Эвальд Геринг - Ewald Hering

Эвальд Геринг
Эвальд Геринг2.jpg
Родился5 августа 1834 г. (1834-08-05)
Alt-Gersdorf, Королевство Саксония
Умер26 января 1918 г.(1918-01-26) (83 года)
Лейпциг, Королевство Саксония
НациональностьНемецкий
Альма-матерЛейпцигский университет
ИзвестенБинокулярное зрение, движения глаз, цветовое зрение
Научная карьера
ПоляФизиология

Карл Эвальд Константин Геринг (5 августа 1834 г. - 26 января 1918 г.) Немецкий физиолог кто провел много исследований цветовое зрение, бинокулярное восприятие и движения глаз. Он предложил теория цвета оппонента в 1892 г.

Рожден в Alt-Gersdorf, Королевство Саксония, Геринг учился в Лейпцигский университет и стал первым ректором Немецкий университет Карла-Фердинанда в Праге.

биография

Ранние года

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

Непонятно, как Геринг научился проводить исследования. В то время Иоганнес Мюллер был, пожалуй, самым известным физиологом Германии. Геринг, кажется, подал заявку на обучение под его руководством, но получил отказ.[нужна цитата ] что могло способствовать его враждебности по отношению к фон Гельмгольцу, протеже Мюллера. Однако в Лейпциге Э. Х. Вебер и Г. Т. Фехнер проводили новаторские исследования, положившие начало тому, что впоследствии стало областью психофизики. Хотя нет никаких доказательств того, что Геринг когда-либо учился под их руководством, в последние годы своей жизни он с гордостью признает себя «учеником Фехнера».

После окончания он работал врачом в Лейпциге. Имея мало времени на исследования и еще более скудные финансовые ресурсы, он обратился к бинокулярному зрению и проблеме гороптера. Там он удивил научное сообщество, опубликовав, как совершенно неизвестный ученый, свой собственный математический вывод гороптера независимо от Германа фон Гельмгольца, который к тому времени считался одним из лучших немецких ученых и математиков. Геринг дошел до того, что высмеял (несущественные) математические ошибки Гельмгольца при выводе гороптера.

Должности университета

Впоследствии Геринг был назначен профессором физиологии Венской военной академии до 1870 года. Располагая лучшими ресурсами, он проводил важные исследования в области физиологии, в частности сердечной и дыхательной систем. В 1870 году он стал преемником 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, и Геринг стал его первым ректором.

В последние годы жизни Геринг вернулся в Германию, где в 1895 году стал профессором Лейпцигского университета в возрасте 61 года. Он вышел на пенсию в 1915 году и умер от туберкулеза через три года. Он был атеистом.[1]

Исследование

Бинокулярное зрение

Демонстрация Геринга его закона визуального направления

Геринг изучал широкий круг предметов по зрению, в том числе свои выдающиеся исследования бинокулярного зрения.[2][3] Он получил, почти одновременно с Гельмгольцем, теоретическую форму гороптер. Несмотря на идентичные результаты, вывод Геринга был гораздо более современным и элегантным с использованием недавно разработанной проективной геометрии. Действительно, сам Гельмгольц назвал подход Геринга «очень элегантным, всеобъемлющим и законченным». Впоследствии Геринг эмпирически оценил форму гороптера. Наряду с Гельмгольца и Hillebrand, он заметил, что эмпирический гороптер не совпадает с теоретическим гороптером, и это явление теперь называется Отклонение Геринга – Гиллебранда.

Геринг также известен своими Закон визуального направления который описывает воспринимаемое наблюдателем эгоцентрическое направление объекта. Без ведома Геринга и других ученых-визуалистов того времени аналогичный закон был предложен Альхазен (1021) [4] и Уэллс (1792) [5] хотя оба их закона были разными.

