撰文|陳關(guān)榮
日本化學(xué)學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（von,1821.8.31-1894.9.8）是十九世紀(jì)科學(xué)界燦爛群星中非常光彩奪目的一顆。
亥姆霍茲知識(shí)淵博，一生中涉獵過許多不同領(lǐng)域并做出了重要貢獻(xiàn)，其中包括醫(yī)學(xué)、生理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)，非常是數(shù)學(xué)學(xué)。事實(shí)上，他還被譽(yù)為是“最后一位博學(xué)家”（"Thelast",,.,2018）。
在數(shù)學(xué)學(xué)領(lǐng)域里，你們耳熟能詳?shù)挠泻ツ坊羝濍姶艌?chǎng)定律、亥姆霍茲波動(dòng)多項(xiàng)式、亥姆霍茲渦量多項(xiàng)式、吉布斯－亥姆霍茲多項(xiàng)式、亥姆霍茲－克希霍夫多項(xiàng)式、亥姆霍茲函數(shù)、亥姆霍茲自由能、亥霍姆茲線圈、亥姆霍茲共鳴器、亥姆霍茲雙電層、楊－亥姆霍茲五色學(xué)說(shuō)、亥姆霍茲－克特勒公式、亥姆霍茲分解。以亥姆霍茲為主要?jiǎng)?chuàng)始人和領(lǐng)導(dǎo)者的柏林熱化學(xué)學(xué)聚會(huì)量子熱學(xué)的誕生功不可沒。他自己無(wú)緣諾貝爾獎(jiǎng)，但門下的中學(xué)生卻出了好幾位得主，包括發(fā)明彩色拍照術(shù)的李普曼（）、以檢測(cè)光速而知名的邁克爾遜（）、將電磁波帶給世界的赫茲（Hertz）、建立能量量子化理論的普朗克（Max）以及發(fā)覺熱幅射和位移定理的維恩（Wien）。他在數(shù)學(xué)學(xué)界的著名中學(xué)生還有羅蘭（Henry）、哥德斯坦（Eugen）、凱澤爾（）。
von（1821.8.31─1894.9.8）
1821年，亥姆霍茲出生于法國(guó)波茨坦（）。他母親是學(xué)校班主任，父親是軍人的父親。在家里亥姆霍茲是老大，另有兩個(gè)姐姐和一個(gè)哥哥。他從小體弱多病，因此經(jīng)常被關(guān)在屋內(nèi)接受家庭教育。在中學(xué)和小學(xué)讀書時(shí)，亥姆霍茲的記憶力表現(xiàn)甚差，文史課程的內(nèi)容聽后即忘，然而他對(duì)數(shù)學(xué)和化學(xué)特別是光學(xué)尤有興趣。他的智力是在學(xué)校后期才發(fā)展上去的。到1838年學(xué)校結(jié)業(yè)時(shí)，他的各科成績(jī)都很優(yōu)秀。
亥姆霍茲隨即步入－醫(yī)大學(xué)學(xué)習(xí)。他得到了政府捐助，條件是結(jié)業(yè)后要為部隊(duì)診所服務(wù)八年。在醫(yī)大學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)之余，他喜好音樂，經(jīng)常出席獨(dú)奏莫扎特和貝多芬等人的名曲。他思索哲學(xué)，研究休謨、康德、歌德、拜倫等人的專著。他也愛好文學(xué)，閱讀了好多法國(guó)文學(xué)作品。語(yǔ)文方面，他自學(xué)了歐拉（Euler）、伯努利（D.）、達(dá)蘭貝爾（d'）、拉格朗日（）等名家的物理熱學(xué)專著。
1842年11月，亥姆霍茲以題為“無(wú)肋骨植物神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”的論文獲得了博士學(xué)位。他論文中關(guān)于神經(jīng)細(xì)胞的中樞特點(diǎn)的剖析以及神經(jīng)纖維發(fā)始于神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的發(fā)覺，成為后來(lái)生理學(xué)、病理學(xué)和神經(jīng)組織學(xué)的理論基礎(chǔ)，是對(duì)微觀解剖學(xué)的重要貢獻(xiàn)。讀書期間，導(dǎo)師繆勒（Müller）的科學(xué)哲學(xué)觀念對(duì)亥姆霍茲后來(lái)甩掉關(guān)于科學(xué)的形而念書觀點(diǎn)而重視于科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)主義有很大的影響。
