名聲功績被抑壓的英國 Leonardo，Robert Hooke

 

圖 156

Robert Hooke (1635-1703) (英國哲學家、建築家、科學家；發現有關彈性力學的Hooke’s law；1666年倫敦大火之後重建都市致富；寫了顯微鏡觀察的Micrographia一書；發現細胞“cell”； 可能是英國當時最有成就的polymath，被譽為是 “英國的Leonardo”；他的成績有實驗的，有理論的，在科學革命中扮演很主要的角色。只因和當時很多學者為了誰先發現的問題交惡，而死後他的名聲功績都被壓抑，連肖像都沒有被保留 (！)，到二十世紀才再被人發現)。 [圖156是2004年的畫像。沒有人知道他真正長相！]

Robert Hooke生於Isle of Wight (英國南岸最大的島，風景優美，詩人Alfred Lord Tennyson也是生於此處，Queen Victoria也建立她的居處於此；1979年被愛爾蘭共和軍 IRA刺殺的Lord Mountbatten就是此處的Governor)。父親是牧師並負責一所學校，有一個哥哥、兩個姊姊。自幼身體虛弱，有時由父親在家教他。他從小就觀察仔細，喜歡機械、繪圖。父親於他十五歲時死亡。他到倫敦，不久入學Westminster School (The Royal College of St. Peter in Westminster，私立的學校，Oxford-Cambridge大學錄取率最高)。他很快學會拉丁文、希臘文、幾何學。

英國當時因為內戰註一，而國內人士分為兩派。Westminster校長Richard Busby是保王派 (Royalist)，堅持科學精神 (攝政派是遵從聖經的)。

圖 157

Hooke在英國Cromwell攝政時期 (Protectorate，1653-1659)，在Oxford大學的Wadham College 讀書，因而成為很忠誠的保王派成員，其中心人物就是John Wilkins註二。Hooke擔任Thomas Willis註三及Robert Boyle註四之助手。1655年他開始研究天文學，他改善鐘擺 (pendulum)，進而學習重力，以及時鐘。他又想出計算經度 (longitude) 之方法；也設計出時鐘的anchor escapement [圖157]，應用這種裝置才能有現在的口袋型鐘錶。       

1660年Royal Society成立，四年後被委任Mechanick Lecture，1665年被任命為執行並審議實驗的curator終身職。這職位使他可以看到所有呈上來審查的發明發現。

圖 158

1664年他接任Gresham Professor of Geometry。1691年他接受 “Doctor of physics”頭銜。 [當時要取得Doctor = 博士頭銜好不容易！！]

他在物理天文、醫學、生理各方面都有很重要的發明或發現：為氣體定律實驗 (Boyle’s law) 做了vacuum pumps；發現毛細管作用；製造早期的Gregorian telescope (利用光反射的望遠鏡)，看到Mars (火星) 及Jupiter (木星) 會自轉；又觀察化石，而成為生物演化論的早期支持者；研究光折射，而最早演繹出光波的理論；提出：物質加熱就會膨脹，空氣是由微小物質所組成，其間的距離很大；又率先做出土地測量用的地圖。他差一點演繹出物理學之重力 (gravity) 是遵照inverse square law (量和距離的兩次方成正比)，而這種定律控制宇宙間星球的運行 (這個理論後來由牛頓Isaac Newton提出)。他做的實驗有：地心引力、物體的墜落、在不同高度不同氣壓下的物體重量、兩百英尺長的鐘擺等等。製造出來的器具有測量炸藥威力的儀器、雕切鐘錶齒輪用的引擎。這些科學成果都是在當Boyle助手時以及Royal Society評審員 (1662年起) 時期完成的。他的很多新構想，都用anagram變成密碼隱藏，不讓人偷竊，又可以證明他已經在當時發現了。anagram也是Huygens或Galileo等人常用的方法。

圖 159 [圖片暫缺]

圖 160

圖 161

1665年他將顯微鏡下的觀察結果寫成一本Micrographia。這本刺激了Leewenhoek製造自己的高效能顯微鏡，導致微生物的發現。他也從顯微鏡觀察。看到木拴 (cork) 有很多洞室，最先使用Cell一字描寫 (僧侶靜坐冥思的一個個房間，稱為 “cell”。圖159)。
[圖160：館藏Hooke使用的顯微鏡；圖161：他畫的跳蚤及蝨子]