Гиперактивность

Модель Эвальда Геринга, показывающая, как стимул остроты зрения Вернье кодируется массивом рецепторов. Рецепторы отмечены c сигнализировать о другом коде позиции в горизонтальном направлении от любой позиции а код или должность б код.[6]

Геринг проделал плодотворную работу над тем, что мы сейчас[7][8][9] вызов гиперактивность, т.е. пространственное разрешение в некоторых визуальных задачах, превышающее Острота зрения примерно на порядок. В своем знаменитом трактате 1899 г. «О границах остроты зрения»[6] он обобщил эмпирические данные, опубликованные в 1863 г. Альфред Вильгельм Фолькманн[10][11] и Эрнст Антон Вюльфинг 1892[12] кто обнаружил, что существуют визуальные задачи, в которых пространственное разрешение намного ниже размера рецепторные клетки в центральной сетчатке]].[13] В объяснительной модели Геринг наложил Острота зрения по нониусу стимул - то есть смещение между двумя линейными сегментами - на идеализированный массив рецепторов. Он утверждал, что с помощью механизма интеграции небольшие движения глаз информация о местоположении, передаваемая задействованными рецепторами, кодируется с гораздо более высокой точностью, чем это было бы возможно с помощью одного рецептора, объяснение, которое все еще актуально сегодня.[6][14][15][16]

Движения глаз

Отображение прогнозов для восстановления стимула Мюллера с помощью глаз, движущихся независимо, или глаз, следующих по закону равной иннервации Геринга

Геринг изучил движения глаз. Он разработал Закон равной иннервации Геринга для описания сопряженности движений глаз у животных. Согласно этому закону движения глаз всегда равны по интенсивности, но не по направлению. Следовательно, движения глаз могут быть сопряженными (в одном направлении, например саккады или плавное преследование ) или дизъюнктивным (например, вершина движения глаз). Закон равной иннервации Геринга лучше всего описывается стимулом Мюллера, при котором точка фиксации меняет положение в одном глазу, но не в другом. Простота приводит к тому, что только смещенный глаз должен двигаться для исправления положения. Закон Геринга предсказывает, что, поскольку глаза всегда должны двигаться на равные величины, оба глаза должны двигаться в новом бинокулярном направлении цели (см. Закон Геринга о визуальном направлении выше), а затем двигаться в противоположном направлении, чтобы подстраиваться под вергентность цели. Другими словами, глаз, в котором цель не двигалась, отодвинется, а затем снова попадет в цель. Это предсказание было экспериментально подтверждено Ярбусом в его основополагающей работе о движениях глаз. Однако теперь известно, что существуют сильные отклонения от закона Геринга.

Теория цвета

Геринг не соглашался с ведущей теорией, разработанной главным образом Томас Янг, Джеймс Клерк Максвелл и Герман фон Гельмгольц.[17] Янг предположил, что цветовое зрение основано на трех основные цвета: красный, зеленый и синий. Максвелл продемонстрировал, что любому цвету может соответствовать смесь трех основных цветов. Гельмгольц интерпретировал это как доказательство того, что люди воспринимают цвета через три типа рецепторов, в то время как белый и черный отражают количество света.

Геринг вместо этого считал, что зрительная система работает на основе системы цветовая противоположность. Его свидетельство было получено в результате экспериментов по адаптации к цвету и лингвистического наблюдения, что определенные названия цветов нельзя объединить в одно. В этой модели цвета воспринимаются с помощью механизмов, чувствительных к трем парам цветов противника: красно-зеленому, желто-синему и бело-черному.

Йоханнес фон Крис опубликовал в 1905 г. теория зон который синтезирует оба описания как одно, где теория Юнга-Гельмгольца описывает взаимодействие света с рецепторами, а Геринг - этап обработки изображения.[18]Позже, в 1925 году, Эрвин Шредингер опубликовал статью, вдохновленную фон Крисом, под названием Об отношении четырех цветов к теории трех цветов. Там он исследует формальную взаимосвязь между двумя теориями цвета.[18]

Обе теории имеют убедительные эмпирические доказательства. Загадка была разрешена открытием ганглиозных клеток-оппонентов в сетчатка и латеральное коленчатое ядро. Теперь мы знаем, что человеческий глаз обладает тремя типами цветочувствительных рецепторов (как было предложено Янгом, Максвеллом и Гельмгольцем), которые затем объединяют свои сигналы в трех каналах цветового оппонента, как было предложено Герингом. Таким образом, обе теории Геринга и Юнга-Гельмгольца верны.

