, ha egyszer szerencsés ötlete támad vagy ha legalább ezt hiszik. Az a kutató vagy művész, akinek állandóan sok szerencsés ötlete van, kétségtelenül kivételes természet és az emberiség jótevőjének ismerik is el. Ki akarja azonban az ilyen szellemi szikrákat megszámlálni és megmérni?
„Ki kell jelentenem, hogy mindig kellemesebb volt olyan téren dolgoznom, ahol nem kellett kedvező véletlenekre és ötletekre biznom magamat.
„Minthogy azonban sokszor abba a kényelmetlen helyzetbe jutottam, hogy kedvező ötletekre várakoznom kellett, némi tapasztalatokat szereztem aziránt, vajjon mikor és hol támadtak s e tapasztalatok másoknak talán még hasznára lehetnek. Gyakran csendesen lopóztak a kérdéses gondolatkörbe, anélkül, hogy jelentőségük mindjárt kezdetben felismerhető lett volna; később azután néha csak egy véletlen játszik közbe, hogy megismerhessük, mikor és mily körülmények közt léptek fel, különben itt vannak anélkül, hogy tudnók, honnan jöttek. Más esetekben hirtelen ötlenek fel, minden fáradság hijján, mint valami sugallat. Amint emlékszem: sohasem pattantak ki nálam kimerültség esetén és az iróasztal mellett. Kénytelen voltam problémámat minden oldalról annyiszor ide-oda forgatni, amig minden titkát és bonyolultságát át nem tekinthettem és frissiben, leirás nélkül, végig nem gondoltam.
„Ezt a képességet ennyire vinni, hosszabb előzetes gyakorlat nélkül nem igen lehet. Mikor azután a fáradság elmult, egy órai teljes frisseségnek és nyugalmas jóérzésnek kellett beállnia, mielőtt a kedvező ötletek ujra megjöttek volna. Gyakran már a reggeli felkelésnél itt voltak, amint Gauss is tapasztalta; főleg azonban, ahogy már Heidelbergben észrevettem, erdős hegyek enyhe meredekein, napos időben való séta közt jelentkeztek. Ugy látszik azonban, hogy a legkisebb mennyiségü szeszes ital már riasztólag hat reájuk.
„Ilyen pillanatok, termékenyitő gondolatokkal telitve természetesen jól estek, kevésbbé volt kellemes azonban az ellenkezője, ha t. i. a megváltó ötletek nem mutatkoztak. Heteken, sőt hónapokon át kellett ilyen kérdésen rágódnom s közben nagyon kényelmetlenül éreztem magam. Gyakran erős fejfájási roham árán szabadultam csak fel az igézetből és tudtam más tárgyak iránt érdeklődni.
„A tudományos vizsgálatok irásbeli kidolgozása többnyire fáradságos: legalább rám nézve az volt. Értekezéseim nagy részét négyszer, sőt hatszor is átirtam, az egyes részeket ide-oda hánytam, amig némileg megvoltam elégedve velük. Munkálataim ilyen gondos megfogalmazásában viszont nagy előny rejlik a szerkesztőre nézve; minden egyes tételnek és következtetésnek alaposabb megvizsgálására kényszeriti, mint az előbb emlitett egyetemi előadásoknál. Sohasem tartottam egy vizsgálódást sem addig befejezettnek, mig készen és logikai hézag nélkül, irásba foglalva, előttem nem feküdt.
„Mint önnön lelkiismeretem, ugy állottak mellettem, képzeletben, szakértő barátaim és kérdezgettem magamtól, vajjon helyeselni fogják-e? Mint az ideális emberiség tudományos szellemének megtestesülése őrködtek fölöttem és mértékül szolgáltak.“
Annál a kérdésnél kell még megállapodnunk, vajjon Helmholtz hogyan érhetett el, alapjában véve gyenge szervezete ellenére, ily szép kort, amely a nagy vérveszteség nélkül talán még tetemesen meghosszabbitható lett volna és amellett még termékenységét egész élete végeig fáradhatlanul megtartotta. Faradaynek például, akinek élete hasonlóan boldog, de sokkal jelentéktelenebb volt, már jóval előbb küzdenie kellett szervezete romlásával és csak hosszu megszakitásokkal tudott dolgozni, mikor már a nagy összeroskadáson tulesett. Helmholtznál sohasem volt szó összeroppanásról és müködésében hosszabb megszakitásokat sem találunk; élete mindig egyenletesen folyt. Egyes közléseiből, amelyekről a maga helyén már emlitést tettünk, kivehető, hogy mindemellett nem ritkán egész kimerülésig dolgozott.