1843年亥姆霍茲從醫(yī)大學(xué)結(jié)業(yè)后，遵約在波茨坦軍隊(duì)服役，兼任助理軍醫(yī)。同年，他發(fā)表了題為“論發(fā)酵和霉?fàn)€的本質(zhì)”的論文，報(bào)告了他在繆勒實(shí)驗(yàn)室取得的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，批判了時(shí)下流行的生物“活力”論，對(duì)發(fā)酵和霉?fàn)€給與了科學(xué)解釋。1845年，他又發(fā)表論文用實(shí)驗(yàn)結(jié)果反駁了流行的“熱質(zhì)”說(shuō)。
亥姆霍茲在這幾年間做了特別重要的能量守恒理論研究工作，同時(shí)進(jìn)行了大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)，否認(rèn)了他的一些基本思想并通過公式化產(chǎn)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摗Ｄ芰渴貝a的第一篇科學(xué)論文是由馮·邁爾（vonMayer）在1842年發(fā)表的，當(dāng)時(shí)并沒有造成任何注意。次年，焦耳在一個(gè)學(xué)術(shù)大會(huì)上報(bào)告并展示了位能與熱能的轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)，可惜也沒有看到任何反響。1847年7月23日，亥姆霍茲在柏林化學(xué)學(xué)會(huì)上作了題為“論力之守恒”的講演，對(duì)能量守恒定理的普適性做了第一次最充分明晰的探討。大會(huì)以后，亥姆霍茲把論文寄給了當(dāng)時(shí)以流體動(dòng)力學(xué)中的“馬格努斯效應(yīng)”出名的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家馬格努斯（），希望能在美國(guó)頂刊《物理年鑒》上發(fā)表。但馬格努斯覺得該論文過多地使用物理方式把理論與實(shí)驗(yàn)化學(xué)結(jié)合上去，不算上乘之作。于是，作為編委他在獻(xiàn)給主編波根道夫（）的介紹信上并沒有表示非常的推薦。波根道夫也覺得，雖然論文推論看來(lái)重要，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠充分，決定拒稿，建議作者可以考慮將論文以單行本彩印形式出版。年青人亥姆霍茲當(dāng)時(shí)很泄氣。后來(lái)，在他的師弟、生理學(xué)家杜布瓦-雷蒙（EmilduBois-）的支持和鼓勵(lì)下，亥姆霍茲的第一本小圖冊(cè)《論力之守恒》在當(dāng)初即將出版。他的理論在科學(xué)界引發(fā)了回蕩，讓能量守恒原理得到了公認(rèn)。明天，該書早已成為精典，其中文譯本名為《能之不滅》，由商務(wù)（萬(wàn)有文庫(kù)本）彩印，書后還附有作者1881年寫的補(bǔ)遺。
他在論文和專著中解釋了當(dāng)初你們熱衷的“永動(dòng)機(jī)”并不可能實(shí)現(xiàn)。他寫道：“鑒于前人所有試驗(yàn)的失敗，人們不會(huì)再尋問‘我怎么還能借助各類自然力之間已知和未知的關(guān)系來(lái)創(chuàng)造一種永恒的運(yùn)動(dòng)’，而將會(huì)試問‘既然永恒的運(yùn)動(dòng)是不可能的，在各類自然力之間應(yīng)當(dāng)存在著哪些樣的聯(lián)系？’”
那次成功的講演和書的即將出版讓26歲的亥姆霍茲聲名鵲起。他也因而得以提早退役，于1849年初到了哥尼斯堡（K?）學(xué)院任職生理學(xué)副院士。同年8月，他與一位化學(xué)學(xué)家的父親奧爾加（Olgavon）結(jié)了婚。
在柯尼斯堡學(xué)院任教期間，亥姆霍茲?rùn)z測(cè)了神經(jīng)剌激的傳播速率，成為第一位把數(shù)學(xué)技巧運(yùn)用到神經(jīng)傳導(dǎo)速率檢測(cè)的人。1851年，他發(fā)明了明天還在使用的眼底鏡，并解釋了其中的光學(xué)和物理原理。其間，他還發(fā)表了生理熱學(xué)和生理光學(xué)方面的重要研究成果。
