Robert Hooke: Physics, Architecture, Astronomy, Paleontology, Biology (Deutsch)

Robert Hooke (1635-1703) hat vielleicht einen der größten experimentellen Wissenschaftler des 17.architektur, Astronomie, Paläontologie und Biologie. Moderne Mikroskope, Uhren und Automobile prägen ihn, und ein wichtiges Gesetz der Elastizität teilt immer noch seinen Namen.,

Hooke wurde als letztes von vier Kindern eines Ministers am 18. Juli 1634 in Freshwater auf der Isle of Wight geboren. Als Kind litt er an einem verheerenden Fall von Pocken, der ihn für den Rest seines Lebens körperlich und emotional vernarbte. Ein ungesundes Kind, Hooke wuchs in einen buckligen, blass, dünn, nervös hypochondrisch. Sein Vater, John Hooke, nahm eine aktive Rolle in Roberts Früherziehung ein, bis er im Alter von 13 Jahren nach dem Selbstmord seines Vaters in die Westminster School eintrat., Nach seinem Abschluss in Westminster im Jahr 1648 führte Hooke zunächst eine Lehre beim Künstler Sir Peter Lely durch und trat dann an die Oxford University ein, wo er einige der größten Wissenschaftler Englands traf und studierte. Hooke wurde schließlich ein bezahlter Assistent für den renommierten irischen Physiker Robert Boyle und half bei der Entwicklung einer funktionierenden Luftpumpe. Er blieb bis 1662 in Boyles Labor, als er zum Kurator von Experimenten für die Royal Society of London ernannt wurde, eine Aufgabe, die die Demonstration wissenschaftlicher Geräte und experimenteller Verfahren während wöchentlicher Treffen der gesamten Gesellschaft zur Folge hatte.,

Im Jahr 1663 wurde Hooke offiziell zum Fellow der Royal Society gewählt, und 2 Jahre später erhielt er eine Ernennung zum Professor für Geometrie am Gresham College. Die letztere Position wurde von einer Suite von Zimmern am College begleitet, wo Hooke lebte und arbeitete für den Rest seines Lebens. Während dieser Zeit wuchs Hookes Interesse an Mikroskopie und Astronomie und er veröffentlichte 1665 Micrography, seine bekannteste Arbeit zur optischen Mikroskopie. Im nächsten Jahr veröffentlichte Hooke einen Band über Kometen, Cometa, der seine genaue Beobachtung der Kometen in den Jahren 1664 und 1665 beschreibt., Nach Henry Oldenburgs Tod 1677 wurde Hooke zum Sekretär der Royal Society ernannt, die er für die nächsten 16 Jahre innehatte.

Die Mikrographie umfasste die ersten wichtigen Beobachtungen mit einem frühen Mikroskop, das mit zusammengesetzten Vergrößerungslinsen ausgestattet war, und wurde durch aufwendige Zeichnungen illustriert (seine fein detaillierte Zeichnung eines Flohs ist berühmt). Hooke beobachtete eine große Vielfalt von Organismen, darunter Insekten, Schwämme, Bryozoen, Kieselalgen und Vogelfedern., Vielleicht weniger bekannt, prägte Hooke den Begriff „Zelle“ in einem biologischen Kontext, als er die mikroskopische Struktur von Kork wie einen winzigen nackten Raum oder eine Mönchszelle in seiner wegweisenden Entdeckung von Pflanzenzellen mit Zellwänden beschrieb. Hooke konnte Antonie Philips van Leeuwenhoeks überraschende Beobachtungen von Bakterien und Protozoen bestätigen, was zur allgemeinen Akzeptanz der Ergebnisse des niederländischen Wissenschaftlers durch die etablierte wissenschaftliche Gemeinschaft führte., Hooke, der seine Verbundmikroskope sehr bevorzugte, führte keine wesentliche Anzahl von Experimenten mit Mikroskopen im Leeuwenhoek-Stil durch und kritisierte diese einfachen Instrumente als beleidigend für seine Augen.