Ugy látszik, itt is szerencsés körülmények összetalálkozása müködött közre. Ifjuságának nagy müvét, Az erő megmaradásáról nem tartja feltétlenül ujnak, hanem inkább már ismert, csak összefoglalandó tények formulázásának. Nála tehát a felfedezők lélegzetnélküli izgalmait, amelyek pedig a kutatókat sokszor az őrületbe kergetik, sehol sem látjuk; amennyiben egyáltalán megvoltak benne, csak később jelentkeztek. Az a szerencsés helyzet állott igy be, hogy müve olyan külső következményekkel járt, mint egy alapvető felfedezés, anélkül, hogy saját husából és véréből való áldozatot követelt volna tőle. Mikor pedig a nyilvánosságra hozatal után az öregek táborából ellenvetések hallatszottak, egy kis lelkes és tehetséges csapat vette körül, amely eszméi megvalósitásáért küzdött. Környezete az ő tetterejét csak fokozta, nem pedig csökkentette; munkálkodása, ahelyett hogy kimeritette volna, inkább felfrissitette és élesztgette. Humboldt áldott alakja is megjelenik, amikor a fiatal lángész korai megismeréséről és előbbrejuttatásáról van szó.
Helmholtz pihent erővel léphetett át a férfikorba és nagyszabásu munkáit megvalósithatta, miután a kedvező körülmények folytán a különös szükségletekhez alkalmazkodhatott, illetve szervezetét hozzájuk szoktatta. A munka szenvedélyes láza sohasem hatalmasodott el rajta annyira, hogy a természetes fékező-erők a tulságos megerőltetést ki ne zárták volna. Ez a klasszikusok előnye: ugyis nagyon kedvetlenül fejezik be és adják ki kezükből munkájukat, hátha holnap talán még valami javitani való jut eszükbe, megkönnyebbülésnek érzik tehát, ha nem siettetik el a dolgot; félbe-félbeszakitják és nézegetik, hol lehetne még egyet-mást kiegésziteni. A turisták jól tudják, hogy a hevesvérüek, akik futó lépésben kezdik, jó messze a csucstól már kimerülnek, mig a gyakorlottabbak lassan indulnak és kimélt erővel győzik le a mindinkább fokozódó nehézségeket.
Helmholtz esete egész világosan mutatja, hogy a kedvező környezetnek a nagy ember fejlődésére milyen elsőrangu jelentősége van. Mi lett volna a gyenge gyermekből, ha esetleg egy napszámos kunyhójában jött volna a világra? Szegényke, néhány nap alatt valószinüleg elpusztul, vagy ha nem is, a nyomasztó külső körülmények mennyire ártottak volna érzékeny természetének! Nemrégiben olvastam azt a képtelenséget, hogy nem kár azért, aki nem tudja a nehéz viszonyokon keresztül törni magát. Ez a tétel alkalmazható egy leendő favágóra vagy kocsisra; kiváló értelmi tehetségeknél azonban, mint minden rendkivüli jelenségnél, a fizikai szervezet könnyen összeroppan. Nincs módunkban a letört tehetségeket megszámlálni, de borzasztó látvány volna: hogyan vétkezik az emberiség önmaga ellen.
Végül utalunk mégegyszer az u. n. „szerencsés ötletre.“ Semmi okunk sincs azt feltételezni, hogy Helmholtz az energia törvényét ezekre a jelenségekre alkalmazni akarta volna, olvassuk el azonban az ő megfigyeléseit, akinek valószinüleg több „szerencsés ötlete“ volt, mint más halandónak. Egy feltevést igazolnak állandóan: ilyen óriási tevékenység egyuttal a lehető legnagyobb energia-készletet s annak lehető legszabadabb müködtetését feltételezi. Helmholtz életét kifejezetten e szempontból vettük vizsgálat alá és talán nem veszik rossz néven, ha a szellemi tevékenységre vonatkozó energetikai elméletemnek ily szakszerü és elfogulatlan helyről jövő megerősitése büszke örömmel tölt el.