1855年，他轉(zhuǎn)入克拉科夫（Bonn）學(xué)院任解剖學(xué)和生理學(xué)院士。在哪里，他出版了《生理學(xué)指南》第一卷，并開始了流體熱學(xué)中渦流的研究。
1857年，他又轉(zhuǎn)入了海德堡（）學(xué)院，任生理學(xué)院士。他借助后來(lái)稱為亥姆霍茲共鳴器的儀器分離并強(qiáng)化聲音的紋波。1863年，他出版了影響深遠(yuǎn)的專著《音調(diào)的生理基礎(chǔ)》。
1871年物理學(xué)家安培的故事，他到了柏林學(xué)院任職化學(xué)學(xué)院士。自此，他的研究方向完全轉(zhuǎn)向了數(shù)學(xué)學(xué)。
亥姆霍茲在數(shù)學(xué)學(xué)的多個(gè)方面成果累累。
在電磁學(xué)研究方面，亥姆霍茲用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出電磁感應(yīng)的傳播速率為/s。他由法拉第電解定理推導(dǎo)入電是粒子的推論。1847年，他發(fā)覺了萊頓瓶的放電特點(diǎn)，并強(qiáng)調(diào)楞茨定理是電磁現(xiàn)象符合能量守恒與轉(zhuǎn)換定理的極好事例。1849年3月，他在柏林化學(xué)學(xué)會(huì)上作了“正切電壓計(jì)構(gòu)造原理”的報(bào)告。以后，他在神經(jīng)脈沖傳速實(shí)驗(yàn)中研究了感生電壓的本質(zhì)及其持續(xù)時(shí)間。1853年，他在“論電壓在物質(zhì)導(dǎo)體中的分布定理及其在生物電實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”一文中綜述了自己在物理化學(xué)和心理學(xué)交叉領(lǐng)域的研究成果。他的師弟杜布瓦-雷蒙覺得這篇論文科學(xué)思想之豐富前所未見。1870年，他又發(fā)表了題為“電動(dòng)熱學(xué)理論”的論文，開始了電動(dòng)熱學(xué)的研究。當(dāng)初創(chuàng)建電磁理論的主要競(jìng)爭(zhēng)者是韋伯（Weber）、馮·諾伊曼（Johnvon）和麥克斯韋（JamesClerk）。亥姆霍茲通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了這種電磁理論，推論傾向于麥克斯韋。他也得出了自己的一個(gè)基本波動(dòng)多項(xiàng)式，即亥姆霍茲多項(xiàng)式。1870年，在馮·諾伊曼理論的基礎(chǔ)上，亥姆霍茲得到了兩個(gè)電壓元互相作用勢(shì)的通常表達(dá)式。在不憐憫況下，這個(gè)勢(shì)分別與韋伯理論、亥姆霍茲－諾伊曼理論和麥克斯韋理論相符合。電磁波的存在最終由赫茲通過實(shí)驗(yàn)得到了否認(rèn)。這一切為麥克斯韋的電磁理論在法國(guó)因而世界的傳播鋪筑了平坦的公路。1893年，亥姆霍茲在紐約舉行的第四屆國(guó)際電氣工程師院會(huì)上主持制訂了歐姆、安培和伏特這三個(gè)基本電磁學(xué)單位。
在熱力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)研究方面，亥姆霍茲在1857年發(fā)表了論文“論描述渦旋運(yùn)動(dòng)的流體動(dòng)力學(xué)多項(xiàng)式之積分”，為后來(lái)研究流體無(wú)旋運(yùn)動(dòng)和有旋運(yùn)動(dòng)而構(gòu)建的亥姆霍茲第一、第二和第三定律奠定了理論基礎(chǔ)。1858年，他從理論上研究了流體間斷面問題，討論了無(wú)重力影響下板縫噴射流的形狀。他此后進(jìn)行了一系列關(guān)于流體內(nèi)磨擦的理論和實(shí)驗(yàn)研究，得出的公式與電磁學(xué)中描述兩電壓元互相作用的Biot-定理完全一致。他在1882年發(fā)表的論文“化學(xué)過程的熱力學(xué)”中，把物理反應(yīng)里的禁錮能和自由能區(qū)別開來(lái)，強(qiáng)調(diào)后者只能轉(zhuǎn)化為熱，而前者卻可轉(zhuǎn)化為其他方式，因而有了亥姆霍茲自由能的概念。他從–方程出發(fā)，導(dǎo)入了后來(lái)知名的吉布斯－亥姆霍茲多項(xiàng)式。他還研究過大海渦流和海浪產(chǎn)生的機(jī)理，也發(fā)表過冰物理和大氣化學(xué)方面的科學(xué)論文。
