罗伯特·胡克：被遗忘的科学巨匠数学天才
16和17世纪的欧洲科学被称为“新科学”。美国科学历史学家库恩认为，这一时期的科学革命是“一系列相对较小的革命，发生在特定的科学内部，并且彼此独立”。在这个综合过程的许多小革命中，罗伯特·胡克作为一个科学天才做出了杰出的贡献。
罗伯特·胡克的照片
然而，如果我们搜索我们的记忆，我们能想到的唯一与罗伯特·胡克相关的是胡克定律和他在高中物理中创造的“细胞”一词。此外，我们对胡克和他当时的科学地位一无所知。如果有人说罗伯特·胡克当时对科学的贡献足以与牛顿、波义耳、惠更斯、瑞安等人相匹敌，那肯定会让许多人感到惊讶和困惑。事实上，我们不是唯一忘记胡克和他的成就的人。即使在他的出生地英国，他也已经被遗忘了300多年。现在，情况终于从根本上改变了，胡克，这个闪耀的科学之星，终于引起了人们的注意。在纪念胡克逝世300周年的这一天，英国皇家学会和牛津基督教学院举行了几次特别会议，英国国家海洋博物馆举行了一次特别的胡克展览，一些关于胡克的特别书籍相继出版。
1635年7月8日，胡克出生在英国威特岛的淡水镇。他的父亲是一位受人尊敬的牧师。胡克从小身体就不好。他的父亲不愿意送他去一所严格的寄宿学校，而是在家教胡克。胡克从小就显示出学习和实践的天赋，所以他父亲的朋友，艺术家约翰·霍斯金斯建议胡克把艺术作为他的终身职业。1648年，胡克的父亲去世，胡克13岁时来到伦敦。他当时在著名画家彼得·莱利那里学习绘画，在掌握绘画技巧后来到威斯敏斯特学校。当时学校的校长是理查德·巴斯比博士，他担任校长55年，使学校成为17世纪欧洲知识界最杰出的学校。巴斯比博士很快意识到胡克的天才。据说胡克只用了一周时间就掌握了欧几里得几何原理的前六卷。他还发明了飞行器，并在上学时学会了演奏管风琴。胡克和巴斯比博士保持着终生的友谊。胡克还为他设计了一座私人住宅。
1653年，胡克来到牛津基督教学院工作。据说胡克有很好的音乐才能，在教堂唱诗班唱歌。对胡克来说，牛津生活中最大的收获来自课堂之外。他开始时是一名科学学徒，结交了许多有影响力和创造力的朋友，包括瓦达姆学院院长约翰·威尔金斯和克里斯托·莱伊恩。著名学者威尔金斯是当时牛津“自然哲学俱乐部”的*。他和英国历史上最伟大的建筑师雷恩一起鼓励胡克从事天文学、数学和力学研究。胡克还被著名的解剖学家托马斯·威利斯聘为化学助手，由此获得的解剖技能对他今后的呼吸研究有着根本性的帮助。然而，他和罗伯特·博伊尔的相识是他在牛津最重要的经历，他在1658年成为了博伊尔的助手。胡克从博伊尔那里获得了丰富的化学知识和实验技能，并把他作为机械师的天赋还给博伊尔，帮助他学习空气。
1662年，英国皇家学会成立，胡克成为该学会实验管理者的最佳候选人。然而，他不是威尔金斯、瑞安、博伊尔和其他人的平等成员。他只是一个雇员或“仆人”。1665年，已经是皇家学会成员的胡克成为格雷·山姆学院的几何教授。他具备进行学术研究的必要身体条件，成为第一批领取薪水的英国科学家之一，并开始了自己的独立学术研究。
胡克是个多面手，他的贡献是多方面的。他以惊人的动手能力和创造能力对当时的天文学、物理学、生物学、化学、气象学、钟表机械、天文学、生理学等学科做出了重要贡献。同时，他在艺术、音乐和建筑方面也取得了巨大成就。因此，他被誉为“英国的达芬奇”和“最后的文艺复兴时期的人”。
胡克生活在实验科学繁荣的时代，胡克是这一趋势的引领者。胡克的动手技能令人惊叹。几乎所有波义耳的科学仪器都是由胡克制造或设计的。气泵是一个非常经典的例子。胡克还有一个复合显微镜、一个摆轮(机械表的擒纵结构的一部分，一个通过前后摆动将时间分成相等部分的装置)、一个格雷戈里望远镜(17世纪由詹姆斯·格雷·高丽提出，1674年胡克首次成功制造)、一个汽车万向节和其他影响深远、应用广泛的发明。
