羅伯特·胡克（英國科學(xué)家）

羅伯特·胡克，英國科學(xué)家，又譯羅伯特·虎克（Robert Hooke，1635年7月18日－1703年3月3日），英國博物學(xué)家，發(fā)明家。1635年7月18日生于英國懷特島的弗雷斯沃特村，1703年3月3日卒于倫敦。在物理學(xué)研究方面，他提出了描述材料彈性的基本定律-胡克定律，在機(jī)械制造方面，他設(shè)計(jì)制造了真空泵，顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡，并將自己用顯微鏡觀察所得寫成《顯微術(shù)》一書，細(xì)胞一詞即由他命名。在新技術(shù)發(fā)明方面，他發(fā)明的很多設(shè)備仍然在使用。除去科學(xué)技術(shù)，胡克還在城市設(shè)計(jì)和建筑方面有著重要的貢獻(xiàn)。但由于與牛頓的爭論導(dǎo)致他去世后少為人知。胡克也因其興趣廣泛，貢獻(xiàn)重要而被某些科學(xué)史家稱為“倫敦的萊奧納多（達(dá)芬奇）”

科學(xué)貢獻(xiàn)

光學(xué)貢獻(xiàn)

胡克是17世紀(jì)英國最杰出的科學(xué)家之一。他在力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)等多方面都有重大成就。他所設(shè)計(jì)和發(fā)明的科學(xué)儀器在當(dāng)時是無與倫比的。他本人被譽(yù)為英國的“雙眼和雙手”。

在光學(xué)方面，胡克是光的波動說的支持者。1655年，胡克提出了光的波動說，他認(rèn)為光的傳播與水波的傳播相似。1672年胡克進(jìn)一步提出了光波是橫波的概念。在光學(xué)研究中，胡克更主要的工作是進(jìn)行了大量的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是致力于光學(xué)儀器的創(chuàng)制。他制作或發(fā)明了顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等多種光學(xué)儀器。

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力學(xué)貢獻(xiàn)

胡克在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)尤為卓著。他建立了彈性體變形與力成正比的定律，即胡克定律。他還同惠更斯各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了螺旋彈簧的振動周期的等時性等。他曾協(xié)助玻意耳發(fā)現(xiàn)了玻意耳定律。

他曾為研究開普勒學(xué)說作出了重大成績。在研究引力可以提供約束行星沿閉合軌道運(yùn)動的向心力問題上，1662年和1666年間，胡克做了大量實(shí)驗(yàn)工作。他支持吉爾伯特的觀點(diǎn)，認(rèn)為引力和磁力相類似。1664年胡克曾指出彗星靠近太陽時軌道是彎曲的。他還為尋求支持物體保持沿圓周軌道的力的關(guān)系而作了大量實(shí)驗(yàn)。1674年他根據(jù)修正的慣性原理，從行星受力平衡觀點(diǎn)出發(fā)，提出了行星運(yùn)動的理論，在1679年給牛頓的信中正式提出了引力與距離平方成反比的觀點(diǎn)，但由于缺乏數(shù)學(xué)手段，還沒有得出定量的表示。

天文生物

胡克在天文學(xué)、生物學(xué)等方面也有貢獻(xiàn)。他曾用自己制造的望遠(yuǎn)鏡觀測了火星的運(yùn)動。1663年英國科學(xué)家羅伯特胡克有一個非常了不起的發(fā)現(xiàn)，他用自制的復(fù)合顯微鏡觀察一塊軟木薄片的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們看上去像一間間長方形的小房間，就把它命名為細(xì)胞。用自己制造的顯微鏡觀察植物組織，于1665年發(fā)現(xiàn)了植物細(xì)胞（實(shí)際上看到的是細(xì)胞壁），并命名為“cell”，仍被使用。

發(fā)明創(chuàng)造

胡克的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造是極為豐富的。胡克制造過各種機(jī)械，包括萬向接頭在內(nèi)。1666年倫敦大火以后，他在重建城市中設(shè)計(jì)了一些重要建筑物。他曾發(fā)明過空氣唧筒、發(fā)條控制的擺輪、輪形氣壓表等多種儀器。

主要著作

奠定胡克科學(xué)天才聲望的要數(shù)《顯微制圖（Micrographia?）》一書。該書于1665年1月出版，每本定價(jià)為昂貴的30先令，引起轟動。胡克出生之前很久顯微鏡就被發(fā)明和制造出來，但是，顯微鏡發(fā)明后半個多世紀(jì)過去了，卻沒有像望遠(yuǎn)鏡那樣給人們帶來科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。直到胡克出版了他的《顯微制圖》一書，科學(xué)界才發(fā)現(xiàn)顯微鏡給人們帶來的微觀世界和望遠(yuǎn)鏡帶來的宏觀世界一樣豐富多彩。在《顯微制圖》一書中，胡克繪畫的天分得到充分展現(xiàn)，書中包括58幅圖畫，在沒有照相機(jī)的當(dāng)時，這些圖畫都是胡克用手描繪的顯微鏡下看到的情景。可惜的是，胡克自己的畫像卻一張也沒有留存下來，據(jù)說唯一的一張胡克畫像毀于牛頓的支持者之手?！讹@微制圖》一書為實(shí)驗(yàn)科學(xué)提供了前所未有的既明晰又美麗的記錄和說明，開創(chuàng)了科學(xué)界借用圖畫這種最有力的交流工具進(jìn)行闡述和交流的先河，為日后的科學(xué)家們所效仿。1684年時任英國皇家學(xué)會會長的塞繆爾·佩皮斯就是看到胡克的這本書，對科學(xué)發(fā)生了濃厚的興趣，于是立即購買儀器于1665年2月加入皇家學(xué)會。他稱贊該書為他一生中所讀過的最具天才的書。

