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300年后的复仇——胡克V.S.牛顿

2003-07-30 10:56 作者:鲁伊 2003年第29期
“伊萨克·牛顿毫无疑问是那个时代最伟大的天才之一,但他一生中最大的污点,就是抹杀 了与他同样伟大的罗伯特·胡克的贡献”

胡克制造的显微镜

“伊萨克•牛顿毫无疑问是那个时代最伟大的天才之一,但他一生中最大的污点,就是抹杀了与他同样伟大的罗伯特•胡克的贡献”

7月7日和7月8日,在英国皇家科学院和伦敦格雷欣学院召开的专题学术会议中,罗伯特•胡克(Robert Hooke,有时也被译作虎克)可能是被谈论最多的名字之一。“说起17世纪英国的天才,你会想到牛顿,或者还有克里斯托弗•雷恩(圣保罗大教堂和剑桥三一学院图书馆的建造者),但公众对足可与他们匹敌的胡克在那个时代中扮演的重要角色和他做出的重大贡献几乎全然不知。这是不公平的,”威斯敏斯特学校化学及科学系主任罗德•必芬(Rod Beavon)指出。在胡克逝世300周年的时候,众多学者们用数十本新书和论文为已尸骨无存的胡克向牛顿复仇,这样的轮回,多少有些悲凉。

罗伯特•胡克生于1635年7月18日,他20多岁就显露出了非凡的科学天分。当时还是牛津大学学生的他加入了波义耳的实验室,在那里,他发现,弹性物体在弹性限度内,无论弯曲、扭转、压缩还是伸长,力与形变的比值恒为常数——这就是弹性力学的基本原理:胡克定律。

1665年,30岁的胡克出版了《显微制图》(Micrographia)一书。在这本当年风靡整个欧洲的科学著作中,胡克向人们展示了借助他自己发明制造的复式显微镜观察到的奇妙微观世界:“……(我)把一个跳蚤放在显微镜下观察。啊,我不禁要赞叹跳蚤的美!跳蚤毛的结构排列次序,我不仅看到一种艺术的美,我还看到了一种神圣的、信仰的美!”有趣的是,这个跳蚤甚至让一向持宗教怀疑论的胡克信奉了上帝。在描述软木塞的显微镜观测结果时,胡克还第一次引入了“细胞”(Cell)的概念——这使他成为现代生物学当之无愧的奠基人之一。

胡克在生物学上的另一大贡献是他对物种灭绝的阐述。在他生活的那个时代,动植物化石和矿石普遍被认为是在魔力作用下形成的“大自然的戏法”,也有一些学者坚信,化石是《圣经》中所述大洪水时期的遗留物。然而,在对海滨发现的化石进行仔细观察后,胡克在1667年发表文章中指出,“在此前的时代中,曾经存在过许多我们现在已经无法找到的其他物种”。直到几十年后,物种灭绝的概念才开始被人们所接受。

为胡克招致不幸的,是他在天体物理学领域的研究。1674年,他发表了《试证地球的运动》(Attempt to Prove the Motion of the Earth)。在这篇著作中,胡克阐述了自己的行星运动理论:一切天体都具有倾向其中心的吸引力或重力;天体在未受其他使其倾斜的作用力前保持直线运动不变;离吸引中心越近,吸引力越大;行星的运动是惯性、外在引力和自身引力共同作用的结果。1679年,在写给牛顿的信中,胡克还指出,这种引力可能与地球同太阳的距离的平方成反比。但是,尽管胡克研究重力学的历史长达20年,他的数学实在不好,计算不出行星的运行轨道。正因为这个原因,胡克才会给牛顿写信,请求帮助。

然而,在牛顿出版于1687年的具有划时代意义的论文集《原理》(也即《自然哲学的数学原理》)中,在讲述万有引力定律时,牛顿却只字不提胡克的帮助。当哈雷写信给牛顿,指出胡克承认做出证明的是牛顿本人,但“至少应当在序言中把他提一下”的时候,牛顿却激烈地回复道,“(胡克)至少必须节制一下他的虚伪”。

这使得胡克非常愤怒,开始指控牛顿盗用他的研究成果。此外,先前在光的波动学研究方面的争论也成为双方争执的焦点。牛顿对胡克的两项指控断然加以否认,两个人在皇家科学院吵翻了天,从此视若仇雠。

被牛顿视为敌人对于胡克来说,几乎是致命打击。撰写过《不平静的天才:罗伯特•胡克和他的地球观》的俄勒冈州立大学教授艾伦•唐•德雷克(Ellen Tan Drake)考据得出,在牛顿担任英国皇家科学院院长期间,他直接或间接地将上千种胡克设计的实验装置、模型以及化石标本加以销毁。甚至在胡克故世后,这位到晚年只能以注释奥维德《变形记》自娱的老人也没能逃脱迫害:他惟一的一张画像便毁于牛顿的支持者之手。

1703年3月3日,双目失明的胡克逝世于伦敦格雷欣学院(Gresham College)。在此后的300年中,他被描述为一个多疑多病、沉默孤僻、爱争功、难共事的人,因为先天生理上的缺陷而导致心理的变态。“胡克不是一个会做人的人,但难道这足以成为抹杀掉他作为天才的理由吗?”这样的问题,也许到300年后,依然振聋发聩。

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