Robert Hooke: Physics, Architecture, Astronomy, Paleontology, Biology

misschien wel een van de grootste experimentele wetenschappers van de 17e eeuw, Robert Hooke of Britain, left een blijvende erfenis in disciplines zo divers als Natuurkunde, Architectuur, Astronomie, paleontologie, en biologie. Moderne microscopen, klokken en auto ‘ s dragen allemaal zijn afdruk, en een belangrijke wet van elasticiteit deelt nog steeds zijn naam.,Hooke werd op 18 juli 1634 als laatste van vier kinderen geboren in Freshwater, op het eiland Wight. Als kind leed hij aan een verwoestend geval van pokken, waardoor hij fysiek en emotioneel voor de rest van zijn leven getekend was. Een ongezond kind, Hooke groeide uit tot een gebochelde, bleke, magere, nerveuze hypochonder. Zijn vader, John Hooke, nam een actieve rol in de vroege opleiding Robert ‘ s totdat hij de Westminster School op de leeftijd van 13 na de zelfmoord van zijn vader., Na zijn afstuderen aan Westminster in 1648, Hooke eerst een opleiding bij kunstenaar Sir Peter Lely, en vervolgens ging hij naar Oxford University, waar hij ontmoette en studeerde bij een aantal van de grootste wetenschappers in Engeland. Hooke werd uiteindelijk een betaalde assistent voor de beroemde Ierse natuurkundige Robert Boyle en hielp bij het ontwikkelen van een werkende luchtpomp. Hij bleef in Boyle ‘ s laboratorium tot 1662, toen hij werd benoemd tot conservator van experimenten voor de Royal Society of London, een baan die het demonstreren van wetenschappelijke apparatuur en experimentele procedures tijdens wekelijkse bijeenkomsten van de hele Society met zich meebracht.,in 1663 werd Hooke officieel verkozen tot Fellow of the Royal Society en twee jaar later werd hij benoemd tot hoogleraar meetkunde aan het Gresham College. Deze laatste positie werd vergezeld door een suite van kamers op het college waar Hooke woonde en werkte voor de rest van zijn leven. Gedurende deze periode, Hooke ‘ s interesse in microscopie en astronomie steeg, en hij publiceerde Micrographia, zijn bekendste werk op het gebied van optische microscopie in 1665. Het jaar daarop publiceerde Hooke een boek over kometen, Cometa, waarin hij de kometen in 1664 en 1665 nauwkeurig observeerde., Na de dood van Henry Oldenburg in 1677 werd Hooke secretaris van de Royal Society.

