Robert Hooke: Fisica, Architettura, Astronomia, Paleontologia, Biologia

Forse uno dei più grandi scienziati sperimentali del 17 ° secolo, Robert Hooke della gran Bretagna, a sinistra una lunga tradizione nelle discipline diverse, come la fisica, architettura, astronomia, paleontologia e biologia. Microscopi moderni, orologi e automobili portano tutti la sua impronta, e un’importante legge di elasticità condivide ancora il suo nome.,

Hooke nacque l’ultimo di 4 figli da un ministro il 18 luglio 1634, a Freshwater, sull’isola di Wight. Come un bambino, ha sofferto di un devastante caso di vaiolo che lo ha lasciato fisicamente ed emotivamente segnato per il resto della sua vita. Un bambino malsano, Hooke è cresciuto in un gobbo, pallido, magro, nervoso ipocondriaco. Suo padre, John Hooke, ha preso un ruolo attivo nella prima educazione di Robert fino a quando è entrato alla Westminster School all’età di 13 dopo il suicidio di suo padre., Dopo la laurea a Westminster nel 1648, Hooke prima ha condotto un apprendistato con l’artista Sir Peter Lely, e poi è entrato all’Università di Oxford dove ha incontrato e studiato sotto alcuni dei più grandi scienziati in Inghilterra. Hooke alla fine divenne un assistente pagato per il famoso fisico irlandese Robert Boyle e contribuì a sviluppare una pompa d’aria funzionante. Rimase nel laboratorio di Boyle fino al 1662, quando fu nominato Curatore di Esperimenti per la Royal Society di Londra, un lavoro che comportava la dimostrazione di attrezzature scientifiche e procedure sperimentali durante le riunioni settimanali dell’intera Società.,

Nel 1663, Hooke è stato ufficialmente eletto come membro della Royal Society, e 2 anni dopo ha ricevuto un appuntamento come professore di geometria al Gresham College. Quest’ultima posizione è stata accompagnata da una suite di camere presso il college dove Hooke vissuto e lavorato per il resto della sua vita. Durante questo periodo, l’interesse di Hooke per la microscopia e l’astronomia aumentò e pubblicò Micrographia, il suo lavoro più noto sulla microscopia ottica nel 1665. L’anno successivo, Hooke pubblicò un volume sulle comete, Cometa, dettagliando la sua osservazione ravvicinata delle comete avvenute nel 1664 e nel 1665., Dopo la morte di Henry Oldenburg nel 1677, Hooke succedette alla carica di Segretario della Royal Society, che mantenne per i successivi 16 anni.

Micrographia comprendeva la prima importante serie di osservazioni utilizzando un primo microscopio dotato di lenti di ingrandimento composte ed è stato illustrato da disegni elaborati (il suo disegno finemente dettagliato di una pulce è famoso). Hooke osservò una grande varietà di organismi tra cui insetti, spugne, briozoi, diatomee e piume di uccelli., Forse meno noto, Hooke ha coniato il termine “cellula” in un contesto biologico, come ha descritto la struttura microscopica del sughero come una piccola stanza nuda o la cella del monaco nella sua storica scoperta di cellule vegetali con pareti cellulari. Hooke fu in grado di confermare le sorprendenti osservazioni di Antonie Philips van Leeuwenhoek su batteri e protozoi, portando all’accettazione generale dei risultati dello scienziato olandese da parte della comunità scientifica consolidata., Hooke, preferendo molto i suoi microscopi composti, non condusse un numero sostanziale di esperimenti con i microscopi in stile Leeuwenhoek e criticò questi semplici strumenti come offensivi per i suoi occhi.

