Robert Hooke: fysik, Arkitektur, Astronomi, paleontologi, biologi

kanske en av de största experimentella forskarna i 1700-talet, Robert Hooke of Britain, lämnade ett bestående arv i discipliner så olika som fysik, Arkitektur, Astronomi, paleontologi och biologi. Moderna mikroskop, klockor och bilar bär alla hans avtryck, och en viktig lag om elasticitet delar fortfarande sitt namn.,

Hooke föddes den sista av fyra barn till en minister den 18 juli 1634, på Freshwater, på Isle of Wight. Som barn led han av ett förödande fall av smittkoppor som lämnade honom fysiskt och känslomässigt ärrad för resten av sitt liv. Ett ohälsosamt barn, Hooke växte till en hunchbacked, blek, mager, nervös hypokondriac. Hans far, John Hooke, tog en aktiv roll i Roberts tidiga utbildning tills han gick in i Westminster School vid 13 års ålder efter sin fars självmord., Efter examen från Westminster 1648, Hooke första genomfördes en lärlingsutbildning med konstnären Sir Peter Lely, och sedan in Oxford University, där han träffade och studerade under några av de största vetenskapsmännen i England. Hooke blev så småningom en betald assistent för den berömda irländska fysikern Robert Boyle och hjälpte till att utveckla en fungerande luftpump. Han stannade kvar i Boyles laboratorium fram till 1662, då han blev intendent för experiment för Royal Society of London, ett jobb som medförde demonstration av vetenskaplig utrustning och experimentella förfaranden under veckomöten i hela samhället.,Hooke blev 1663 officiellt vald till kamrat i Royal Society, och två år senare fick han anställning som professor i geometri vid Gresham College. Den senare positionen åtföljdes av en svit av rum på college där Hooke bodde och arbetade för resten av sitt liv. Under denna period ökade Hookes intresse för mikroskopi och astronomi, och han publicerade Micrographia, hans mest kända arbete med optisk mikroskopi 1665. Nästa år publicerade Hooke en volym på kometer, Cometa, som beskriver hans nära observation av kometen som förekommer i 1664 och 1665., Efter Henrik Oldenburgs död 1677 lyckades Hooke till posten som sekreterare för Royal Society, som han behöll under de närmaste 16 åren.

Micrographia omfattade den första viktiga uppsättningen observationer med ett tidigt mikroskop utrustat med sammansatta förstoringslinser och illustrerades av utarbetade ritningar (hans fint detaljerade ritning av en loppa är känd). Hooke observerade en bred mångfald av organismer, inklusive insekter, svampar, bryozoans, diatoms och fågelfjädrar., Kanske mindre känd, Hooke myntade termen ”cell” i ett biologiskt sammanhang, som han beskrev den mikroskopiska strukturen av kork som ett litet barrum eller munkens cell i hans landmärke upptäckt av växtceller med cellväggar. Hooke kunde bekräfta Antonie Philips van Leeuwenhoeks överraskande observationer av bakterier och protozoer, vilket ledde till att den nederländska forskarens resultat allmänt accepterades av det etablerade vetenskapliga samfundet., Hooke, som föredrog hans sammansatta mikroskop, utförde inte ett stort antal experiment med Leeuwenhoek-liknande mikroskop och kritiserade dessa enkla instrument som stötande för ögonen.

som den första att undersöka fossiler med ett mikroskop noterade Hooke de anmärkningsvärda likheterna mellan förstenat trä och ruttet ekträ förutom fossiliserade skal och levande blötdjurskal., Dessa observationer hjälpte till att flytta vetenskapen förbi Aristoteles missuppfattade uppfattning att fossiler bildades och växte med jorden och bara imiterade levande saker i naturen, snarare än processerna för speciering, fossilisering, evolution och utrotning. Hookes arkaiska språk beskrev verkligen processer som förklarar mineraliseringen av levande vävnad till fossil och antyder utrotning och evolution, två och ett halvt århundraden före Charles Darwin. Micrographia inkluderade också en vågteori av ljus, som jämförde spridningen av lätta vibrationer till böljande vågor av vatten., Hooke följde publikationen med en serie föreläsningar om ljus till Royal Society och var den första som beskrev tunna filmfenomen och tillhörande periodicitet med hjälp av membran och tunna plattor av glimmer. År 1672 noterade han att ljuset vibrerar vinkelrätt mot dess utbredningsriktning.