作為能量守恒與轉(zhuǎn)化定理的延展，亥姆霍茲對(duì)熱學(xué)中關(guān)于最小作藥量原理的研究尤為深入。他在1886年發(fā)表了題為“論最小作藥量原理的化學(xué)意義”的論文，1887年發(fā)表了“最小作藥量原理發(fā)展史”的論文，1892年發(fā)表了“電動(dòng)熱學(xué)中的最小作藥量原理”的論文，先后論證了韋伯、馮·諾伊曼、麥克斯韋等人提出的帶電體間的互相作用的假定在估算方式上都與最小作藥量原理相對(duì)應(yīng)。亥姆霍茲在余生中為找尋以最小作藥量作為統(tǒng)一原理的研究作了不懈的努力。其實(shí)他的結(jié)局與愛因斯坦的統(tǒng)一場(chǎng)論別無(wú)二致，她們的思想都深刻地影響了現(xiàn)代化學(xué)學(xué)的發(fā)展。
在生理光學(xué)方面，覺得實(shí)驗(yàn)心理學(xué)是亥姆霍茲做出了重大貢獻(xiàn)的一個(gè)領(lǐng)域。他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：心理過程可以通過實(shí)驗(yàn)來(lái)研究，作為心靈代表的神經(jīng)系統(tǒng)可以成為實(shí)驗(yàn)控制的對(duì)象。亥姆霍茲在1856-1866年編輯出版了《生理光學(xué)指南》，把當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)學(xué)、生理學(xué)以及哲學(xué)的研究成果和通常原理匯集一體，加上自己的發(fā)覺和詮釋，對(duì)視知覺作了系統(tǒng)的闡述。該指南至今仍是生理光學(xué)和心理生理學(xué)的重要參考書。在大量生理光學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，亥姆霍茲進(jìn)一步發(fā)展了湯姆斯·楊（Young）于1807年提出的色視覺看法，覺得紅、綠、藍(lán)這三種基本色可以通過各類比列相互混和因而生成各類不同的色。那些研究成果后來(lái)成為知名的楊—亥姆霍茲五色理論。
在生理聲學(xué)方面，他在編撰《生理光學(xué)指南》的同時(shí)，也開始了生理聲學(xué)的研究，其成果匯集于1863年出版的《聲學(xué)》一書中。該書至今仍是觸覺實(shí)驗(yàn)心理學(xué)的精典。他還以實(shí)驗(yàn)確定了人耳可以看見的最低音和最高音以及介乎二者之間的可辨音調(diào)級(jí)數(shù)。他最重要的實(shí)驗(yàn)成果之一是關(guān)于構(gòu)成音質(zhì)的特殊差別誘因的發(fā)覺，即每種鋼琴發(fā)出的除了是一定的基音，并且還有比基音頻率更高的滑音，基音與滑音之間的拍子及滑音與滑音之間的拍子還會(huì)影響混縮的和諧程度。這一發(fā)覺使他成為給出譯音以物理解釋的第一人。他還用后來(lái)以他命名的共鳴器否認(rèn)，可以通過變換滑音硬度的辦法人為地形成各類鋼琴的聲音。他還被覺得是鋼琴聲學(xué)研究的創(chuàng)始人之一。他的《論聲調(diào)的覺得》一書以及關(guān)于聲調(diào)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備對(duì)后來(lái)貝爾（Bell）發(fā)明電話起過啟迪作用。
在物理方面，他研究了黎曼幾何、黎曼測(cè)度和物理化學(xué)中的退化波動(dòng)多項(xiàng)式等問題。他提出的有關(guān)黎曼測(cè)度的理論和偏微分多項(xiàng)式在許多科學(xué)領(lǐng)域中都有重要的應(yīng)用。1859年，亥姆霍茲在遞交給美國(guó)最具權(quán)威的薩克森（）科大學(xué)的論文“空氣在開孔管中的運(yùn)動(dòng)理論”中，首次給出了波動(dòng)多項(xiàng)式（即亥姆霍茲多項(xiàng)式）的通常解。隨后，物理化學(xué)學(xué)家基爾霍夫（）在亥姆霍茲解的基礎(chǔ)上，得出了波動(dòng)多項(xiàng)式終值問題的解，由此揭示了聲學(xué)的惠更斯（）原理。這一研究和他關(guān)于流體的渦旋運(yùn)動(dòng)的研究代表了亥姆霍茲最出眾的物理成就。他經(jīng)常以自己能解決“這些令歐拉以來(lái)的大物理家們倍感疑惑的物理問題”而倍感自豪。
