Robert Hooke (1635-1703)
Robert Hooke (1635-1703)
być może jeden z największych naukowców eksperymentalnych XVII wieku wieku, Robert Hooke z Wielkiej Brytanii, pozostawił trwałe dziedzictwo w dyscyplinach tak różnorodnych, jak Fizyka, Architektura, Astronomia, Paleontologia i biologia. Współczesne mikroskopy, zegary i samochody noszą jego piętno, a ważne prawo elastyczności wciąż dzieli jego imię.,
Hooke urodził się jako ostatnie z czworga dzieci pastora 18 lipca 1634 roku w Freshwater, na wyspie Wight. Jako dziecko cierpiał na niszczycielską ospę, która pozostawiła go fizycznie i emocjonalnie bliznami do końca życia. Hooke, niezdrowe dziecko, wyrósł na garbatego, bladego, chudego, nerwowego hipochondryka. Jego ojciec, John Hooke, brał aktywny udział w wczesnej edukacji Roberta, dopóki nie wstąpił do Westminster School w wieku 13 lat po samobójstwie ojca., Po ukończeniu Westminsteru w 1648 roku, Hooke najpierw odbył praktykę u artysty Sir Petera Lely' ego, a następnie wstąpił na Uniwersytet Oksfordzki, gdzie poznał i studiował pod kierunkiem jednych z największych naukowców w Anglii. Hooke ostatecznie został płatnym asystentem znanego irlandzkiego fizyka Roberta Boyle ' a i pomógł opracować działającą pompę powietrza. Pozostał w laboratorium Boyle ' a do 1662 roku, kiedy został kustoszem eksperymentów dla Royal Society of London, praca, która wiązała się z demonstracją sprzętu naukowego i procedur eksperymentalnych podczas cotygodniowych spotkań całego Towarzystwa.,
w 1663 roku Hooke został oficjalnie wybrany członkiem Royal Society, a dwa lata później otrzymał nominację na profesora geometrii w Gresham College. Ta ostatnia Pozycja towarzyszyła apartamentowi w college ' u, w którym Hooke mieszkał i pracował do końca życia. W tym okresie zainteresowanie Hooke ' a mikroskopią i astronomią wzrosło, a w 1665 opublikował Micrographia, swoją najbardziej znaną pracę na temat mikroskopii optycznej. W następnym roku Hooke opublikował tom poświęcony kometom, Cometa, szczegółowo opisując jego dokładne obserwacje komet z lat 1664 i 1665., Po śmierci Henryka Oldenburga w 1677 roku Hooke objął stanowisko sekretarza Towarzystwa Królewskiego, które zajmował przez następne 16 lat.
Mikrografia obejmowała pierwszy ważny zestaw obserwacji przy użyciu wczesnego mikroskopu wyposażonego w złożone soczewki powiększające i została zilustrowana wyszukanymi rysunkami (słynny jest jego precyzyjny rysunek pchły). Hooke zaobserwował dużą różnorodność organizmów, w tym owadów, gąbek, mszywiołów, okrzemek i ptasich piór., Być może mniej znany, Hooke ukuł termin „komórka” w kontekście biologicznym, ponieważ opisał mikroskopijną strukturę korka, jak malutki goły pokój lub komórka mnicha w swoim przełomowym odkryciu komórek roślinnych ze ścianami komórkowymi. Hooke był w stanie potwierdzić zaskakujące obserwacje Antonie Philipsa van Leeuwenhoeka dotyczące bakterii i pierwotniaków, co doprowadziło do powszechnej akceptacji wyników holenderskiego naukowca przez uznaną społeczność naukową., Hooke, znacznie preferując mikroskopy złożone, nie przeprowadził dużej liczby eksperymentów z mikroskopami w stylu Leeuwenhoeka i skrytykował te proste Instrumenty jako obraźliwe dla jego oczu.