去世爭議

關(guān)于萬有引力

胡克對萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)起了重要作用。1679年他寫信給牛頓，信中認(rèn)為天體的運(yùn)動是由于有中心引力拉住的結(jié)果，而且認(rèn)為引力與距離平方應(yīng)成反比。按照這個想法，地球表面拋體的軌道應(yīng)該是橢圓，如果地球能穿透，物體將回到原處，而不像牛頓所說的，物體的軌跡是一條螺旋線，最終將繞到地心。牛頓對此沒有復(fù)信，但接受了胡克的觀點(diǎn)，以后在J.開普勒關(guān)于行星運(yùn)動的第三定律基礎(chǔ)上用數(shù)學(xué)方法導(dǎo)出了萬有引力定律。1686年牛頓將載有萬有引力定律的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》卷一的稿件送給英國皇家學(xué)會時，胡克希望牛頓在序言中能對他的勞動成果“提一下”，但遭到牛頓的斷然拒絕。這是后來胡克控告牛頓剽竊他的成果的來由。

死后一無所有

1703年3月3日，胡克在落寞中去世了。在他死后不久，牛頓就當(dāng)上了英國皇家學(xué)會的主席。隨后，英國皇家學(xué)會中的胡克實(shí)驗(yàn)室和胡克圖書館就被解散，胡克的所有研究成果、研究資料和實(shí)驗(yàn)器材或被分散或被銷毀，沒多久，這些屬于胡克的東西就全都消失了。

科學(xué)成果

顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡

1665年胡克根據(jù)英國皇家學(xué)會一院士的資料設(shè)計(jì)了一臺復(fù)雜的復(fù)合顯微鏡。有一次他從樹皮切了一片軟木薄片，并放到自己發(fā)明的顯微鏡觀察。他觀察到了植物細(xì)胞(已死亡)，并且覺得他們的形狀類似教士們所住的單人房間，所以他使用單人房間的cell一詞命名植物細(xì)胞為cellua。是為史上第一次成功觀察細(xì)胞。

圖冊：

同年胡克出版了《顯微術(shù)》一書，該書包括了一些他使用顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的觀察，包括上述的軟木切片。 胡克所用的顯微鏡仍然保存在華盛頓國家健康與醫(yī)學(xué)博物館中。荷蘭工匠列文胡克受《顯微術(shù)》一書啟發(fā)，對胡克的顯微鏡鏡片進(jìn)行了改進(jìn)，對微生物進(jìn)行了細(xì)致的觀察，被稱為微生物學(xué)之父。胡克隨后被皇家學(xué)會要求確證列文胡克的發(fā)現(xiàn)并予以發(fā)表。

1663年蘇格蘭天文學(xué)家格里高利設(shè)計(jì)了格里高利望遠(yuǎn)鏡，但在制造時失敗了。10年后胡克利用自己高超的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)成功建設(shè)了第一個這種反射望遠(yuǎn)鏡，并使用這一望遠(yuǎn)鏡首次觀測到火星的旋轉(zhuǎn)和木星大紅斑，月球上的環(huán)形山和雙星系統(tǒng)。

顯微鏡圖片：?

技術(shù)革新

胡克對當(dāng)時的機(jī)械進(jìn)行了很多改造，并發(fā)明了很多新裝置。他發(fā)明了錨型擒縱機(jī)，也發(fā)明了擺輪游絲，通過這一裝置，可以按周期控制發(fā)條寬緊，仍是鐘表制作中的關(guān)鍵部件。他也因?yàn)檫@一裝置的優(yōu)先權(quán)問題和荷蘭物理學(xué)家惠更斯產(chǎn)生了長期的爭論，直到2006年在英國漢普頓郡一家人的櫥柜中發(fā)現(xiàn)了胡克的關(guān)于皇家學(xué)會會議的記錄，提供了對胡克有利的證據(jù)。他第一個制造出了萬向接頭，有時候被叫做胡克接頭，可以允許剛性桿向任意方向運(yùn)動，仍廣泛應(yīng)用于車輛的傳動裝置中。雖然意大利數(shù)學(xué)家卡爾達(dá)諾一世紀(jì)前就提出了萬能接頭的想法，但是沒有制造出成品。還有風(fēng)向儀，水平儀等裝置的發(fā)明權(quán)也常常歸功于他。

胡克定律

1660年他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)螺旋彈簧伸長量和所受拉伸力成正比。1676年在他的《關(guān)于太陽儀和其他儀器的描述》（A Description of Helioscopes and Other instruments）一文中用字謎形式發(fā)表這一結(jié)果，謎面是ceiiinosssttuv。（這是當(dāng)時慣例，如果還不能確認(rèn)自己的發(fā)現(xiàn)，則先把發(fā)現(xiàn)打亂字母順序發(fā)表，確認(rèn)后再恢復(fù)正常順序。）兩年后公布了謎底u(yù)t tensio sic vis，意思是“力如伸長（那樣變化）”即應(yīng)力與伸長量成正比的胡克定律。