皇家學會的雙眼和雙手——胡克
羅伯特．胡克（Hooke Robert 1635-1703）是17世紀英國最傑出的科學家之一。他在力學、光學、天文學等諸多方面都有重大成就。他所設計和發明的科學儀器在當時是無與倫比的。他本人被譽為是英國皇家學會的“雙眼和雙手”。
羅伯特·胡克胡克生平
胡克1635年7月18日出生於英格蘭南部威特島的弗雷施瓦特。父親是當地的教區牧師。胡克從小體弱多病，性格怪僻，不能按時上學。但他心靈手巧，喜歡動手做機械方面的玩具。例如，木製的鐘表，能在水中開動的航模等。十歲時，胡克對機械學發生了強烈的興趣，並為日後在實驗物理學方面的發展打下了良好的基礎。1648年，胡克的父親逝世後，家道中落。十三歲的胡克被送到倫敦一個油畫匠家裡當學徒，後來作過教堂唱詩班的領唱，還當過富豪的待從。
在威斯特敏斯特學校校長的熱心幫助下，胡克修完了中學課程。幾乎在一個星期里，他貪婪地讀完了歐幾里德的《幾何原本》前六卷，並馬上把數學知識套用到機械設計中去。胡克做了十二種機械結構和三十種飛行方法的設計。1653年，胡克進入牛津大學裡奧爾學院學習。在這裡，他結識了一些頗有才華的科學界人士。這些人後來大都成為英國皇家學會的骨幹。此時的胡克熱心於參加醫生和學者活動小組，並且顯露出獨特的實驗才能。1655年，胡克被推薦給玻意耳當助手，在玻意耳的實驗室工作。
1663年，胡克獲得了文學碩士學位，並且被選為皇家學會會員。1665年，胡克擔任格列夏姆學院幾何學、地質學教授，並從事天文觀測工作。1666年倫敦大火後，他擔任測量員以及倫敦市政檢查官，參加了倫敦重建工作。
1676年，胡克發表了著名的彈性定律。1677年至1683年就任英國皇家學會秘書並負責出版會刊。早在1663年，胡克就起草了皇家學會章程草案，規定學會的宗旨是“靠實驗來改進有關自然界諸事物的知識，以及一切有關的藝術、製造、實用機械、發動機和新發明（不牽涉神學、形上學、道德、政治、語法修辭或邏輯）”。胡克作為該學會的實驗工作與日常事務操辦人，在長達20多年的學會活動中，接觸並深入到當時自然科學活躍的前沿領域，且均做出了自己的貢獻。1703年3月3日，胡克逝世於倫敦，終年68歲。
力學方面的探索與發現
胡克在力學方面貢獻尤為卓著。他從1661年開始積極參加了皇家學會研究重力本質的專門委員會的活動。為了確定物體重力與地心距離的關係，他用一架精密天平放在威斯特敏斯特教堂的塔尖上，稱量一塊鐵和一段很長的繩子的重量，然後將這塊鐵掛在繩子的末端再稱，看是否因為鐵塊十分接近地面而改變重量，結果並無測出明顯的改變。後來他又在舊聖保羅教堂重作了這一實驗。1674年，胡克發表了《從觀察角度證明地球周年運動的嘗試》的論文，文中根據修正的慣性原理，從行星受力平衡觀點出發，提出了行星運動的三條假設：
1．一切天體都具有傾向其中心的吸引作用或重力，它不僅吸引其本身各部分，並且還吸引其作用範圍內的其它天體；
2．每一物體都保持平直、簡單的運動而且繼續沿直線前進，直到受到其它作用力影響，因而改變為圓、橢圓或其他曲線運動為止；
3．受到吸引力作用的物體，越靠近吸引中心，其吸引力也越大。
胡克在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，但他並沒有將自己的引力思想如牛頓所作的那樣用數學式子表示出來，並用太陽、地球、月亮、行星和地球上物體的運動實例來加以驗證。因此，把發現萬有引力定律的殊榮讓給了牛頓，但胡克的某些想法對牛頓完成萬有引力的研究是起著積極的啟示作用的。