Физиология

Геринг внес значительный вклад в области физиологии, а также психологии. В частности, он продемонстрировал со своим учеником Брейером Рефлекс Геринга – Брейера, или что искусственное раздувание легких вызывает автоматический сигнал, запускающий выдох. Затем сдувание легких по очереди запускает новый сигнал, вызывающий дыхание. Т.е. вдохновение и выдох - это бесконечный рефлекторный цикл, запускающий друг друга. Он также показал Траубе-Геринг рефлекс, или то, что раздувание легких вызывает ускорение сердца.

Другое исследование

Иллюзия Геринга

В 1861 году Геринг описал оптическая иллюзия который теперь носит его имя - Иллюзия Геринга. Когда две прямые и параллельные линии представлены перед радиальным фоном (похожим на спицы велосипеда), линии выглядят так, как если бы они были изогнуты наружу. В Иллюзия орбизона один из его вариантов, а Иллюзия Вундта производит аналогичный, но инвертированный эффект.

Геринг первым предложил идею органическая память в лекции 1870 г. для Императорской Академии наук в Вена. На Геринг повлияла идея наследование приобретенных характеристик и предположил, что воспоминания могут передаваться из поколения в поколение стволовые клетки.[19]

Противоречие Геринга и Гельмгольца

Геринг провел большую часть своей жизни в яростных спорах с Гельмгольцем. Противоречие было не только научным, но и философским; Геринг был нативистом, Гельмгольц - эмпириком. Гельмгольц также происходил из более высокого социального класса и всегда считался вундеркиндом, в то время как Герингу пришлось пережить более тяжелые времена в начале своей карьеры. Геринг и Гельмгольц расходились во мнениях почти во всем, и полемика длилась еще долго после того, как их жизнь закончилась. Геринг, однако, был гораздо более агрессивным из них двоих и всегда быстро указывал на любую ошибку, которую мог совершить Гельмгольц, иногда даже доходя до того, что оскорблял его («Вполне вероятно, что великий Гельмгольц в дремлющем состоянии. .. "). Фракция Гельмгольца (хотя, вероятно, и не сам Гельмгольц) распространяла слухи, согласно которым Геринг нуждался в помощи для выполнения его математической работы и что он был клинически ненормальным («как я слышал, он был психически болен»).[17]