Come primo ad esaminare i fossili con un microscopio, Hooke notò le notevoli somiglianze tra legno pietrificato e legno di quercia marcio oltre a conchiglie fossilizzate e conchiglie di molluschi viventi., Queste osservazioni aiutarono a spostare la scienza oltre la nozione errata di Aristotele che i fossili si formavano e crescevano con la Terra e imitavano solo gli esseri viventi in natura, piuttosto che i processi di speciazione, fossilizzazione, evoluzione ed estinzione. Il linguaggio arcaico di Hooke descriveva certamente processi che spiegavano la mineralizzazione del tessuto vivente in fossili e accennavano all’estinzione e all’evoluzione, due secoli e mezzo prima di Charles Darwin. Micrographia includeva anche una teoria ondulatoria della luce, che paragonava la diffusione delle vibrazioni della luce alle onde ondulate dell’acqua., Hooke seguì la pubblicazione con una serie di conferenze sulla luce alla Royal Society e fu il primo a descrivere i fenomeni a film sottile e la periodicità associata usando membrane e lastre sottili di mica. Nel 1672, notò che la luce vibra perpendicolarmente alla direzione della sua propagazione.

Essendo il primo a considerare seriamente l’importanza del potere risolutivo delle apparecchiature ottiche, Hooke ha avanzato sia la microscopia che lo sviluppo dei telescopi., I suoi contributi all’evoluzione degli strumenti ottici includono molte innovazioni al microscopio, esemplificate dall’invenzione del microscopio composto e dalla creazione di un ingegnoso sistema di illuminazione. Hooke sviluppò un micrometro e fu il primo ad applicare mirini telescopici agli strumenti topografici. Un rifrattometro per misurare l’indice di rifrazione dei liquidi, l’aggiunta di un ingranaggio a spirale per regolare l’impostazione dei telescopi, il giunto universale (di fama automobilistica), il diaframma a iride e una rettificatrice per lenti sono tutti attribuibili a questo scienziato, cartografo e musicista britannico.,

Spiegando la scienza dietro le molle elicoidali, la legge ha reso più facile l’uso delle molle in tutti i tipi di tecnologia., Dalle sospensioni per automobili ai giocattoli per parchi giochi, alle penne a sfera retrattili, le molle alla fine divennero componenti meccanici di base, in non piccola parte a causa del lavoro pionieristico svolto da Hooke.

È rivelatore notare che la Legge di Hooke è stata nascosta in un anagramma per 2 anni per impedire agli scienziati concorrenti di affermare di aver scoperto la legge di primavera da soli. In primo luogo ha descritto la scoperta nel anagramma “ceiiinosssttuv,” la cui soluzione ha poi pubblicato come “Ut tensione, sic vis” che si traduce in ” Come l’estensione, così la forza.,”In tal modo, Hooke è stato in grado di rivendicare la priorità per la sua svolta senza divulgare i dettagli.

Guardando verso le stelle come inventore del telescopio riflettente, le imprese di Hooke in astronomia includono la prima inferenza alla rotazione di Giove e la descrizione della sua Grande macchia rossa. Ha anche osservato la rotazione di Marte e Giove, ha tentato di osservare e descrivere la parallasse (la differenza di orientamento di un oggetto visto lungo 2 diverse linee di vista), e ha notato 1 dei primi esempi di una stella doppia., Uno dei primi scienziati a costruire e utilizzare un telescopio riflettente, Hooke ha mostrato la Terra e la luna orbitano intorno al sole in un percorso ellittico, piuttosto che circolare. Oltre ai suoi voluminosi riferimenti alla microscopia ottica, Micrographia include note sulle osservazioni di Hookes sui crateri lunari e specula sulla loro origine. Ha formulato la teoria del moto planetario, come un problema in meccanica, che ha portato Isaac Newton alle sue teorie che circondano le leggi gravitazionali., Anche se il suo lavoro di 20 anni sulla gravità è stato innovativo, mancava un po ‘ della sofisticazione matematica di Newton, che rapidamente oscurato le teorie di Hooke e la speculazione. All “inizio delle loro rispettive carriere, il 2 scienziati di spicco hanno mostrato una misura di rispetto per 1 un altro, con Newton scrivere una lettera a Hooke con la famosa linea,” Se ho visto oltre è in piedi sulle spalle dei giganti.Sebbene non avesse mai avuto una formazione formale come architetto, Hooke fu nominato Geometra di Londra dopo che il Grande Incendio del 1666 devastò la città., Attraverso numerosi progetti di ricostruzione, tra cui il Royal Greenwich Observatory, il Bethlem Royal Hospital e la St. Paul’s Cathedral, ha dimostrato il suo coraggio come designer. Nella ricostruzione complessiva della città di Londra, Hooke suggerì di ridisegnare le strade della città su un layout a griglia con ampi viali e strade incrociate, un progetto in seguito utilizzato a Liverpool, Parigi e in diverse città degli Stati Uniti.

