Эвальд Геринг

Эвальд Геринг
Рожденный	5 августа 1834 г. ( 05.08.1834 ) Альт-Герсдорф , Королевство Саксония
Умер	26 января 1918 г. ) ( 1918-01-26 ) ( 83 года Лейпциг , Королевство Саксония
Национальность	немецкий
Альма-матер	Лейпцигский университет
Известный	Каналы Геринга Иллюзия Геринга Рефлекс Геринга-Брейера Отклонение Геринга – Хиллебранда Закон Геринга о направлении зрения Закон равной иннервации Геринга Волны Траубе – Геринга – Майера Сверхострота Теория противостоящего процесса Органическая память +
Награды	За заслуги (1911) ФорМемРС (1902 г.)
Научная карьера
Поля	Физиология

Карл Эвальд Константин Геринг (5 августа 1834 — 26 января 1918) был немецким физиологом , который провел много исследований в области цветового зрения , бинокулярного восприятия, движений глаз и остроты зрения. В 1892 году он предложил теорию цвета противника .

Геринг родился в Альт-Герсдорфе , Королевство Саксония , учился в Лейпцигском университете и стал первым ректором немецкого университета Карла-Фердинанда в Праге.

Биография

Ранние годы

Геринг родился в Альт-Герсдорфе в Саксонии, Германия. Вероятно, он вырос в бедной семье, сын лютеранского пастора. Геринг посещал гимназию в Циттау и в 1853 году поступил в Лейпцигский университет. Там он изучал философию, зоологию и медицину. В 1860 году он получил степень доктора медицины.

До сих пор неясно, как Геринг обучался проводить исследования. В то время Йоханнес Петер Мюллер был, пожалуй, самым известным физиологом Германии. Геринг, похоже, подал заявку на обучение под его руководством, но получил отказ. что могло способствовать его враждебности к Герману фон Гельмгольцу , протеже Мюллера. Однако в Лейпциге Э. Х. Вебер и Г. Т. Фехнер проводили новаторские исследования, заложившие основу того, что впоследствии стало областью психофизики . Хотя нет никаких свидетельств того, что Геринг когда-либо учился под их руководством, в последние годы жизни он с гордостью признавал себя «учеником Фехнера».

После окончания университета Геринг работал врачом в Лейпциге. Несмотря на то, что у него было мало времени на исследования и еще меньше финансовых ресурсов, он обратился к бинокулярному зрению (используя оба глаза вместе) и проблеме гороптера (точек в пространстве, которые проецируются на анатомически идентичные точки на двух сетчатках ). Там он удивил научную общественность, опубликовав в качестве совершенно неизвестного ученого собственный математический вывод гороптера независимо от Германа фон Гельмгольца, считавшегося к тому времени одним из лучших немецких ученых и математиков. Геринг дошёл до того, что высмеивал (несущественные) математические ошибки Гельмгольца при выводе гороптера.

Университетские должности

Впоследствии Геринг был назначен профессором физиологии Венской военной академии до 1870 года. Имея больше ресурсов, он провел важные исследования в области физиологии, в частности сердечной и дыхательной систем. В 1870 году он сменил Яна Евангелиста Пуркинье в Пражском университете, где оставался в течение следующих 25 лет. Там он стал участником ожесточенных споров между чехами-националистами, которые хотели, чтобы в университете преподавали на языке страны, и меньшинством немецких профессоров. В конце концов, в 1882 году был создан отдельный немецкий университет, Университет Шарля-Фердинанда, и Геринг стал его первым ректором.

В последние годы жизни Геринг вернулся в Германию, где в 1895 году в возрасте 61 года стал профессором Лейпцигского университета. Он вышел на пенсию в 1915 году и умер от туберкулеза три года спустя. Он был атеистом.

Исследовать

Бинокулярное зрение

Демонстрация Герингом своего закона зрительного направления.

Геринг изучал широкий круг вопросов зрения, в том числе свои выдающиеся исследования бинокулярного зрения. Почти одновременно с Гельмгольцем он вывел теоретическую форму гороптера. Несмотря на идентичные результаты, вывод Геринга был гораздо более современным и элегантным, в нем использовалась недавно разработанная проективная геометрия. Действительно, сам Гельмгольц охарактеризовал подход Геринга как «очень элегантный, всеобъемлющий и законченный». Впоследствии Геринг эмпирически оценил форму гороптера. Наряду с Гельмгольцем и Хиллебрандом он заметил, что эмпирический гороптер не соответствует теоретическому гороптеру, явление, которое теперь названо отклонением Геринга-Хиллебранда .