att vara den första att allvarligt överväga vikten av att lösa kraften i optisk utrustning, Hooke avancerade både mikroskopi och utveckling av teleskop., Hans bidrag till utvecklingen av optiska instrument innefattar många innovationer till mikroskopet, som exemplifieras av uppfinningen av föreningsmikroskopet och skapandet av ett genialt belysningssystem. Hooke utvecklade en mikrometer och var den första som tillämpade teleskopiska sevärdheter på mätinstrument. En refraktometer för att mäta brytningsindexet för vätskor, tillsatsen av en spiralväxel för att justera inställningen av teleskop, universal joint (of automobile fame), iris membran och en linsslipmaskin är alla hänförliga till denna brittiska forskare, kartograf och musiker.,

genom att förklara vetenskapen bakom spolfjädrar gjorde lagen det lättare att använda fjädrar på alla sätt av teknik., Från bil suspensioner till lekplats leksaker, till infällbara kulspetspennor, fjädrar så småningom blev grundläggande mekaniska komponenter, i någon liten del på grund av den banbrytande arbete som gjorts av Hooke.

det är avslöjande att notera att Hookes lag var dold i ett anagram i 2 år för att förhindra konkurrerande forskare från att hävda att de har upptäckt vårlagen på egen hand. Han beskrev först upptäckten i anagramet ”ceiiinosssttuv”, vars lösning han senare publicerade som ”ut tension, sic vis” som översätts till ” som förlängningen, så kraften.,”På så sätt kunde Hooke göra anspråk på prioritet för sitt genombrott utan att avslöja detaljerna.

titta mot stjärnorna som uppfinnaren av det reflekterande teleskopet, Hookes satsningar i astronomi inkluderar den första inferensen till Jupiters rotation och beskrivningen av dess stora röda fläck. Han observerade också rotationen av Mars och Jupiter, försökte observera och beskriva parallax (skillnaden i orientering av ett objekt som ses längs 2 olika synlinjer) och noterade 1 av de tidigaste exemplen på en dubbelstjärna., En av de första forskarna att bygga och använda ett reflekterande teleskop, Hooke visade jorden och månen omloppsbana solen i en elliptisk, snarare än cirkulär väg. Förutom dess voluminösa referenser till optisk mikroskopi innehåller Mikrografi anteckningar om Hookes observationer av månkratrar och spekulerar på deras ursprung. Han formulerade teorin om planetarisk rörelse, som ett problem inom mekanik, vilket ledde Isaac Newton till sina teorier kring gravitationslagar., Även om hans 20-åriga arbete med gravitation var innovativt saknade det en del av Newtons matematiska sofistikering, vilket snabbt överskuggade Hookes teorier och spekulationer. Tidigt i sina respektive karriärer visade de 2 framstående forskarna ett mått på respekt för 1 annan, med Newton som skrev ett brev till Hooke med den berömda linjen, ”Om jag har sett vidare är det genom att stå på giants axlar.”

Även om han aldrig hade någon formell utbildning som arkitekt, utsågs Hooke till lantmätare i London efter den stora branden 1666 ödelade staden., Genom många ombyggnadsprojekt, inklusive Royal Greenwich Observatory, Bethlem Royal Hospital och St.Paul ’ s Cathedral, visade han sin duglighet som designer. I den övergripande återuppbyggnaden av staden London föreslog Hooke omformning av stadens gator på en rutnätslayout med breda boulevarder och korsgator, en plan som senare användes i Liverpool, Paris och flera amerikanska städer.

Hooke dabbled brett inom vetenskap och konst och kallas ofta grundaren av meteorologiska vetenskaper (han föreslog inställning 0°C som fryspunkten för vatten)., I Micrographia beskriver han instrument som han antingen utformat eller förbättrat för att främja lager av vetenskaplig kunskap i vädersystem. En av enheterna använde en hjulbarometer för att upptäcka subtila förändringar i kvicksilverhöjningen och fallet, vilket ger en indikation på det atmosfäriska barometertrycket. Andra väderrelaterade uppfinningar inkluderade hygrometern för bestämning av fuktighet och anemometern för mätning av Vindhastighet.

Hooke var 1 av de första forskarna att hävda att sådana väderfenomen som orkaner och dimma är biprodukter av tätare luft., Med ovanlig framsynthet föreslog han att om daglig väderinformation sammanställdes och analyserades kan det vara möjligt att förutsäga vädret.

en pionjär inom tidig Geologi, Hooke var expert på jordbävningar och utvecklade förbränningsteorier. Han var en mycket aktiv uppfinnare och innovatör av ett brett spektrum av vetenskapliga instrument bortom hans mikroskoparbete. Dessa inkluderar den moderna luftpumpen, fjäderdrivna Klockor, en djupljudande maskin, en luftpistol, vagnar, väderkvarnar, en telegraf, en dykklocka, kartläggningsutrustning och olika nivåer och skalor., Hooke trodde starkt att instrument skulle ses som förlängningar av de mänskliga sinnena.