Hooke si dilettava ampiamente nelle scienze e nelle arti ed è spesso indicato come il fondatore delle scienze meteorologiche (ha proposto di impostare 0°C come punto di congelamento dell’acqua)., In Micrographia, descrive strumenti che ha progettato o migliorato per far avanzare la riserva di conoscenze scientifiche nei sistemi meteorologici. Uno dei dispositivi utilizzava un barometro a ruota per rilevare sottili cambiamenti nell’ascesa e nella caduta del mercurio, fornendo così un’indicazione della pressione barometrica atmosferica. Altre invenzioni legate al tempo includevano l’igrometro per determinare l’umidità e l’anemometro per misurare la velocità del vento.

Hooke è stato 1 dei primi scienziati a sostenere che tali fenomeni meteorologici come uragani e nebbia sono sottoprodotti di aria più densa., Con una previsione non comune, ha suggerito che se le informazioni meteorologiche giornaliere fossero state compilate e analizzate, potrebbe essere possibile prevedere il tempo.

Pioniere della geologia precoce, Hooke era un esperto di terremoti e sviluppò teorie sulla combustione. Fu un inventore molto attivo e innovatore di un ampio spettro di strumenti scientifici al di là del suo lavoro al microscopio. Questi includono la moderna pompa ad aria, orologi a molla, una macchina dal suono profondo, una pistola ad aria compressa, carrozze, mulini a vento, un telegrafo, una campana subacquea, attrezzature per il rilevamento e vari livelli e scale., Hooke credeva fortemente che gli strumenti dovevano essere visti come estensioni dei sensi umani.

In un primo esempio di ingegno scientifico, Hooke ha aiutato a risolvere un problema critico per i marittimi: come usare un orologio per determinare la longitudine mentre si è in mare aperto. Le fluttuazioni della gravità terrestre, i cambiamenti di temperatura e l’umidità causerebbero errori nel meccanismo dell’orologio, in particolare il pendolo, che si basava sulla gravità per il suo controllo., Per affrontare questi problemi, Hooke viaggiato per le Indie Occidentali (dove la gravità è meno forte dall’equatore) e ha trovato il movimento della barca ha portato a più errori nell’oscillazione del pendolo dell’orologio. Per far fronte a questi ostacoli, ha creato molle a spirale contrapposte e doppi equilibri per aiutare a compensare le forze che agiscono sul pendolo. Attraverso pura abilità inventiva, Hooke è stato in grado di assemblare un orologio da tasca che incorpora questi dispositivi di compensazione, guadagnandosi la gratitudine dei marinai.,

Gli storici hanno fatto spesso menzione del lato abrasivo della personalità di Hooke, a cominciare dal suo primo biografo, Richard Waller, che scrisse che Hooke era “spregevole, malinconico, diffidente e geloso.”Quelle parole influenzarono altri scrittori per i successivi 200 anni, formando un’immagine di Hooke come un infelice, egocentrico, ostico curmudgeon, un’immagine prevalente in numerosi libri e pubblicazioni assortite. Uno scrittore arrivò a descrivere Hooke come ” irascibile, invidioso e vendicativo”, e anche le parole più comprensive usate come “difficile, sospettoso e irritabile.,”

