罗伯特 胡克的故事

罗伯特 胡克的故事

在光学方面，胡克是光的波动说的支持者。1655年，胡克提出了光的波动说，他认为光的传播与水波的传播相似。1672年胡克进一步提出了光波是横波的概念。在光学研究中，胡克更主要的工作是进行了大量的光学实验，特别是致力于光学仪器的创制。他制作或发明了显微镜、望远镜等多种光学仪器。

胡克在力学方面的贡献尤为卓著。他曾为研究开普勒学说作出了重大成绩。在探讨万有引力的过程中，他首先发现了引力和距离平方成反比的规律。在研究引力可以提供约束行星沿闭合轨道运动的向心力问题上，1662年和1666年间，胡克做了大量实验工作。他支持吉尔伯特的观点，认为引力和磁力相类似。1664年胡克曾指出彗星靠近太阳时轨道是弯曲的。他还为寻求支持物体保持沿圆周轨道的力的关系而作了大量实验。1674年他根据修正的惯性原理，从行星受力平衡观点出发，提出了行星运动的理论，在1679年给牛顿的信中正式提出了引力与距离平方成反比的观点，但由于缺乏数学手段，还没有得出定量的表示。

胡克定律（弹性定律），是胡克最重要发现之一，也是力学的最重要基本定律之一。在现代，仍然是物理学的重要基本理论。胡克定律指出：“在弹性限度内，弹簧的弹力f和弹簧的长度变化量x成正比，即f = -kx。k是物质的弹性系数，它由材料的性质所决定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。”为了证实这一事实，胡克曾做了大量实验，包括各种材料所构成的各种形状的弹性体。

胡克在天文学、生物学等方面也有贡献。它曾用自己制造的望远镜观测了火星的运动。用自己制造的显微镜观察植物组织，于1665年发现了植物细胞（实际上看到的是细胞壁），并命名为“cell”，至今仍被使用。

胡克的发现、发明和创造是极为丰富的。他曾协助玻意耳发现了玻意耳定律。他曾发明过空气唧筒、发条控制的摆轮、轮形气压表等多种仪器。他还同惠更斯各自独立发现了螺旋弹簧的振动周期的等时性等。此外胡克还研究过肥皂泡的光彩、云母的颜色等许多光学现象。胡克在光学和力学方面是仅次于牛顿的伟大科学家。

奠定胡克科学天才声望的要数《显微制图》一书。该书于1665年1月出版，每本定价为昂贵的30先令，引起轰动。胡克出生之前很久显微镜就被发明和制造出来，但是，显微镜发明后半个多世纪过去了，却没有像望远镜那样给人们带来科学上的重大发现。直到胡克出版了他的《显微制图》一书，科学界才发现显微镜给人们带来的微观世界和望远镜带来的宏观世界一样丰富多彩。在《显微制图》一书中，胡克绘画的天分得到充分展现，书中包括58幅图画，在没有照相机的当时，这些图画都是胡克用手描绘的显微镜下看到的情景。可惜的是，胡克自己的画像却一张也没有留存下来，据说唯一的一张胡克画像毁于牛顿的支持者之手。《显微制图》一书为实验科学提供了前所未有的既明晰又美丽的记录和说明，开创了科学界借用图画这种最有力的交流工具进行阐述和交流的先河，为日后的科学家们所效仿。1684年时任英国皇家学会会长的塞缪尔·佩皮斯就是看到胡克的这本书，对科学发生了浓厚的兴趣，于是立即购买仪器于1665年2月加入皇家学会。他称赞该书为他一生中所读过的最具天才的书。

尽管胡克并不贫穷，但是他的日子过得实在不怎么样，晚年生活更是灾难性的。其中主要的原因是在发现“平方反比关系”优先权的争夺中得罪了牛顿。奇怪的是，胡克就像是个倒霉蛋，集聚在他身上的争议特别多。在发现螺旋弹簧振动周期的等时性方面，是胡克在先还是惠更斯在先也存在争论。即使在胡克和其终生好友雷恩之间，仍然有许多未解之谜。通过胡克的日记和朋友间的通信，人们发现许多原先以为是雷恩设计的建筑很可能是胡克设计的，其中包括著名的格林尼治皇家天文台、为纪念1666年伦敦大火而建造的纪念碑等。有人指出，雷恩的名气太大了，一提到当时的建筑设计，人们就想到了雷恩，谁还记得胡克呢？甚至是胡克的为人和脾气也是一个有争论的话题。胡克常被描绘成一个忧郁的修道士般的老处男（胡克终身未婚），但是，他的日记显示出他是一个善于交际的、拥有很多朋友的人，哪一个才是真正的胡克呢？所有这些胡克之谜，都有待学者们进一步的研究。