Micrographia omvatte de eerste belangrijke observaties met behulp van een vroege microscoop uitgerust met samengestelde vergrotende lenzen en werd geïllustreerd door uitgebreide tekeningen (zijn fijn gedetailleerde tekening van een vlo is beroemd). Hooke observeerde een grote diversiteit aan organismen, waaronder insecten, sponzen, bryozoën, kiezelwieren en vogelveren., Misschien minder bekend, Hooke bedacht de term “cel” in een biologische context, zoals hij beschreef de microscopische structuur van kurk als een kleine kale kamer of monnik ‘ s cel in zijn historische ontdekking van plantencellen met celwanden. Hooke kon Antonie Philips Van Leeuwenhoek ‘ s verrassende waarnemingen van bacteriën en protozoën bevestigen, wat leidde tot de algemene acceptatie van de resultaten van de Nederlandse wetenschapper door de gevestigde wetenschappelijke gemeenschap., Hooke gaf veel de voorkeur aan zijn samengestelde microscopen en voerde geen substantieel aantal experimenten uit met microscopen in de stijl van Leeuwenhoek, en bekritiseerde deze eenvoudige instrumenten als beledigend voor zijn ogen.als de eerste die fossielen met een microscoop onderzocht, merkte Hooke de opmerkelijke overeenkomsten op tussen versteend hout en rot eikenhout, naast fossiele schelpen en levende weekdierschelpen., Deze observaties hielpen de wetenschap voorbij Aristoteles ‘ verkeerd begrepen idee dat fossielen gevormd en groeide met de aarde en alleen nagebootst levende dingen in de natuur, in plaats van de processen van speciatie, fossilisatie, evolutie en uitsterven. Hooke ‘ s archaïsche taal beschreef zeker processen die de mineralisatie van levend weefsel tot fossielen verklaren en zinspeelden op uitsterven en evolutie, twee en een halve eeuw voor Charles Darwin. Micrographia bevatte ook een golftheorie van licht, die de verspreiding van lichttrillingen vergeleek met golvende golven van water., Hooke volgde de publicatie met een reeks lezingen over licht aan de Royal Society en was de eerste die dunne filmfenomenen en de bijbehorende periodiciteit beschreef met behulp van membranen en dunne platen van mica. In 1672 merkte hij op dat licht loodrecht op de voortplantingsrichting trilt.omdat Hooke als eerste serieus rekening hield met het belang van het oplossend vermogen van optische apparatuur, ontwikkelde hij zowel de microscopie als de ontwikkeling van telescopen., Zijn bijdragen aan de evolutie van optische instrumenten omvatten vele innovaties aan de microscoop, geïllustreerd door de uitvinding van de samengestelde microscoop en de creatie van een ingenieus verlichtingssysteem. Hooke ontwikkelde een micrometer en was de eerste die telescoopvizieren toepaste op meetinstrumenten. Een refractometer om de brekingsindex van vloeistoffen te meten, de toevoeging van een spiraalvormig tandwiel om de instelling van telescopen aan te passen, het universele gewricht (van automobiel faam), het iris-diafragma, en een lens-slijpmachine zijn allemaal toe te schrijven aan deze Britse wetenschapper, cartograaf en muzikant.,Hooke was eindeloos gefascineerd door veren en merkte op dat wanneer een elastisch lichaam, zoals een veer, stress ondergaat, de vorm ervan verandert in verhouding tot de toegepaste stress. Na uitgebreide experimenten met diverse veren en spoelen merkte Hooke het verband op tussen uitbreiding en kracht, wat resulteerde in Hooke ‘ s wet die stelt dat de uitbreiding van een veer evenredig is met het gewicht dat eraan hangt—voor elke centimeter van compressie neemt de kracht met dezelfde hoeveelheid toe., Als de spanning op het lichaam een vooraf bepaald aantal bekend als de elastische limiet overschrijdt, zal het lichaam niet terugkeren naar zijn eerdere vorm zodra de stress is verwijderd. In vergelijkingsvorm wordt Hooke ‘ s wet uitgedrukt:

waarin F de weerstand is, A de verplaatsing en K de veerconstante.door de wetenschap achter spiraalveren uit te leggen, maakte de wet het gemakkelijker om veren in allerlei soorten technologie te gebruiken., Van auto-ophangingen tot speelgoedspeelgoed, tot intrekbare balpennen, de veren werden uiteindelijk fundamentele mechanische componenten, niet in het minst vanwege het baanbrekende werk van Hooke.het is onthullend om op te merken dat Hooke ‘ s wet twee jaar lang verborgen werd gehouden in een anagram om te voorkomen dat concurrerende wetenschappers beweren dat ze de spring law op eigen houtje hadden ontdekt. Hij beschreef de vondst voor het eerst in het anagram “cellinosssttuv”, wiens oplossing hij later publiceerde als “ut tension, SIC vis” wat zich vertaalt naar “As the extension, so the force.,”Door dit te doen, Hooke was in staat om prioriteit te claimen voor zijn doorbraak zonder de details te onthullen.als hij naar de sterren kijkt als de uitvinder van de reflecterende telescoop, is Hooke ‘ s onderneming in de astronomie de eerste gevolgtrekking van de rotatie van Jupiter en de beschrijving van zijn grote rode vlek. Hij observeerde ook de rotatie van Mars en Jupiter, probeerde parallax (het verschil in oriëntatie van een object bekeken langs 2 verschillende gezichtslijnen) te observeren en te beschrijven, en noteerde 1 van de vroegste voorbeelden van een dubbele ster., Als een van de eerste wetenschappers die een reflecterende telescoop bouwde en gebruikte, liet Hooke zien dat de aarde en de maan om de zon draaien in een elliptische baan in plaats van een cirkelvormige baan. Naast zijn volumineuze verwijzingen naar optische microscopie, omvat Micrographia nota’ s over de waarnemingen van de maankraters van Hookes en speculeert op hun oorsprong. Hij formuleerde de theorie van de planetaire beweging, als een probleem in de mechanica, die Isaac Newton naar zijn theorieën rond gravitatiewetten leidde., Hoewel zijn 20-jarige werk over zwaartekracht innovatief was, miste het een deel van de wiskundige verfijning van Newton, die al snel Hooke ‘ s theorieën en speculatie overschaduwde. Vroeg in hun respectievelijke carrière, de 2 prominente wetenschappers toonden een mate van respect voor 1 ander, met Newton het schrijven van een brief aan Hooke met de beroemde lijn, “als ik verder heb gezien is het door te staan op de schouders van reuzen.hoewel hij nooit een formele opleiding als architect had gehad, werd Hooke aangesteld als landmeter van Londen nadat de Grote Brand van 1666 de stad verwoestte., Door talrijke verbouwingsprojecten, waaronder het Royal Greenwich Observatory, Bethlem Royal Hospital en St.Paul ‘ s Cathedral, bewees hij zijn moed als ontwerper. In de Algemene reconstructie van de stad Londen stelde Hooke voor om de straten van de stad te herontwerpen op een rasterbaan met brede boulevards en kruisstraten, een blauwdruk die later werd gebruikt in Liverpool, Parijs en verschillende Amerikaanse steden.