Az a körülmény, hogy tanulmányaiban eredményeinek egyenes országutját adja meg, nem pedig kezdetleges próbálkozásait, szintén a tipikusan klasszikus kutatóra mutat. Gaussnak is mindig azt vetették szemére, hogy eldobja maga alól a létrát, amelyen a magasba jut és Helmholtznál is láttuk, hogy még legbensőbb barátja, Du Bois sem érti meg egykönnyen tanulmányait. Euklides „klasszikus“ példája mindmáig hat: két évezreden át a legnehezebb akadályokat görditette a tudomány utjába a geometria tisztán deduktiv fejlődésének illuziójával, amely e természetellenes módszer utánzására csábitott.
Emlitettük már, hogy Helmholtz fiziológiai munkássága végül szükségszerüen filozófiai fordulatot vett; fiatalkori nyomós impressziók vannak itt is kéznél, amelyekről hires felköszöntőjében igy számol be:
„Egy más mezőre vittek az érzéki jelenségek körül való vizsgálódásaim: az ismeret-elmélet mezejére. A fizikusnak is ki kell tapasztalnia a messzelátót és a galvanométert, amelyekkel dolgozni akar, hogy láthassa, mit érhet el velük és hol fogják cserben hagyni; nékem is szükségszerüen ki kellett terjeszkednem a gondolati termőképességre is. Egynéhány ténybeli kérdésről volt szó, amelyre végleges válasz volt szükséges és lehetséges. Határozott érzéki benyomásaink vannak, amelyek nyomán cselekedni tudunk; a cselekvés eredménye rendszerint egyezik a várható következményekkel, néha azonban, az ugynevezett érzéki csalódásoknál, ellentmond. Mindez objektiv tény, amelynek törvénye megtalálható. Eredményeim lényege: az érzéki benyomások csak a külvilág minémüségének jelei s a külvilág tüneményeinek értelmét tapasztalati uton kell megtanulnunk. Az ismeretelméleti kérdések iránt már azóta érdeklődtem, mióta apám, még gyerekkoromban, Fichte ideális felfogása mellett Hegel és Kant-imádó kollégáival szemben, hangos viták során, lándzsát tört. Ezirányu vizsgálódásaimmal eddig nem igen volt okom büszkélkedni: minden barátra tiz ellenség esett. Az összes metafizikusok, még a materialisták is, sőt mindenki, akinek titkos metafizikai hajlandóságai voltak, egyértelmüleg felzudultak ellenem. Az utolsó napok során azonban egy csomó, eddig ismeretlen barátra bukkantam, ugy hogy ennek a mai ünnepnek ebben a vonatkozásban is uj örömöt és reményt köszönhetek. A bölcsészet persze háromezer év óta a legelkeseredettebb nézeteltérések harczi mezeje és egy emberéleten belül nem is szabad csöndet és békét várnunk.“
Helmholtz végre a maga életét hivatalához, nemzetéhez és az emberiséghez olyan tökéletes vonatkozásba állitotta, hogy fejtegetéseimet nem tudom méltóbban befejezni, mint az ő ragyogó szavaival:
„Képet akartam Önöknek festeni tudományos törekvéseim és sikereim történetéről és talán megértik Önök, hogy az elismerés szokatlan bősége meglep. Eredményeimet magam is kellőleg értékeltem, mert ujabb kutatásaim irányát adták meg, de remélem, nem lettem önimádóvá. Elég alkalmam volt a nagyzási hóbort átkait látni s igyekeztem kikerülni ezt a végzetes veszélyt; szigoru önkritika a legbiztosabb pajzs ellene. Nyitott szemmel kell csak megitélni: mit tudnak mások és mit nem tudunk mi s a veszély már nem fenyegető; ami a magam munkáit illeti, sohasem javitottam egy tanulmányom kefelenyomatát sem anélkül, hogy huszonnégy órával később már ne szerettem volna egyik-másik pontot kijavitani, vagy kiegésziteni.