jako pierwszy zbadał skamieniałości za pomocą mikroskopu, Hooke zauważył niezwykłe podobieństwa między skamieniałym drewnem i zgniłym drewnem dębowym, a skamieniałymi muszlami i żywymi muszlami mięczaków., Obserwacje te pomogły przenieść naukę poza błędne przekonanie Arystotelesa, że skamieniałości formowały się i rosły wraz z ziemią i naśladowały tylko żywe istoty w przyrodzie, a nie procesy specjacji, skamieniałości, ewolucji i wymierania. Archaiczny język Hooke ' a z pewnością opisywał procesy wyjaśniające mineralizację żywych tkanek w skamieniałości i sugerujące wymieranie i ewolucję, dwa i pół wieku przed Karolem Darwinem. Mikrografia obejmowała również falową teorię światła, która porównywała rozprzestrzenianie się drgań świetlnych do fal falujących wody., Hooke następnie opublikował serię wykładów na temat światła dla Royal Society i był pierwszym, który opisał zjawiska cienkiej folii i związanej z nimi periodyczności przy użyciu membran i cienkich płyt Miki. W 1672 roku zauważył, że światło wibruje prostopadle do kierunku jego propagacji.
będąc pierwszym, który poważnie rozważył znaczenie mocy rozdzielczej sprzętu optycznego, Hooke rozwinął zarówno mikroskopię, jak i rozwój teleskopów., Jego wkład w ewolucję instrumentów optycznych obejmuje wiele innowacji w mikroskopie, czego przykładem jest wynalezienie mikroskopu złożonego i stworzenie pomysłowego systemu oświetlenia. Hooke opracował mikrometr i jako pierwszy zastosował celowniki teleskopowe do przyrządów pomiarowych. Refraktometr do pomiaru współczynnika załamania cieczy, dodanie spiralnego koła zębatego do regulacji ustawienia teleskopów, przegub uniwersalny (samochodowej sławy), przepona tęczówki i Szlifierka soczewek są przypisane temu brytyjskiemu naukowcowi, kartografowi i muzykowi.,
gdzie F jest siłą oporu, A jest przesunięciem, A K stałą sprężynową.
wyjaśniając nauki stojące za sprężyny śrubowe, prawo ułatwiło stosowanie sprężyn we wszystkich technologiach., Od zawieszeń samochodowych, przez zabawki na placu zabaw, po wysuwane długopisy, sprężyny stały się podstawowymi elementami mechanicznymi, w dużej mierze dzięki pionierskiej pracy wykonanej przez Hooke ' a.
ujawnia się fakt, że Prawo Hooke ' a zostało ukryte w anagramie przez 2 lata, aby uniemożliwić konkurującym naukowcom twierdzenie, że sami odkryli prawo wiosny. Po raz pierwszy opisał to odkrycie w anagramie „ceiinosssttuv”, którego rozwiązanie opublikował później jako „ut tension, sic vis”, co tłumaczy się jako ” jako rozciągnięcie, więc siła.,”Robiąc to, Hooke był w stanie uznać swój przełom za priorytet bez ujawniania szczegółów.
patrząc w kierunku gwiazd jako wynalazca teleskopu refleksyjnego, Hooke zajął się astronomią, m.in. pierwszym wnioskowaniem o rotacji Jowisza i opisem jego Wielkiej Czerwonej Plamy. Obserwował również obrót Marsa i Jowisza, próbował zaobserwować i opisać paralaksę (różnicę orientacji obiektu oglądanego wzdłuż 2 różnych linii widzenia), a także odnotował jeden z najwcześniejszych przykładów gwiazdy podwójnej., Jeden z pierwszych naukowców, którzy zbudowali i użyli teleskopu refleksyjnego, Hooke pokazał, że Ziemia i księżyc okrążają słońce w eliptycznej, a nie kołowej ścieżce. Oprócz obszernych odniesień do mikroskopii optycznej, Micrographia zawiera notatki na temat obserwacji kraterów księżycowych Hookesa i spekuluje na temat ich pochodzenia. Sformułował teorię ruchu planetarnego, jako problem w mechanice, co doprowadziło Isaaca Newtona do jego teorii dotyczących praw grawitacyjnych., Chociaż jego 20-letnia praca nad grawitacją była innowacyjna, brakowało w niej trochę matematycznego wyrafinowania Newtona, co szybko przysłoniło teorie i spekulacje Hooke ' a. Na początku swojej kariery, dwóch wybitnych naukowców wykazywało szacunek dla 1 innego, z Newtonem piszącym list do Hooke ' a ze słynną linią: „jeśli widziałem dalej, to stojąc na ramionach olbrzymów.”