对空气的研究，尤其是对真空和燃烧的研究，可以说是当时最热门的研究领域之一。然而，为了研究空气，必须有一个性能优异的气泵。因此，博伊尔要求当时最著名的泵制造工程师拉尔夫·格雷特尔为他制造一种更方便用户的比冯·格雷克泵。冯·格里克曾是马德雷堡的市长。他用自己发明的气泵在著名的马德雷堡半球创造了一个真空环境。这两队马不能向相反的方向拉金属球。这个实验使他出名了。格雷特失败了。然而，博伊尔的助理胡克让他得到了他想要的。博伊尔在他正式发表的论文中亲切地称胡克的机器为“我们的泵”。胡克的气泵帮助博伊尔研究真空和燃烧理论。
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在帮助博伊尔的同时，胡克本人也对空气研究产生了浓厚的兴趣。17世纪初，胡克也形成了自己的燃烧理论。他认为空气有两种不同特性的成分:能与其他物质反应产生燃烧或爆炸的“氮”成分，其余是惰性物质。
建立胡克作为科学天才的声誉是《显微摄影学》一书。这本书出版于1665年1月，每本30先令，引起轰动。早在胡克出生之前，显微镜就被发明和制造了。然而，在显微镜发明半个多世纪后，它并没有给人们带来像望远镜一样的科学发现。直到胡克出版了他的书《显微摄影学》，科学界才发现显微镜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《缩微摄影》一书中，胡克的绘画天赋得到了充分展示。这本书包括58张照片，胡克在没有照相机的情况下在显微镜下看到了这些照片。不幸的是，胡克自己的肖像没有一幅幸存下来。据说胡克唯一的肖像被牛顿的支持者毁掉了。“显微照相术”为实验科学提供了前所未有的清晰和美丽的记录和解释。这是科学界第一次使用图片作为最强大的交流工具来阐述和交流。未来科学家们会跟进。1684年，时任英国皇家学会主席的塞缪尔·佩皮斯看到了胡克的书，开始对科学感兴趣。他立即买下了仪器。他称赞这本书是他一生中读过的最有天赋的书。
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在科学的所有分支中，胡克对天文学和力学的贡献是最重要和最广泛的。中学教材中介绍的虎克定律(弹性定律)是力学的基本定律之一。很久以前，他还发现了万有引力定律中非常重要的平方反比关系。在天文观测中，胡克也不例外。他是第一个用卡西尼号和惠更斯号仔细观察木星表面的天文学家。1664年5月，他在最大的木星上看到一个小的圆形斑点，并得出结论，这是木星本身的永久标志，而不是木星卫星投射的阴影。胡克对月球、彗星、太阳和其他天体有独特的研究。去世前一年，他仍在研究如何更准确地确定太阳的直径。作为业余爱好，胡克很早就热衷于研究飞行。他年轻时就开始制造飞行器。当他在威斯敏斯特学校学习时，他发明了30多种飞行模式。他从昆虫的飞行中获得灵感，并致力于发明人造“肌肉”来实现他的飞行梦想。
尽管胡克并不贫穷，但他的生活并不是很好，他的晚年更是灾难性的。主要原因是牛顿在寻找“平方反比关系”的优先权的竞争中被冒犯了。奇怪的是，胡克就像一个不幸的人，有许多争议聚集在他身上。关于胡克和惠更斯是第一个发现螺旋弹簧振动周期等时性的人，也有争论。即使在胡克和他一生的朋友瑞安之间，仍然有许多未解之谜。通过胡克的日记和与朋友的通信，人们发现许多最初被认为是瑞安设计的建筑可能是胡克设计的，包括著名的格林威治皇家天文台和为纪念1666年伦敦大火而建造的纪念碑。有些人指出瑞安的名气太大了。谈到当时的建筑设计，人们会想到瑞安。谁还记得胡克？甚至胡克的个性和脾气也是有争议的话题。胡克经常被描绘成一个忧郁的僧侣般的老处女(胡克一生都没有结过婚)。然而，他的日记显示他是一个有很多朋友的好交际的人。哪个是真正的钩子？胡克的所有这些谜团需要学者们进一步研究。