Hooke deed veel aan Wetenschappen en Kunsten en wordt vaak aangeduid als de grondlegger van meteorologische wetenschappen (hij stelde voor om 0°C als vriespunt van water te zetten)., In Micrographia beschrijft hij instrumenten die hij ontwierp of verbeterde Voor het bevorderen van de opslag van wetenschappelijke kennis in weersystemen. Een van de toestellen gebruikte een wielbarometer om subtiele veranderingen in de stijging en daling van kwik te detecteren, waardoor een indicatie van de atmosferische barometrische druk werd gegeven. Andere weersgerelateerde uitvindingen waren de hygrometer voor het bepalen van de luchtvochtigheid en de anemometer voor het meten van de windsnelheid.Hooke was een van de eerste wetenschappers die beweerde dat Weersverschijnselen als orkanen en mist bijproducten zijn van dichtere lucht., Met ongewone vooruitziende blik stelde hij voor dat als dagelijkse weersinformatie werd samengesteld en geanalyseerd, het mogelijk zou zijn om het weer te voorspellen.Hooke was een pionier in de vroege geologie en was een expert in aardbevingen en ontwikkelde theorieën over verbranding. Hij was een zeer actieve uitvinder en innovator van een breed spectrum van wetenschappelijke instrumenten buiten zijn microscoop werk. Deze omvatten de moderne luchtpomp, veergestuurde horloges, een dieptegelmachine, een luchtpistool, rijtuigen, windmolens, een Telegraaf, een duikbel, landmeetapparatuur en verschillende niveaus en schalen., Hooke geloofde sterk dat instrumenten moesten worden gezien als uitbreidingen van de menselijke zintuigen.

in een goed voorbeeld van wetenschappelijke vindingrijkheid hielp Hooke een kritiek probleem voor zeevarenden oplossen: hoe een klok te gebruiken om de lengtegraad te bepalen op open zee. Schommelingen in de zwaartekracht van de aarde, temperatuurveranderingen en vochtigheid zouden fouten in het mechanisme van de klok veroorzaken, in het bijzonder de slinger, die op zwaartekracht vertrouwde voor zijn controle., Om met deze problemen om te gaan, reisde Hooke naar West-Indië (waar de zwaartekracht minder sterk is door de evenaar) en vond de beweging van de boot leidde tot meer fouten in de slinger swing van de klok. Om met deze obstakels om te gaan, creëerde hij contragewonden spiraal veren en dubbele balansen om te helpen compenseren de krachten die op de slinger. Door pure inventieve vaardigheid, Hooke was in staat om een zakhorloge te monteren met deze compenserende apparaten, het verdienen van de dankbaarheid van zeelieden.,historici hebben vaak melding gemaakt van de schurende kant van Hooke ‘ s persoonlijkheid, te beginnen met zijn eerste biograaf, Richard Waller, die schreef dat Hooke “verachtelijk, melancholisch, wantrouwig en jaloers was.”Die woorden beà nvloed andere schrijvers voor de komende 200 jaar, het vormen van een beeld van Hooke als een ongelukkige, egocentrische, onvriendelijke curmudgeon, een beeld overheersend in tal van boeken en diverse publicaties. Een schrijver ging zo ver om Hooke te beschrijven als” chagrijnig, jaloers, en wraakzuchtig, “en zelfs de meer sympathieke gebruikte woorden zoals” moeilijk, verdacht, en prikkelbaar.,het was pas na de publicatie van Hooke ‘ s diary in 1935 dat een andere kant van Hooke werd onthuld. In haar interpretatie van het dagboek schrijft Margaret Espinasse dat de voorstelling van Hooke als een sombere en jaloerse kluizenaar onjuist is. Na vrijwel vergeten te zijn in de 18e eeuw, werd Hooke ‘ s reputatie nieuw leven ingeblazen en na een lange periode van obscuriteit wordt hij nu naar behoren erkend met de erkenning als gevolg van 1 van de meest prominente wetenschappers van zijn tijd.