chociaż nigdy nie miał formalnego wykształcenia jako architekt, Hooke został mianowany geodetą Londynu po wielkim pożarze w 1666 roku, który zniszczył miasto., Dzięki licznym projektom przebudowy, w tym Royal Greenwich Observatory, Bethlem Royal Hospital i St. Paul ' s Cathedral, udowodnił swoją odwagę jako projektant. Hooke zaproponował przebudowę ulic miasta w układzie siatkowym z szerokimi bulwarami i skrzyżowanymi ulicami, co później zostało wykorzystane w Liverpoolu, Paryżu i kilku miastach USA.
Hooke interesował się szeroko naukami i sztuką i jest często określany jako twórca Nauk meteorologicznych (zaproponował ustawienie 0°C jako punktu zamarzania wody)., W Micrographia opisuje instrumenty, które zaprojektował lub ulepszył w celu zwiększenia zapasów wiedzy naukowej do systemów pogodowych. Jedno z urządzeń wykorzystywało barometr kołowy do wykrywania subtelnych zmian wzrostu i spadku rtęci, dając w ten sposób wskazanie atmosferycznego ciśnienia barometrycznego. Inne wynalazki związane z pogodą obejmowały higrometr do określania wilgotności i anemometr do pomiaru prędkości wiatru.
Hooke był jednym z pierwszych naukowców, którzy twierdzili, że takie zjawiska pogodowe jak huragany i mgły są produktami ubocznymi gęstszego powietrza., Z niezwykłą dalekowzrocznością zasugerował, że gdyby codzienne informacje o pogodzie były zbierane i analizowane, możliwe byłoby przewidywanie pogody.
jako pionier wczesnej geologii, Hooke był ekspertem od trzęsień ziemi i opracował teorie spalania. Był bardzo aktywnym wynalazcą i innowatorem szerokiego spektrum instrumentów naukowych poza pracą mikroskopową. Należą do nich nowoczesna pompa powietrza, zegarki napędzane sprężyną, maszyna do badania głębokości, pistolet pneumatyczny, Wózki, wiatraki, telegraf, dzwon nurkowy, sprzęt geodezyjny oraz różne poziomy i wagi., Hooke mocno wierzył, że instrumenty powinny być postrzegane jako rozszerzenia ludzkich zmysłów.
Hooke jako doskonały przykład pomysłowości naukowej pomógł rozwiązać krytyczny problem dla marynarzy: jak używać zegara do określania długości geograficznej na otwartym morzu. Wahania grawitacji Ziemi, zmiany temperatury i wilgotności spowodowałyby błędy w mechanizmie zegara, zwłaszcza wahadła, które polegało na grawitacji do jego sterowania., Aby poradzić sobie z tymi problemami, Hooke udał się do Indii Zachodnich (gdzie grawitacja jest mniej silna przez równik) i odkrył, że ruch łodzi doprowadził do większej liczby błędów w wahadłowym huśtawce zegara. Aby poradzić sobie z tymi przeszkodami, stworzył przeciwstawne sprężyny spiralne i podwójne balansy, aby zrównoważyć siły działające na wahadło. Dzięki pomysłowym umiejętnościom Hooke był w stanie zmontować Zegarek Kieszonkowy zawierający te kompensacyjne urządzenia, zdobywając wdzięczność marynarzy.,
historycy często wspominają o szorstkiej stronie osobowości Hooke' a, począwszy od jego pierwszego biografa, Richarda Wallera, który napisał, że Hooke był „nikczemny, melancholijny, nieufny i zazdrosny.”Te słowa wywarły wpływ na innych pisarzy przez następne 200 lat, tworząc obraz Hooke' a jako nieszczęśliwego, egocentrycznego, nieprzyjaznego curmudgeona, obraz rozpowszechniony w licznych książkach i różnych publikacjach. Jeden z pisarzy posunął się tak daleko, że opisał Hooke 'a jako” kanciastego, zazdrosnego i mściwego”, a nawet bardziej sympatycznego używającego słów takich jak „trudny, podejrzliwy i drażliwy.,”
dopiero Publikacja pamiętnika Hooke 'a w 1935 roku ujawniła kolejną stronę Hooke' a. W swojej interpretacji pamiętnika Margaret Espinasse pisze, że przedstawienie Hooke ' a jako ponurego i zazdrosnego pustelnika jest fałszywe. Po tym, jak został praktycznie zapomniany w XVIII wieku, reputacja Hooke ' a została przywrócona i po długim okresie zapomnienia jest teraz należycie uznawany za jednego z najwybitniejszych naukowców swojej epoki.