亥姆霍茲關(guān)于幾何學(xué)的研究由生理光學(xué)中的空間直觀方式驅(qū)動(dòng)，讓他對(duì)人們關(guān)于空間普通直覺的起源及原理進(jìn)行了剖析。他覺得歐氏幾何的公理系統(tǒng)并不是先驗(yàn)的，而是經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)物。1868年起，他先后發(fā)表了多篇論文，力證物理的經(jīng)驗(yàn)性。其論文“論幾何的一些事實(shí)基礎(chǔ)”最為知名，令當(dāng)時(shí)的科學(xué)界和物理界嘆為觀止。這篇論文和黎曼（）1854年發(fā)表的論文“論作為幾何學(xué)基礎(chǔ)的假定”一起，被稱為19世紀(jì)下半葉物理哲學(xué)概念發(fā)展中的劃時(shí)代作品。非常是，亥姆霍茲在他這篇論文中引出了半個(gè)世紀(jì)以后由女物理家諾特（Emmy）證明的一條知名定律，確立了化學(xué)守恒定理和動(dòng)力學(xué)定理之間的對(duì)稱性，其結(jié)果對(duì)現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)有著極為重要的意義。他常年勤于物理研究，曾獨(dú)立地得到黎曼幾何學(xué)中的一些推論。物理家克羅內(nèi)克（）在給亥姆霍茲的一封信中寫道：“您合情合理的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)有趣問題所產(chǎn)生的推論將給與物理以新的方向和激勵(lì)。...而這些片面和自我的物理思維只會(huì)把人們引向荒蕪之地。”
亥姆霍茲非凡的科學(xué)能夠和巨大的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)讓他豎立在近代科學(xué)家的殿堂里，熠熠生輝。
亥姆霍茲雕像，柏林洪堡學(xué)院大樓前
因?yàn)楣ぷ髟卺t(yī)學(xué)、生理學(xué)和化學(xué)學(xué)的交叉領(lǐng)域和受到導(dǎo)師繆勒的影響，非常是他對(duì)美國(guó)古典哲學(xué)的畢生關(guān)注，亥姆霍茲的哲學(xué)思想十分豐富。但那位先哲在生活里，又是一個(gè)謙遜誠(chéng)實(shí)、正直善良的凡人。他的中學(xué)生普朗克說(shuō)過：“我曉得亥姆霍茲也是一個(gè)普通人。我欽佩他的為人并不亞于敬佩他是一位科學(xué)家。因?yàn)樗哂姓\(chéng)實(shí)的信念和謙遜的人品，他成了科學(xué)高尚和正直的變身。他的這種品格深深地感動(dòng)著我。每每我們談話時(shí)，他總是用平淡、銳利、打動(dòng)人心和慈祥的眼神看著我。我可以完全信賴他。事實(shí)告訴我，他是一位公平而又寬恕的裁判。他的一句稱許，更不用說(shuō)是贊美，就會(huì)使我象博得了世界賽勝利那樣的快樂。”
亥姆霍茲以其杰出能夠和優(yōu)雅品格獲得中學(xué)生、同事和同事的愛戴，成為大眾的良師益友，也博得政府的敬愛和重用。他在1862年被委任為海德堡學(xué)院副院長(zhǎng)，1877年被委任為柏林學(xué)院院長(zhǎng)，1887被委任為國(guó)家科學(xué)技術(shù)局主席，1888年被任命為帝國(guó)化學(xué)技術(shù)研究所的第一任校長(zhǎng)。榮譽(yù)方面，他在1860年被選聘為美國(guó)紐約皇家學(xué)會(huì)教授，并入選該學(xué)會(huì)1873年度科普利（）獎(jiǎng)狀。據(jù)悉，他在1870年被選為普魯士科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士。
說(shuō)上去沒有一個(gè)人可以全無(wú)磨難地渡過一生，亥姆霍茲也一樣。1859年，38歲的亥姆霍茲遭到了雙重嚴(yán)打：母親去世，嬌妻病亡。三年后，他離婚詩(shī)人安娜（AnnavonMohl，1834.9.19-1899.12.1）。1893年8月，他主持了在舊金山召開的第四屆國(guó)際電氣工程師院會(huì)。在返回法國(guó)船上，他不留神從船舷上摔倒，臉部受了輕傷。接出來(lái)他仍然受著痛楚的摧殘，到次年9月8日終因肺癌在去世，享年73歲。