除了更多物理實驗，他還看出打開狗的胸腔後，只要繼續用幫普維持空氣進出肺臟，狗還能活；又觀察到靜脈血及動脈血之差異。

圖 162

1666倫敦大火之後，他和好友、當時最有名的建築家Christopher Wren (1632-1723，建築了五十一座教堂，包括有名的St. Paul’s Cathedral) 重建倫敦，也因此致富。他設計了Monument to the fire, the Royal Greenwich Observatory, Montagu House in Bloomsbury, Bethlem Royal Hospital (Bedlam)，及The Royal College of Physicians (1679) , Buckinghamshire等。Christopher Wren 建築的St Paul's Cathedral圓頂是依照Hooke的建議方法蓋起來的。 [圖162是由Hooke設計，在Willen, Milton Keynes的教堂]

天文學方面，他發現月球上的火山口、土星的圓環、double-star systems (雙星binary stars，是環繞共同重心的多數星球) 等。

這麼多成就，可是他死後兩百年來幾乎沒有人注意到他，也不知道他長相如何，原因在於他的人際關係。

他從小身體虛弱，一生忙著工作，擁有很多專利，沒有結婚。年老時性格變得很暴躁易怒、驕傲，和工作上有競爭關係的人常常爭執。為了鐘錶的anchor escape是誰先發明，和Christiaan Huygens (1629 – 1695，FRS，荷蘭物理學家，製作計時器具) 爭執多年，不過以後別人的記載是Hooke早了十五年發明。尤其和當時任Royal Society主席的Isaac Newton 註五，兩人為了有關重力、inverse square law的觀念是誰先發表一直爭執，而受Newton的多方抑壓，以致在Hooke死後他的論文被收藏，到最近才被發現；據說Hooke唯一的畫像也被銷毀，結果迄今都不知道他長得像什麼！有人猜測他面長瘡皰，或是駝背 (！！)。 [這種學界廝殺未免是太過分了！]

1705年Richard Waller寫第一篇Hooke的傳記The Posthumous Works of Robert Hooke, M.D. S.R.S.，描寫他的性格卑劣、多疑、嫉妒等等 (" but despicable"、"melancholy、 mistrustful、and jealous.")，以致以後兩百年有關他的性格脾氣都非常地負面，如：自私、不講道德、復仇心重，孤獨不和人來往；最友善的描寫也是說他「易怒、多疑、不易相處」。

其實他有不少同樣保王派的好朋友，例如Christopher Wren、古董商John Aubry、製造鐘錶的Thomas Tompion (1639–1713)。到死後一百三十多年，1935年他的自傳被發表，Robert Gunther及Margaret Espinosse等才開始糾正對他的一片負面的評語。Hooke的日記更記載他常常和Robert Boyle到咖啡店；會帶研究助理Harry Hunt去喝茶；也會帶姪女表弟們來家裡教她們數學。

Hooke死後有一行星命名為3514 Hooke (1971 UJ) ；月球及金星上的火山口有他名字命名的；有Robert Hooke Science center在倫敦Westminster School的St. John Smith Square；也有The Hooke Medal。

 

註一：英國內戰

從1642到1651之間英國王室Charles一世與二世，和議會之間有三次內戰，1642-1646, 1648-1649, 1649-1651；結果議會軍隊在1651年九月三日Battle of Worcester戰勝，Charles 一世被判死刑，二世放逐，王室改為共和國Commonwealth of England，由議會掌權 (1651-1653)，後來由軍人出身的Oliver Cromwell攝政 (1653-1659)。Cromwell攝政時堅固新教的勢力，殺害蘇格蘭、愛爾蘭天主教徒 (導致迄今英國與愛爾蘭之間不斷的衝突)。1658年他因瘧疾以及尿路感染敗血症死亡，葬於Westminster Abbey。1658-1659年由Cromwell之子Richard Cromwell執政，但1660年五月二十九日Charles二世又被請回來主政，Cromwell之屍體被挖出來斬首。

註二：John Wilkins (1614-1672)

是牧師、哲學家，當過Oxford, Cambridge兩大學校長，創立Royal Society，也是博學。

註三：Thomas Willis (1621-1675)

英國醫師，解剖、神經科、精神科，Royal Society創始會員，腦部循環circle of Willis是以他命名。

註四：Robert Boyle (1627-1691)

學通哲學、神學、物理化學，又是發明家，被認為創始現代化化學這一門學問，發現Boyle’s law，就是氣體的體積和壓力成反比。

註五：Isaac Newton：牛頓 (1643-1727)

圖 163

英國物理學家、數學家、天文學家、哲學家，1687年發表Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("Mathematical Principles of Natural Philosophy"; 簡稱Principia)，可能是史上最重要的科學書籍，是古典力學的基礎；描寫地心引力及三個運動定律。 [圖163]