być może jednym z powodów wcześniejszego braku uznania jego osiągnięć jest różnorodność i intensywność jego twórczości., Rozprzestrzeniając się za pomocą ogromnej liczby projektów, poszukiwań i eksperymentów, często zaniedbywał podjęcie kroków, takich jak publikowanie, które były konieczne, aby otrzymać należne uznanie za jego wysiłki.
jako angielska wersja Leonarda da Vinci, reputacja Hooke ' a również znacznie ucierpiała podczas jego życia z powodu sporów dotyczących własności intelektualnej i jego widocznych konfliktów z innymi wybitnymi naukowcami (którzy często mieli znacznie większy wpływ w Royal Society)., Jako przykład Hooke zderzył się z Christiaanem Huygensem o Regulator sprężynowy i stoczył liczne walki z Izaakiem Newtonem, najpierw o optykę w 1672 roku, a następnie ponownie w 1686 roku o odwrotne kwadratowe prawo grawitacji. Nigdy się nie ożenił, ale zapiski z pamiętnika ujawniają, że miał uczucia do innych. Tragicznie, Hooke zmarł w 1703 roku z 9580 funtów na swoje nazwisko. Jego zdrowie poważnie pogorszyło się w ciągu ostatnich 7 lat jego życia i był nękany znamienitą karierą, która została znacznie przyćmiona przez jego śmiertelnego wroga, Isaaca Newtona., Historycy badający Principię Newtona i zaangażowanie Hooke ' a we wczesny rozwój tego słynnego tomu, od tego czasu uzyskali pewne zaległe uznanie. Niestety, jedyny znany portret Hooke ' a i wiele jego wynalazków i dokumentów nie przetrwało wieków. Być może sporą część tego dylematu można przypisać całkowitej pogardzie Newtona dla Hooke' a, co przejawiało się w licznych i legendarnych próbach usunięcia Roberta Hooke ' a z jakiegokolwiek związku z Royal Society i jego znaczącym wkładem w naukę. Nawet jego grób pozostaje tajemnicą., Jego szczątki zostały ekshumowane i ponownie pochowane w 1800 roku w północnym Londynie, ale dokładna lokalizacja nie jest znana. Jeśli jego szczątki zostaną znalezione, urzędnicy Z City University w Londynie twierdzą, że użyją najnowszej technologii rekonstrukcji twarzy, aby nadać Hooke ' owi twarz, a wraz z nią część uznania, które mu odmówiono.
Mikroskop Hooke ' a
chociaż Hooke nie stworzył własnych mikroskopów, był mocno zaangażowany w ogólną konstrukcję i charakterystykę optyczną., Mikroskopy zostały wykonane przez londyńskiego instrumentalistę Christophera cocka, który cieszył się dużym powodzeniem ze względu na popularność tego projektu mikroskopu i książki Hooke ' a. Mikroskop Hooke ' a dzielił kilka wspólnych cech z teleskopami z tego okresu: en eyecup, aby utrzymać prawidłową odległość Między okiem a okularem, oddzielne rurki do ustawiania ostrości oraz złącze kulowe i gniazdowe do pochylania ciała. Rurka korpusu mikroskopu została wykonana z drewna i / lub tektury i pokryta drobną skórą. Kiedy probówki były całkowicie zamknięte mikroskop mierzył 6 cali długości., Chociaż rzemiosło i konstrukcja tego mikroskopu były doskonałe, cierpiał on na słabo wykonany mechanizm ogniskowania, który miał tendencję do zużywania się bardzo szybko i nierównomiernie.