Геринг также хорошо известен своим Законом зрительного направления , который описывает воспринимаемое наблюдателем эгоцентрическое направление объекта. Без ведома Геринга и других ученых-визуалистов того времени аналогичный закон был предложен Альхазеном (1021 г.). и Уэллс (1792) хотя оба их закона были разными.

Сверхострота

Модель Эвальда Геринга о том, как стимул остроты зрения кодируется массивом рецепторов. Рецепторы, отмеченные буквой c, сигнализируют о коде позиции, отличном от кода позиции в горизонтальном направлении либо от кода позиции a , либо от кода позиции b .

Геринг проделал плодотворную работу над тем, что мы сейчас называют гиперостротой : пространственное разрешение в определенных зрительных задачах, превышающее остроту зрения примерно на порядок. В своем знаменитом трактате 1899 года «О пределах остроты зрения» он обобщил эмпирические данные, опубликованные в 1863 году Альфредом Вильгельмом Фолькманом. и Эрнст Антон Вюльфинг 1892 г. который обнаружил, что существуют зрительные задачи, в которых пространственное разрешение значительно ниже размера рецепторных клеток в центральной части сетчатки. В объяснительной модели Геринг наложил стимул остроты зрения Верньера – несовпадение двух линейных сегментов – на идеализированную матрицу рецепторов. Он утверждал, что благодаря механизму интеграции небольших движений глаз информация о местоположении, передаваемая задействованными рецепторами, кодируется с гораздо более высокой точностью, чем это было бы возможно для одного рецептора, и это объяснение справедливо и сегодня.

Движения глаз

Изображение прогнозов для повторного стимула Мюллера, когда глаза двигаются независимо или глаза следуют закону равной иннервации Геринга.

Геринг продолжил изучение движений глаз. Он разработал закон равной иннервации Геринга для описания сопряженности движений глаз у животных. Согласно этому закону движения глаз обоих глаз всегда одинаковы по интенсивности, но не по направлению. Таким образом, движения глаз могут быть либо сопряженными (в одном направлении, например, саккады или плавное преследование ), либо дизъюнктивными (например, конвергентные движения глаз). Закон равной иннервации Геринга лучше всего описывается стимулом Мюллера, при котором точка фиксации меняет положение в одном глазу, но не в другом глазу. Простота предполагает, что в рефовеат должен двигаться только смещенный глаз. Закон Геринга предсказывает, что, поскольку глаза всегда должны двигаться на одинаковую величину, оба глаза должны двигаться в новом бинокулярном направлении цели (см. Закон Геринга о направлении зрения выше), а затем двигаться в противоположном направлении, чтобы отрегулировать вергенцию цели. Другими словами, глаз, в котором цель не двигалась, сначала отодвинется, а затем снова устремится к цели. Это предсказание было экспериментально подтверждено Ярбусом в его плодотворной работе о движениях глаз. Однако теперь известно, что существуют сильные отклонения от закона Геринга.

Теория цвета

Геринг не согласился с ведущей теорией, разработанной в первую очередь Томасом Янгом , Джеймсом Клерком Максвеллом и Германом фон Гельмгольцем . Янг предположил, что цветовое зрение основано на трех основных цветах : красном, зеленом и синем. Максвелл продемонстрировал, что любому цвету можно подобрать смесь трех основных цветов. Это было интерпретировано Гельмгольцем как доказательство того, что люди воспринимают цвета посредством трех типов рецепторов, а белый и черный отражают количество света.

Вместо этого Геринг считал, что зрительная система работает на основе системы цветового противостояния . Его доказательства основаны на экспериментах по адаптации цвета и лингвистическом наблюдении, что некоторые названия цветов не могут быть объединены в одно. В этой модели цвета воспринимаются посредством механизмов, чувствительных к трем парам цветов-противников: красно-зеленому, желто-синему и бело-черному.

Иоганнес фон Крис опубликовал в 1905 году зонную теорию , которая синтезирует оба описания в одно, где теория Юнга-Гельмгольца описывает взаимодействие света с рецепторами, а теория Геринга — стадию обработки изображения. Позже, в 1925 году, Эрвин Шредингер опубликовал статью, вдохновленную фон Крисом, под названием « О связи четырех цветов с теорией трех цветов» . Там он исследует формальную связь между двумя теориями цвета.