Non è stato fino alla pubblicazione del diario di Hooke nel 1935 che un altro lato di Hooke è stato rivelato. Nella sua interpretazione del diario, Margaret Espinasse scrive che la rappresentazione di Hooke come un cupo e invidioso recluso è falsa. Dopo essere stato praticamente dimenticato durante il 18 ° secolo, la reputazione di Hooke è stato rianimato e dopo un lungo periodo di oscurità è ora debitamente accordato con il riconoscimento dovuto a 1 dei più importanti scienziati della sua epoca.

Forse una ragione per la precedente mancanza di riconoscimento delle sue realizzazioni è la diversità e l’intensità del suo lavoro., Diffondendosi sottile con un vasto numero di progetti, esplorazioni, ed esperimenti ha spesso trascurato di prendere le misure, come l’editoria, che erano necessari per ricevere il dovuto credito per i suoi sforzi.

Come versione inglese di Leonardo da Vinci, la reputazione di Hooke soffrì molto durante la sua vita a causa di controversie sulla proprietà intellettuale e dei suoi apparenti conflitti con altri eminenti scienziati (che spesso avevano molta più influenza nella Royal Society)., Ad esempio, Hooke si scontrò con Christiaan Huygens sul regolatore a molla, e ebbe numerose battaglie con Isaac Newton, prima sull’ottica nel 1672 e poi di nuovo nel 1686 sulla legge quadrata inversa della gravitazione. Non si sposò mai, ma le voci del diario rivelano che aveva affetti per gli altri. Tragicamente, Hooke morì intestato nel 1703 con 9.580 sterline al suo nome. La sua salute si era gravemente deteriorata durante gli ultimi 7 anni della sua vita, e fu afflitto da una carriera illustre che fu notevolmente oscurata dal suo nemico mortale, Isaac Newton., Gli storici che indagano Principia di Newton, e il coinvolgimento di Hooke nel primo sviluppo di questo famoso volume, da allora hanno dato qualche credito in ritardo. Sfortunatamente, l’unico ritratto conosciuto di Hooke e molte delle sue invenzioni e documenti non sono sopravvissuti nei secoli. Forse una buona parte di questo dilemma è attribuibile al totale disprezzo di Newton per Hooke, che si manifestò in numerosi e leggendari tentativi di cancellare Robert Hooke da qualsiasi associazione con la Royal Society e i suoi significativi contributi alla scienza. Anche la sua tomba rimane un mistero., I suoi resti furono riesumati e sepolti durante il 1800 a nord di Londra, ma la posizione precisa è sconosciuta. Se i suoi resti vengono trovati, i funzionari della City University di Londra dicono che useranno la più recente tecnologia di ricostruzione facciale per dare a Hooke un volto, e con esso, parte del riconoscimento che gli è stato negato.

Il microscopio Hooke

Anche se Hooke non ha fatto i suoi microscopi, è stato fortemente coinvolto con il design generale e le caratteristiche ottiche., I microscopi sono stati effettivamente realizzati dal produttore di strumenti di Londra Christopher Cock, che ha goduto di un grande successo a causa della popolarità di questo disegno microscopio e libro di Hooke. Il microscopio Hooke condiviso diverse caratteristiche comuni con i telescopi del periodo: en oculare per mantenere la corretta distanza tra l’occhio e oculare, tubi di tiraggio separati per la messa a fuoco, e una palla e presa congiunta per inclinare il corpo. Il tubo del corpo del microscopio è stato costruito in legno e / o cartone e rivestito in pelle pregiata. Quando le provette di tiraggio erano completamente chiuse, il microscopio misurava 6 pollici di lunghezza., Sebbene l’artigianalità e il design di questo microscopio fossero eccellenti, soffriva di un meccanismo di messa a fuoco mal eseguito che tendeva a consumarsi molto rapidamente e in modo non uniforme.