Публикации

использованная литература

  1. ^ «Эрнст Мах». Стэнфордская энциклопедия философии. 21 мая 2008 г. Проверено 4 сентября 2012 г. Геринг и Мах были атеистами и не верили в душу, но все же принимали идею о том, что природа имеет внутреннее направление.
  2. ^ Геринг, Эвальд (1868). Die Lehre vom binokularem Sehen. Лейпциг.
  3. ^ Геринг, Эвальд (1977). Теория бинокулярного зрения: Эвальд Геринг (1868); под редакцией Брюса Бриджмена и Лоуренса Старка; перевод и введение Брюса Бриджмана; комментарий Лоуренса Старка. Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN  978-0306310164.
  4. ^ Смит, А. Марк (2001). Теория зрительного восприятия Альхасена. Том второй, английский перевод. Филадельфия: Американское философское общество.
  5. ^ Уэллс, У. К. (1792). Эссе об едином зрении двумя глазами: вместе с экспериментами и наблюдениями над несколькими другими предметами в оптике. Лондон: Каделл.
  6. ^ а б c Страсбургер, Ганс; Хубер, Йорг; Роза, Дэвид (2018). "Эвальд Геринг (1899) О границах остроты зрения: перевод и комментарий. С дополнением к Альфреду Фолькманну (1863) Физиологические исследования в области оптики". Я-восприятие. 9 (3): 204166951876367. Дои:10.1177/2041669518763675. ЧВК  5990881. PMID  29899967.
  7. ^ следующий Г. Вестхаймер
  8. ^ Вестхаймер, Джеральд (1975). «Острота зрения и гиперактивность». Исследовательская офтальмология и визуализация. 14: 570–572.
  9. ^ Ссылка на Вестхаймера (1975)
  10. ^ Страсбургер, Ганс; Роза, Дэвид (2018). "Альфред Фолькманн (1863 г.). Физиологические исследования в области оптики (Physiologische Untersuchungen im Gebiete der Optik). Частичный перевод и комментарии; Дополнение к Strasburger, H.; Huber, J .; Rose, D. (2018)." Ewald Геринг (1899) О пределах остроты зрения ». Я-восприятие. 9 (3): 204166951876367. Дои:10.1177/2041669518763675. ЧВК  5990881. PMID  29899967.
  11. ^ Фолькманн, Альфред (1863). Физиологические исследования в области оптики (Physiologische Untersuchungen im Gebiete der Optik). Лейпциг: Breitkopf und Härtel.
  12. ^ Вюльфинг, Эрнст Антон (1892). "Ueber den kleinsten Gesichtswinkel [О наименьшем угле обзора]". Zeitschrift für Biologie, Neue Folge. 11: 199–202.
  13. ^ «В 1892 году Вюльфинг показал, что можно распознать различия в положении, которые соответствуют углу обзора 12–10 дюймов или даже меньше» (перевод из Геринга 1899 г.)
  14. ^ Вестхаймер, Джеральд (2018). "Герменевтика Геринга: Дополнение к переводу и комментарию Геринга (1899 г.) Страсбургера и др.". Я-восприятие. 9 (6): 204166951881592. Дои:10.1177/2041669518815921. ЧВК  6291878. PMID  30559959.
  15. ^ Jiang, H .; Cottaris, N .; Golden, J .; Brainard, D .; Farrell, J.E .; Ванделл, Б.А. (2017). «Моделирование кодирования сетчатки: факторы, влияющие на остроту зрения по Вернье». Человеческое зрение и электронное изображение. 2017 (14): 177–181. Дои:10.2352 / ISSN.2470-1173.2017.14.HVEI-140.
  16. ^ Rucci, M .; Lovin, R .; Полетти, М .; Сантини, Ф. (2007). «Миниатюрные движения глаз усиливают мелкие пространственные детали» (PDF). Природа. 447 (7146): 851–854. Bibcode:2007Натура.447..852р. Дои:10.1038 / природа05866. PMID  17568745. S2CID  4416740.
  17. ^ а б Тернер, Р. М. (1994). В голове: видение и противоречие Гельмгольца-Геринга. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN  978-0-691-03397-6.
  18. ^ а б Мур, Уолтер Джон (1992-05-29), Шредингер: жизнь и мысль, ISBN  9780521437677
  19. ^ Стэнли, палец. (1994). Истоки нейронауки: история исследований функций мозга. Издательство Оксфордского университета. п. 338. ISBN  978-0-262-01704-6

дальнейшее чтение

  • Бауманн С. (июнь 1992 г.). «[Цвета оппонента Эвальда Геринга. История идеи]». Der Ophthalmologe: Zeitschrift der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft (на немецком). 89 (3): 249–52. PMID  1303712.
  • Янко Дж (1995). «Физиология чувств Маха и Геринга». Clio Medica. 33: 89–96. PMID  9061228.
  • Отис, Л. (1994). Органическая память: история и тело в конце девятнадцатого и начале двадцатого веков. University of Nebraska Press. ISBN  0-8032-3561-5
  • Тернер RS (1993). «Исследования зрения в Германии: Гельмгольц против Геринга». Осирис. 8 (1): 80–103. Дои:10.1086/368719. PMID  11639585. S2CID  42940120.
  • Сингх, Иона (2012). Visual Syntax, глава из книги - Color, Facture, Art & Design. Хэмпшир, Великобритания: Zero Books. С. 65–82. ISBN  978-1-78099-629-5.

внешние ссылки