Обе теории имеют убедительные эмпирические доказательства. Загадка была решена благодаря открытию ганглиозных клеток, противостоящих цвету, в сетчатке и латеральном коленчатом ядре . Теперь мы знаем, что человеческий глаз обладает тремя типами цветочувствительных рецепторов (как предложили Янг, Максвелл и Гельмгольц), которые затем комбинируют свои сигналы в трех каналах, противостоящих цвету, как предложил Геринг. Таким образом, обе теории Геринга и Юнга-Гельмгольца верны.

Физиология

Геринг внес значительный вклад в область физиологии и психологии. В частности, он продемонстрировал вместе со своим учеником Брейером рефлекс Геринга-Бройера , или то, что искусственное раздувание легких вызывает автоматический сигнал, запускающий выдох. Затем поочередное сдувание легких вызывает новый сигнал, вызывающий дыхание. То есть вдох и выдох — это бесконечный рефлекторный цикл, запускающий друг друга. Он также продемонстрировал рефлекс Траубе-Геринга , то есть то, что надувание легких вызывает ускорение сердца.

Другие исследования

Иллюзия Геринга

В 1861 году Геринг описал оптическую иллюзию , которая теперь носит его имя – иллюзию Геринга . Когда перед радиальным фоном представлены две прямые и параллельные линии (похожие на спицы велосипеда), линии кажутся изогнутыми наружу. Иллюзия Орбисона является одним из ее вариантов, тогда как иллюзия Вундта дает аналогичный, но перевернутый эффект.

Геринг впервые предложил идею органической памяти в лекции 1870 года для Императорской академии наук в Вене . Геринг воспользовался идеей наследования приобретенных характеристик и предположил, что воспоминания могут передаваться из поколения в поколение с помощью зародышевых клеток .

Споры Геринга и Гельмгольца

Геринг провел большую часть своей жизни в ожесточенных спорах с Гельмгольцем. Споры были не только научными, но и философскими; Геринг был нативистом, Гельмгольц — эмпириком. Гельмгольц также происходил из более высокого социального класса и всегда считался вундеркиндом, тогда как Герингу пришлось пережить более тяжелые времена в начале своей карьеры. Геринг и Гельмгольц расходились во мнениях практически во всем, и споры продолжались еще долго после окончания их жизни. Геринг, однако, был гораздо более агрессивным из них двоих и всегда был готов указать на любую ошибку, которую мог допустить Гельмгольц, иногда доходя до того, что оскорблял его («Вполне вероятно, что великий Гельмгольц в своем дремлющем состоянии. .."). Фракция Гельмгольца (хотя, вероятно, и не сам Гельмгольц) распространяла слухи, которые говорили Герингу о необходимости помощи в его математической работе и о том, что он клинически невменяем («Как я слышал, он был психически болен»).

Публикации

• Теория бинокулярного зрения ( 1868/1977 )
• Пространственное чувство и движения глаза 1879/1942 ( )
• О пределах остроты зрения. [О пределах остроты зрения] (1899/2018)
• Очерки теории светочувствия ( 1905/1964 )
• Справочник по физиологии (1879 г.)
• О памяти и специфических энергиях нервной системы (1897 г.)

Дальнейшее чтение

• Бауманн С. (июнь 1992 г.). «[Цвета оппонента Эвальда Геринга. История идеи]». Офтальмолог: Журнал Немецкого офтальмологического общества (на немецком языке). 89 (3): 249–52. ISSN   0941-293X . ПМИД   1303712 .
• Янко Дж (1995). Физиология чувств Маха и Геринга . Клио Медика. Том. 33. С. 89–96. ПМИД   9061228 .
• Отис, Лаура (1994). Органическая память: история и тело в конце девятнадцатого и начале двадцатого веков . Линкольн: Издательство Университета Небраски. ISBN  0-8032-3561-5 . OCLC   29638386 .
• Тернер Р.С. (1993). «Исследования зрения в Германии: Гельмгольц против Геринга». Осирис . 8 (1): 80–103. дои : 10.1086/368719 . ПМИД   11639585 . S2CID   42940120 .
• Сингх, Иона (2012). Визуальный синтаксис, глава из книги — Цвет, Фактура, Искусство и Дизайн . Хэмпшир, Великобритания: Zero Books. стр. 65–82. ISBN  978-1-78099-629-5 .

Внешние ссылки

• Кто это дал?, Карл Эвальд Константин Геринг