Als erster, der Fossilien mit einem Mikroskop untersuchte, bemerkte Hooke die bemerkenswerten Ähnlichkeiten zwischen versteinertem Holz und faulem Eichenholz neben versteinerten Muscheln und lebenden Weichtierschalen., Diese Beobachtungen trugen dazu bei, die Wissenschaft an Aristoteles ‚ missverstandener Vorstellung vorbei zu bringen, dass Fossilien mit der Erde entstanden und gewachsen sind und nur Lebewesen in der Natur imitierten, anstatt die Prozesse der Speziation, Versteinerung, Evolution und Aussterben. Hookes archaische Sprache beschrieb sicherlich Prozesse, die die Mineralisierung von lebendem Gewebe in Fossilien erklärten und auf das Aussterben und die Evolution hindeuteten, zweieinhalb Jahrhunderte vor Charles Darwin. Die Mikrographie umfasste auch eine Wellentheorie des Lichts, die die Ausbreitung von Lichtschwingungen mit wellenförmigen Wasserwellen verglich., Hooke folgte der Veröffentlichung mit einer Reihe von Vorträgen über Licht für die Royal Society und war der erste, der Dünnschichtphänomene und die damit verbundene Periodizität unter Verwendung von Membranen und dünnen Glimmerplatten beschrieb. 1672 stellte er fest, dass Licht senkrecht zur Ausbreitungsrichtung vibriert.

Als erster, der die Bedeutung der Auflösungskraft optischer Geräte ernsthaft in Betracht zog, entwickelte Hooke sowohl die Mikroskopie als auch die Entwicklung von Teleskopen., Seine Beiträge zur Entwicklung optischer Instrumente umfassen viele Innovationen am Mikroskop, die durch die Erfindung des Verbundmikroskops und die Schaffung eines ausgeklügelten Beleuchtungssystems veranschaulicht werden. Hooke entwickelte ein Mikrometer und war der erste, der Teleskopvisiere auf Vermessungsinstrumente anwendete. Ein Refraktometer zur Messung des Brechungsindex von Flüssigkeiten, das Hinzufügen eines Spiralgetriebes zur Einstellung der Teleskope, das Universalgelenk (von Automobilruhm), die Irisblende und eine Linsenschleifmaschine sind allesamt diesem britischen Wissenschaftler, Kartographen und Musiker zuzuschreiben.,

Durch die Erklärung der Wissenschaft hinter Schraubenfedern machte das Gesetz es einfacher, Federn in allen Arten von Technologie zu verwenden., Von Automobilaufhängungen über Spielzeugspielzeug bis hin zu einziehbaren Kugelschreibern wurden Federn aufgrund der Pionierarbeit von Hooke schließlich zu mechanischen Grundkomponenten.

Es ist aufschlussreich zu bemerken, dass Hookes Gesetz 2 Jahre lang in einem Anagramm verborgen war, um zu verhindern, dass konkurrierende Wissenschaftler behaupten, das Frühlingsgesetz selbst entdeckt zu haben. Er beschrieb zuerst den Befund im Anagramm „ceiiinosssttuv“, dessen Lösung er später als „Ut tension, sic vis“ veröffentlichte, was übersetzt „Als Erweiterung, also die Kraft“ bedeutet.,“Dabei konnte Hooke Priorität für seinen Durchbruch beanspruchen, ohne die Details preiszugeben.

Mit Blick auf die Sterne als Erfinder des reflektierenden Teleskops schließen Hookes Unternehmungen in der Astronomie die erste Schlussfolgerung auf die Rotation des Jupiter und die Beschreibung seines Großen Roten Flecks ein. Er beobachtete auch die Rotation von Mars und Jupiter, versuchte, Parallaxe zu beobachten und zu beschreiben (die Orientierungsdifferenz eines Objekts, das entlang zweier verschiedener Sichtlinien betrachtet wird), und notierte 1 der frühesten Beispiele eines Doppelsterns., Als einer der ersten Wissenschaftler, der ein reflektierendes Teleskop baute und verwendete, zeigte Hooke, dass Erde und Mond die Sonne eher elliptisch als kreisförmig umkreisen. Zusätzlich zu seinen umfangreichen Verweisen auf die optische Mikroskopie enthält die Mikrographie Notizen zu Hookes‘ Beobachtungen von Mondkratern und spekuliert über deren Herkunft. Er formulierte die Theorie der Planetenbewegung als ein Problem in der Mechanik, das Isaac Newton zu seinen Theorien über Gravitationsgesetze führte., Obwohl seine 20-jährige Arbeit an der Schwerkraft innovativ war, fehlte ihr etwas von der mathematischen Raffinesse Newtons, was Hookes Theorien und Spekulationen schnell überschattete. Früh in ihrer jeweiligen Karriere, die 2 prominente Wissenschaftler zeigten ein Maß an Respekt für 1 andere, mit Newton einen Brief an Hooke mit der berühmten Zeile schreiben, „Wenn ich weiter gesehen habe, ist es auf den Schultern von Riesen stehen.“