misschien is een van de redenen voor het gebrek aan erkenning van zijn prestaties de diversiteit en intensiteit van zijn werk., Door zich dun te verspreiden met een groot aantal projecten, verkenningen en experimenten vergat hij vaak de stappen te nemen, zoals publiceren, die nodig waren om de eer te krijgen voor zijn inspanningen.als Engelands versie van Leonardo Da Vinci leed Hookes reputatie ook enorm tijdens zijn leven als gevolg van geschillen over intellectuele eigendom en zijn schijnbare conflicten met andere vooraanstaande wetenschappers (die vaak veel meer invloed hadden in de Royal Society)., Als voorbeeld, Hooke botste met Christiaan Huygens over de veerregelaar, en hij had tal van gevechten met Isaac Newton, eerst over de optica in 1672 en vervolgens opnieuw in 1686 over de omgekeerde kwadratenwet van de zwaartekracht. Hij is nooit getrouwd, maar uit de dagboeken blijkt dat hij affecties voor anderen had. Tragisch genoeg stierf Hooke in 1703 zonder testament met 9.580 Pond op zijn naam. Zijn gezondheid was ernstig verslechterd gedurende de laatste 7 jaar van zijn leven, en hij werd geplaagd door een illustere carrière die sterk werd overschaduwd door zijn aartsvijand, Isaac Newton., Historici die Newton ’s Principia onderzoeken, en Hooke’ s betrokkenheid bij de vroege ontwikkeling van dit beroemde boek, hebben sindsdien een aantal achterstallige krediet opgeleverd. Helaas hebben Hooke ‘ s enige bekende portret en veel van zijn uitvindingen en papieren de eeuwen niet overleefd. Misschien is een groot deel van dit dilemma toe te schrijven aan Newton ‘ s totale minachting voor Hooke, die werd gemanifesteerd in tal van en legendarische pogingen om Robert Hooke uit te wissen van elke associatie met de Royal Society en zijn belangrijke bijdragen aan de wetenschap. Zelfs zijn graf blijft een mysterie., Zijn stoffelijk overschot werd opgegraven en herbegraven in de jaren 1800 in Noord-Londen, maar de precieze locatie is onbekend. Als zijn stoffelijk overschot wordt gevonden, zeggen ambtenaren van de City University in Londen dat ze de nieuwste gezichtsreconstructie technologie zullen gebruiken om Hooke een gezicht te geven, en daarmee, een deel van de erkenning die hij is geweigerd.

de Hooke Microscoop

hoewel Hooke zijn eigen microscopen niet maakte, was hij sterk betrokken bij het algemene ontwerp en de optische kenmerken., De microscopen werden eigenlijk gemaakt door de Londense instrumentenmaker Christopher Cock, die veel succes genoot vanwege de populariteit van dit microscoop ontwerp en Hooke ‘ s boek. De Hooke microscoop deelde verschillende gemeenschappelijke kenmerken met telescopen uit die periode: een oogopening om de juiste afstand tussen het oog en het oculair te behouden, aparte trekbuizen voor scherpstelling, en een kogel-en contactverbinding voor het hellend maken van het lichaam. De microscoop body tube is gemaakt van hout en/of karton en bedekt met fijn leer. Toen de draw tubes volledig gesloten waren, werd de microscoop 6 inch lang gemeten., Hoewel het vakmanschap en het ontwerp van deze microscoop uitstekend was, leed het aan een slecht uitgevoerd scherpstelmechanisme dat zeer snel en ongelijk zou dragen.