彈性定律是胡克最重要的發現之一，也是力學最重要基本定律之一。在現代，仍然是物理學的重要基本理論。胡克的彈性定律指出：在彈性限度內，彈簧的彈力f和彈簧的長度x成正比，即f= -kx。k是物質的彈性係數，它由材料的性質所決定，負號表示彈簧所產生的彈力與其伸長（或壓縮）的方向相反。為了證實這一定律，胡克還做了大量實驗，製作了各種材料構成的各種形狀的彈性體。他還進一步把彈性套用於實際問題。在宣布彈性定律的同時還進行了簡諧運動的最早分析，證明了彈簧振動是等時的。由此，他把彈簧套用於鐘錶製造，取得了巨大成功。
光學及其他方面的貢獻
胡克還對光學問題進行過研究，也取得了傑出的成績。胡克是光的波動學說的忠實支持者，他認為光的傳播與水波的傳播相似，並進一步提出了光波是橫波的概念。他還研究過光的干涉現象。他觀察和研究了肥皂水形成的薄膜和雲母片的顏色，發現它們的顏色跟薄膜的厚度和雲母的厚度有關，他說“當光落在一個透明薄膜上時，薄膜的前後兩表面都要發生反射，從而共同產生薄膜顏色的效應”。
1665年，胡克發表了《顯微圖集》一書，這是在他全部成就中最重要的一部著作，也是歐洲17世紀最主要的科學文獻之一。他開始套用顯微鏡於生物研究，他將蜜蜂的刺、蒼蠅的腳、鳥的羽毛、魚鱗片以及跳蚤、蜘蛛、草麻等，用顯微鏡詳細地予以考察比較。他觀察到軟木塞等物品的結締組織，並使用“細孔”和“細胞”來說明，“細胞”（“cell”）一詞從此被生物界直接採用。胡克的這一發現，引起了人們對細胞學的研究。現在知道，一切生物都是由無數的細胞所組成的。胡克對細胞學的發展作出了極大的貢獻。
胡克通過皇家學會還進行了許多有關化學燃燒理論、呼吸、地質、地震、海洋等方面的研究。他認為燃燒和人的呼吸相似。缺乏空氣，燈會熄滅；用風箱將新鮮空氣有規則地注入開有小孔的狗的肺部，還能使小狗的心臟維持跳動一個多小時，說明呼吸的作用是給動物供給新鮮空氣。胡克在《地震講義》和《關於地面經常發現貝殼和共它海棲動物殘骸的原因》等論著中，強烈反對聖經中的神創論。他提出了地貌變化的思想，並且認為由於地貌變化引起了生物的變化，化石則是古動物的殘骸，是地球演變史中的“紀念碑”，人們可以根據這些化石，認識地球的歷史。胡克在進化論出現以前提出這些觀點是可貴的。
卓越的儀器製造家
胡克在儀器的製造和改進方面的特長，早在其作為玻意耳的助手時就顯露出來。他協助玻意耳三次改進了真空泵。第三次改進後的抽氣機已具有現代真空泵的雛形，其動力是靠司泵人用腳踏滑輪兩邊活塞上的蹬板來提供的。利用這一設備，玻意耳和胡克完成了氣體的玻意耳定律實驗。胡克改進的儀器有複式顯微鏡和用指針讀數的輪式氣壓計等。他還建議用液體的凝固點及膨脹或收縮程度來作為溫標刻度的根據。胡克曾經設計過一架大型的“氣候鍾”，用以測量和記錄風力、風向、溫度、壓強、和濕度、降雨量等。在望遠鏡上他增加了目鏡的叉絲、調節螺鏇和光闌等。他在實驗方面的創造性才能，對皇家學會初期開展的實驗為基礎的研究做出了巨大的貢獻，被稱為"皇家學會的台柱"。由於胡克和玻意耳對皇家學會起著積極的作用，因而人們稱頌他們：“如果說玻意耳是皇家學會幕後的靈魂，那么胡克提供學會的就是雙眼和雙手了。”
科學研究上的缺憾
胡克熱愛科學事業，並為此奉獻了一生。他研究的面十分廣泛，如建築、化石、氣象等，他都有所涉獵和貢獻。但作為科學家的素養，胡克還缺少熟練雄厚的數學與邏輯推理功力作為進行研究和思維的武器，這樣便不容易從理論和實踐的結合上透徹地分析與解決問題。這也是胡克與牛頓、惠更斯相比的遜色之處。
發明創造
胡克的發現、發明和創造是極為豐富的。他曾協助玻意耳發現了玻意耳定律。他曾發明過空氣唧筒、發條控制的擺輪、輪形氣壓表等多種儀器。他還同惠更斯各自獨立發現了螺鏇彈簧的振動周期的等時性等。此外胡克還研究過肥皂泡的光彩、雲母的顏色等許多光學現象。胡克在光學和力學方面是僅次於牛頓的偉大科學家。