Obwohl er nie eine formale Ausbildung als Architekt hatte, wurde Hooke zum Vermesser von London ernannt, nachdem der Große Brand von 1666 die Stadt verwüstet hatte., Durch zahlreiche Wiederaufbauprojekte, darunter das Royal Greenwich Observatory, das Bethlem Royal Hospital und die St. Paul ‚ s Cathedral, bewies er seinen Mut als Designer. Bei der Gesamtrekonstruktion der City of London schlug Hooke vor, die Straßen der Stadt in einem Raster mit breiten Boulevards und Querstraßen neu zu gestalten, eine Blaupause, die später in Liverpool, Paris und mehreren US-Städten verwendet wurde.

Hooke versuchte sich in den Wissenschaften und Künsten und wird oft als Begründer der meteorologischen Wissenschaften bezeichnet (er schlug vor, 0°C als Gefrierpunkt von Wasser festzulegen)., In der Mikrographie beschreibt er Instrumente, die er entweder entworfen oder verbessert hat, um den Speicher wissenschaftlicher Erkenntnisse in Wettersysteme voranzutreiben. Eines der Geräte verwendete ein Radbarometer, um subtile Veränderungen im Anstieg und Abfall von Quecksilber zu erkennen, wodurch ein Hinweis auf den atmosphärischen Luftdruck gegeben wurde. Andere wetterbezogene Erfindungen umfassten das Hygrometer zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit und das Anemometer zur Messung der Windgeschwindigkeit.

Hooke war einer der ersten Wissenschaftler, der behauptete, dass Wetterphänomene wie Hurrikane und Nebel Nebenprodukte dichterer Luft sind., Mit ungewöhnlicher Voraussicht schlug er vor, dass es möglich sein könnte, das Wetter vorherzusagen, wenn tägliche Wetterinformationen zusammengestellt und analysiert würden.

Als Pionier der frühen Geologie war Hooke Experte für Erdbeben und entwickelte Verbrennungstheorien. Er war ein sehr aktiver Erfinder und Innovator eines breiten Spektrums wissenschaftlicher Instrumente, das über seine Mikroskoparbeit hinausging. Dazu gehören die moderne Luftpumpe, federgetriebene Uhren, eine tiefenklingende Maschine, ein Luftgewehr, Kutschen, Windmühlen, ein Telegraph, eine Tauchglocke, Vermessungsausrüstung und verschiedene Ebenen und Skalen., Hooke glaubte fest daran, dass Instrumente als Erweiterungen der menschlichen Sinne angesehen werden sollten.

In einem Paradebeispiel für wissenschaftlichen Einfallsreichtum half Hooke, ein kritisches Problem für Seeleute zu lösen: Wie man eine Uhr benutzt, um die Länge auf offener See zu bestimmen. Schwankungen in der Schwerkraft der Erde, Temperaturänderungen und Feuchtigkeit würden Fehler im Mechanismus der Uhr verursachen, insbesondere im Pendel, das sich zur Steuerung auf die Schwerkraft stützte., Um diese Probleme zu lösen, reiste Hooke nach Westindien (wo die Schwerkraft am Äquator weniger stark ist) und stellte fest, dass die Bewegung des Bootes zu mehr Fehlern im Pendelschwung der Uhr führte. Um mit diesen Hindernissen umzugehen, schuf er Gegenwindspiralfedern und Doppelwaagen, um die auf das Pendel wirkenden Kräfte auszugleichen. Durch bloße erfinderische Fähigkeiten konnte Hooke eine Taschenuhr zusammenbauen, die diese Ausgleichsgeräte enthielt, die Dankbarkeit der Seeleute verdienen.,

Historiker haben häufig die abrasive Seite von Hookes Persönlichkeit erwähnt, beginnend mit seinem ersten Biographen Richard Waller, der schrieb, dass Hooke „verabscheuungswürdig, melancholisch, misstrauisch und eifersüchtig“ sei.“Diese Worte beeinflussten andere Schriftsteller für die nächsten 200 Jahre und bildeten ein Bild von Hooke als unglücklichem, egozentrischem, unfreundlichem Curmudgeon, ein Bild, das in zahlreichen Büchern und verschiedenen Publikationen vorherrschte. Ein Schriftsteller ging so weit, Hooke als „bösartig, neidisch und rachsüchtig“ zu beschreiben, und sogar die sympathischeren verwendeten Wörter wie „schwierig, misstrauisch und reizbar.,“

Erst mit der Veröffentlichung von Hookes Tagebuch im Jahr 1935 wurde eine andere Seite von Hooke enthüllt. In ihrer Interpretation des Tagebuchs schreibt Margaret Espinasse, dass die Darstellung von Hooke als morose und neidische Einsiedlerin falsch ist. Jahrhundert praktisch vergessen wurde, wurde Hookes Ruf wiederbelebt und nach einer längeren Zeit der Dunkelheit wird er nun gebührend mit der Anerkennung durch einen der prominentesten Wissenschaftler seiner Zeit ausgezeichnet.