12月14日，亥姆霍茲追思會(huì)議在柏林隆重召開。法蘭西國(guó)王與王后、亥姆霍茲家人及各界名人出席了喪事。此后，國(guó)王撥款一萬(wàn)馬克并親自選定在柏林學(xué)院大樓兩側(cè)建造了亥姆霍茲記念館。1899年6月6日記念館啟幕這天物理學(xué)家安培的故事，王后、王儲(chǔ)及王子，以及亥姆霍茲家人和柏林科學(xué)藝術(shù)界名流一起出席了啟幕典禮。
并非所有的名人都有軼事留給后人閑聊。假如說(shuō)我還有關(guān)于亥姆霍茲后來(lái)的故事，那就是2019年9月23-26日我在美國(guó)柏林洪堡學(xué)院出席了第16屆國(guó)際復(fù)雜系統(tǒng)與網(wǎng)路學(xué)術(shù)大會(huì)（on），會(huì)后和豎立在柏林學(xué)院大樓前的亥姆霍茲雕像拍了一幅照片，心滿意足地當(dāng)了一回科學(xué)家追星族。
陳關(guān)榮：柏林洪堡學(xué)院，2019年9月27日
附表：《德國(guó)亥姆霍茲國(guó)家研究中心聯(lián)合會(huì)》簡(jiǎn)介
日本亥姆霍茲國(guó)家研究中心聯(lián)合會(huì)（of）是日本乃至亞洲最大的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，有19個(gè)獨(dú)立的自然科學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中心，3萬(wàn)多雇員，年度經(jīng)費(fèi)總值34億澳元。亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)著眼于日本中常年科技發(fā)展目標(biāo)，集中在六個(gè)研究領(lǐng)域（能源、地球與環(huán)境、生命科學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、航空航天和交通、關(guān)鍵技術(shù)），依托重大基礎(chǔ)研究設(shè)施，舉辦前瞻性的跨學(xué)科綜合研究，借以解決社會(huì)持續(xù)發(fā)展中的重大問題。
亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)共構(gòu)建有100多個(gè)非實(shí)體科學(xué)研究所，其中包括來(lái)自美國(guó)的60多所學(xué)院的300多個(gè)合作單位，每年捐助近百個(gè)青年科學(xué)家小組和大批的博士學(xué)位研究項(xiàng)目（達(dá)4千多項(xiàng)），以及各類水平和層次的訪問科學(xué)家（達(dá)5千多人次）。
亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)正在構(gòu)建全球最大的信息技術(shù)安全研究中心“德國(guó)信息技術(shù)安全、隱私及責(zé)任中心”（for，簡(jiǎn)稱CISPA)。按計(jì)劃，到2026年該中心將有來(lái)自全球約八百名專家從事網(wǎng)路安全研究工作，屆時(shí)該中心每年的科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算可達(dá)五千萬(wàn)英鎊。
日本亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)──中國(guó)全省博士后管委會(huì)在2018簽訂了“中德博士后交流項(xiàng)目”協(xié)議，每年共同選聘和捐助50名以內(nèi)的中國(guó)優(yōu)秀青年學(xué)者到亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)屬下的研究中心從事為期三年的博士后研究。對(duì)于入圍的每個(gè)博士后，全省博士后管委會(huì)提供30億元人民幣的一次性捐助，同時(shí)亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)提供每月1500美元的免稅獎(jiǎng)學(xué)金，拿來(lái)支付日常生活、健康保險(xiǎn)及學(xué)術(shù)交流的費(fèi)用。