„Önök azt állitják, hogy hálával tartoznak nekem; nem volnék őszinte, ha tagadnám, hogy valaha más tudatos czélom is volt, mint az emberiség érdeke. Minden időmet azonban, amelyet hivatalos kötelességeim és családi gondjaim fennhagytak, tudományos munkákra forditottam, belső ösztönből, amely folyton tovább és tovább hajtott és életemet teljesen kitöltötte. A két akadályozó tényező sem tudott különben czélomtól elterelni. Hivatásom egyetemi előadásokra kötelezett, családom pedig kutatói hirnevemnek megalapitására és fejlesztésére. Az állam tehát, amely megélhetést, tudományos segédeszközöket és sok szabadidőt biztositott, joggal követelhette, hogy pártfogása révén elért eredményeimet alkalmas formában közkincscsé tegyem.
„Nem merném állitani, hogy tudományos működésem első szakában, amikor még a megélhetésért kellett küzdenem, a tudásvágyon és a hivatalnoki kötelességérzeten kivül magasabb etikai czélok is vezéreltek volna; amig önző indokok késztettek munkára, nehéz volt felülemelkedni rajtuk. Igy van ez, bizonyára, a kutatók javarészével. Később azonban, biztos állás mellett azok, akik a tudományt nem belső hajlamuk szerint művelik, a további kutatással végleg felhagynak, de akik lankadatlanul dolgoznak azontul is, az emberiséghez való viszonyuk eszményibb értelmezését veszik már jeligéül. Saját tapasztalataikból győződnek meg arról, hogy gondolataik akár az irodalom, akár a tanitás utján, de áthatják kortársaikat, szinte önálló életre tesznek szert, a tanitványok seregében gazdagabb tartalmat és szilárdabb alakot nyernek és emellett nékik is állandó hasznukra válnak. Ne felejtsük el, hogy saját gondolatai mindenkinek inkább a szivéhez nőttek, mint az idegeneké és a magáéi dus kifejlődésében mindig több öröme telik, mint a másokéban. Az atya szeretetével hasonlitható össze ez az érzés, amely a szellemi gyermekért épp ugy harczol és épp ugy gondoskodik róla, mint vérbeli ivadékáról.
„A művelt emberiség egész gondolatvilága is élő és fejlődő erőnek tetszik, amely a mulandó emberi léttel szemben az örökkévalóságot képviseli. A maga apró szolgálataival kiki a tudomány szent ügyének áldoz, amelyhez forró szeretet kapcsolja és amely az ő munkáját is megnemesiti. Elméletben mindenki megértheti ezt a tényt, de csak a saját tapasztalatai fejleszthetik ösztökélő érzéssé.
„A világ nem bizik az ideális inditó okokban és hirvágynak kereszteli el, pedig ez a kétfajta jelenség élesen elkülönithető egymástól. Kérdés: mindegy-e valakinek, vajjon eredményeit az övének ismerik-e el, ha semmiféle anyagi előny nem is jár vele? A válasz a laboratórium vezetőinél leginkább kézenfekvő: a tanárnak itt nemcsak az alapgondolatokat, hanem a nehézségek eltávolitására szolgáló utmutatásait, uj kitalálások és megoldások érdekében, prédára kell dobnia. A tanitványok mindent magukba szednek s ha munkájuk sikerül, a tanár érdemei az ő nevükben olvadnak fel. Ki keresi: mit adott hozzá az egyik s mit a másik? Hány tanár akad, aki ebben a vonatkozásban egyáltalán ne volna féltékeny?
„Uraim, abban a szerencsés helyzetben voltam, hogy ösztönöm késztetett arra a munkára, amelyet önök hasznosnak és tanulságosnak itélnek s amelyért dicsérettel árasztanak el. Boldog vagyok, hogy kortársaim ilyen gazdaggá tesznek elismerésükkel és hálájukkal a magam tevékenysége iránt, amely az én számomra volt a legérdekesebb. Kortársaim azonban nekem is sokban és sokat segitettek. Megszabaditottak az anyagi gondoktól, külső segédeszközöket biztositottak a számomra, bennük találtam meg az emberiség szellemi képességeinek mértékét s munkámban való részvételükkel az ideális emberiség közös szellemi világának élő képét adták, amelynek fényében a magam fáradozásai is teljesebb értékben ragyognak.“