Vielleicht ist ein Grund für die vorherige mangelnde Anerkennung seiner Leistungen die Vielfalt und Intensität seiner Arbeit., Indem er sich mit einer Vielzahl von Projekten, Erkundungen und Experimenten dünn machte, vernachlässigte er häufig die Schritte, wie das Veröffentlichen, die notwendig waren, um die gebührende Anerkennung für seine Bemühungen zu erhalten.

Als Englands Version von Leonardo da Vinci litt Hookes Ruf auch zu Lebzeiten unter Streitigkeiten über geistiges Eigentum und seinen offensichtlichen Konflikten mit anderen prominenten Wissenschaftlern (die oft viel mehr Einfluss in der Royal Society hatten)., Als Beispiel, Hooke kollidierte mit Christiaan Huygens über den Spring Regulator, und er hatte zahlreiche Schlachten mit Isaac Newton, zuerst über Optik im Jahre 1672 und dann wieder im Jahre 1686 über das umgekehrte Quadrat Gesetz der Gravitation. Er hat nie geheiratet, aber Tagebucheinträge zeigen, dass er Zuneigung zu anderen hatte. Tragisch, Hooke starb intestate in 1703 mit 9,580 Pfund zu seinem Namen. Seine Gesundheit hatte sich in den letzten 7 Jahren seines Lebens stark verschlechtert, und er wurde von einer illustren Karriere geplagt, die von seinem Todfeind Isaac Newton stark überschattet wurde., Historiker, die Newtons Principia untersuchen, und Hookes Beteiligung an der frühen Entwicklung dieses berühmten Bandes, haben seitdem einige überfällige Kredite ergeben. Leider haben Hookes einziges bekanntes Porträt und viele seiner Erfindungen und Papiere die Jahrhunderte nicht überlebt. Vielleicht ist ein guter Teil dieses Dilemmas auf Newtons völlige Verachtung für Hooke zurückzuführen, die sich in zahlreichen und legendären Versuchen manifestierte, Robert Hooke aus jeder Verbindung mit der Royal Society und seinen bedeutenden Beiträgen zur Wissenschaft auszulöschen. Auch sein Grab bleibt ein Rätsel., Seine Überreste wurden exhumiert und in den 1800er Jahren in Nord-London begraben, aber der genaue Ort ist unbekannt. Wenn seine Überreste gefunden werden, sagen Beamte der City University in London, dass sie die neueste Gesichtsrekonstruktionstechnologie verwenden werden, um Hooke ein Gesicht zu geben, und damit einen Teil der Anerkennung, die ihm verweigert wurde.

Das Hooke-Mikroskop

Obwohl Hooke keine eigenen Mikroskope herstellte, beschäftigte er sich intensiv mit dem Gesamtdesign und den optischen Eigenschaften., Die Mikroskope wurden tatsächlich vom Londoner Instrumentenbauer Christopher Cock hergestellt, der aufgrund der Beliebtheit dieses Mikroskopdesigns und Hookes Buches großen Erfolg hatte. Das Hooke-Mikroskop teilte mehrere gemeinsame Merkmale mit Teleskopen aus dieser Zeit: en Augenmuschel, um den richtigen Abstand zwischen Auge und Okular aufrechtzuerhalten, separate Zugröhren zum Fokussieren und ein Kugel-und Sockelgelenk zum Neigen des Körpers. Das Mikroskop-Körperrohr wurde aus Holz und/oder Pasteboard gefertigt und mit feinem Leder bezogen. Als die Zugröhren vollständig geschlossen waren, maß das Mikroskop 6 Zoll lang., Obwohl die Handwerkskunst und das Design dieses Mikroskops ausgezeichnet waren, litt es unter einem schlecht ausgeführten Fokussiermechanismus, der dazu neigt, sich sehr schnell und ungleichmäßig zu tragen.