i ett utmärkt exempel på vetenskaplig uppfinningsrikedom hjälpte Hooke till att lösa ett kritiskt problem för sjömän: hur man använder en klocka för att bestämma longitud vid öppet hav. Fluktuationer i jordens gravitation, temperaturförändringar och fuktighet skulle orsaka fel i klockans mekanism, särskilt pendeln, som förlitade sig på gravitationen för dess kontroll., För att hantera dessa problem reste Hooke till Västindien (där gravitationen är mindre stark vid ekvatorn) och fann båtens rörelse ledde till fler fel i klockans pendelsving. För att hantera dessa hinder skapade han motvunna spiralfjädrar och dubbla saldon för att hjälpa till att kompensera de krafter som verkar på pendeln. Genom ren uppfinningsrik skicklighet kunde Hooke montera en fickur som innehöll dessa kompensationsanordningar och tjäna mariners tacksamhet.,

historiker har ofta nämnt den slipande sidan av Hookes personlighet, som börjar med sin första biograf, Richard Waller, som skrev att Hooke var ” avskyvärd, melankoli, misstrogen och avundsjuk.”Dessa ord påverkade andra författare för de närmaste 200 åren och bildade en bild av Hooke som en olycklig, självcentrerad, ovänlig curmudgeon, en bild som är utbredd i många böcker och diverse publikationer. En författare gick så långt som att beskriva Hooke som ”cantankerous, avundsjuk och hämndlysten” och till och med de mer sympatiska använda orden som ”svåra, misstänkta och irriterande.,”

det var inte förrän publiceringen av Hookes dagbok 1935 som en annan sida av Hooke avslöjades. I sin tolkning av dagboken skriver Margaret Espinasse att skildringen av Hooke som en Moros och avundsjuk recluse är falsk. Efter att ha blivit nästan bortglömd under 1700-talet återupplivades Hookes rykte och efter en längre period av dunkelhet är han nu vederbörligen erkänd på grund av 1 av de mest framstående forskarna i hans tid.

kanske en orsak till den tidigare bristen på erkännande av hans prestationer är mångfalden och intensiteten i hans arbete., Genom att sprida sig tunn med ett stort antal projekt, utforskningar och experiment han ofta försummade att vidta åtgärder, såsom publicering, som var nödvändiga för att få vederbörlig kredit för sina ansträngningar.

som Englands version av Leonardo Da Vinci LED Hookes rykte också mycket under sin livstid på grund av immaterialrättsliga tvister och hans uppenbara konflikter med andra framstående forskare (som ofta hade mycket mer inflytande i Royal Society)., Som ett exempel kolliderade Hooke med Christiaan Huygens över vårens regulator, och han hade många strider med Isaac Newton, först över optik 1672 och sedan igen 1686 över den inverse kvadratiska gravitationslagen. Han gifte sig aldrig, men dagboksanteckningar visar att han hade känslor för andra. Tragiskt nog dog Hooke intestat 1703 med 9 580 pund till hans namn. Hans hälsa hade allvarligt försämrats under de senaste 7 åren av sitt liv, och han plågades av en lysande karriär som kraftigt överskuggades av hans dödliga fiende, Isaac Newton., Historiker som undersöker Newtons Principia och Hookes engagemang i den tidiga utvecklingen av denna berömda volym har sedan dess givit en viss försenad kredit. Tyvärr har Hookes enda kända porträtt och många av hans uppfinningar och papper inte överlevt århundradena. Kanske är en stor del av detta dilemma hänförligt till Newtons totala förakt för Hooke, vilket uppenbarades i många och legendariska försök att utplåna Robert Hooke från någon förening med Royal Society och hans betydande bidrag till vetenskapen. Även hans gravplats är ett mysterium., Hans kvarlevor grävdes upp och reburied under 1800-talet i norra London, men den exakta platsen är okänd. Om hans kvarlevor hittas, tjänstemän med City University i London säger att de kommer att använda den senaste ansikts rekonstruktion teknik för att ge Hooke ett ansikte, och med det, en del av erkännandet han har nekats.

Hooke-mikroskopet

Även om Hooke inte gjorde sina egna mikroskop, var han starkt involverad i den övergripande designen och optiska egenskaper., Mikroskop gjordes faktiskt av London instrument maker Christopher Cock, som haft en hel del framgång på grund av populariteten av detta mikroskop design och Hooke bok. Hooke microscope delade flera gemensamma drag med teleskop av perioden: en okular för att upprätthålla det korrekta avståndet mellan ögat och okularet, separata dragrör för fokusering och en boll och sockelfog för att luta kroppen. Mikroskopkroppen röret konstruerades av trä och/eller pasteboard och täckt med fint läder. När dragrören var helt stängd mikroskopet mätt 6 inches lång., Även om hantverket och utformningen av detta mikroskop var utmärkt LED det av en dåligt utförd fokuseringsmekanism som tenderar att bära mycket snabbt och ojämnt.