罗伯特·胡克（综述）

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　　 罗伯特·胡克 (Robert Hooke) FRS (/hʊk/；1635 年 7 月 18 日－1703 年 3 月 3 日)[4][a] 是一位英国博学者，活跃于物理学（“自然哲学”）、天文学、地质学、气象学和建筑学领域。[5] 他被认为是最早在 1665 年利用其设计的复合显微镜研究微观生物的科学家之一。[6][7] 胡克年轻时是一位贫困的科学研究者，后来成为他那个时代最重要的科学家之一。[8] 在 1666 年的伦敦大火之后，胡克以测量员和建筑师的身份，通过完成超过一半的地产界线测绘工作以及协助城市的快速重建，获得了财富和声誉。[9][8] 在他去世后的几个世纪中，胡克经常受到作家的贬低，但在 20 世纪末，他的名誉得以恢复，并被誉为 “英格兰的达·芬奇”。[10]

　　 胡克是皇家学会的院士，从 1662 年起担任其首任实验策展人。[9] 从 1665 年至 1703 年，他还担任格雷沙姆学院的几何学教授。[11] 胡克的科学生涯始于担任物理科学家罗伯特·波义耳（Robert Boyle）的助手。胡克制作了用于波义耳气体定律实验的真空泵，并亲自进行了实验。[12] 1664 年，胡克观测到火星和木星的自转。[11] 胡克在 1665 年出版的著作《显微图谱》（*Micrographia*）中首次提出了 “细胞”（cell）一词，这本书激发了显微研究的热潮。[13][14] 在光学领域的研究中——特别是对光折射的研究——胡克提出了光的波动理论。[15] 他是第一个提出以下假说的人：物质因热膨胀的原因，[16] 空气由不断运动的小颗粒组成，并由此产生压力，[17] 以及热是一种能量的概念。[18]

　　 在物理学中，胡克推测重力遵循反平方定律，并且可以说是第一个提出行星运动中这种关系假设的人。[19][20] 这一原理后来被艾萨克·牛顿（Isaac Newton）进一步发展并形式化为牛顿的万有引力定律。[21] 对这一见解的优先权争议促成了胡克与牛顿之间的竞争。在地质学和古生物学中，胡克创立了 “水陆球” 理论，[22] 因而质疑了《圣经》中关于地球年龄的观点；他还提出了物种灭绝的假说，并认为山丘和山脉是由地质过程抬升而成的。[23] 通过识别已灭绝物种的化石，胡克预示了生物进化论的诞生。[22][24]

1. 生平与作品

早年生活

　　 有关胡克早年生活的大部分信息来自他于 1696 年开始撰写但未完成的自传；理查德·沃勒 (Richard Waller) 在 1705 年出版的《罗伯特·胡克博士遗著》序言中提到了这部自传。[25][b] 沃勒的作品，以及约翰·沃德 (John Ward) 的《格雷沙姆教授的生平》[27] 和约翰·奥布里的《简短生平记》[28]，构成了胡克生平最重要的同时期传记资料。

　　 胡克于 1635 年出生在怀特岛的弗雷什沃特 (Freshwater)，父母是塞西莉·贾尔斯 (Cecily Gyles) 和英国国教牧师约翰·胡克 (John Hooke)，后者是弗雷什沃特全圣教堂的助理牧师。[29] 罗伯特是四个兄弟姐妹中最小的，比其他人小七岁（两个男孩和两个女孩）；他身体虚弱，起初并不被认为能活下来。[30][31] 虽然他的父亲教授了他一些英语、（拉丁）语法和神学，但罗伯特的教育大体上被忽视了。[32] 自己摸索着成长的胡克制作了许多机械玩具；看到一个拆开的黄铜时钟后，他用木头制作了一个复制品，并 “能正常运转”。[32]

　　 胡克的父亲于 1648 年 10 月去世，遗嘱中留给罗伯特 40 英镑（外加祖母留给他的 10 英镑）。[33][c] 13 岁时，他带着这笔钱去了伦敦，成为著名画家彼得·莱利 (Peter Lely) 的学徒。[35] 胡克还接受了肖像画家塞缪尔·库珀 (Samuel Cowper) 的 “绘画指导”，[34] 但 “油画颜料的气味不适合他的体质，导致他经常头痛”，于是他成为威斯敏斯特学校校长理查德·布斯比 (Richard Busby) 的学生。[37] 胡克很快掌握了拉丁语、希腊语和欧几里得《几何原本》；[11] 他还学会了弹奏管风琴[38]，并开始了对力学的终生研究。[11] 胡克后来在为罗伯特·波义耳的作品和自己《显微图谱》配图时，展示了他精湛的绘画技艺。[39]

牛津

　　 1653 年，胡克进入牛津大学基督教会学院，他以风琴师和唱诗班成员的身份获得了免费学费和住宿，并通过担任勤务生获得了基本收入，[40][d] 尽管他直到 1658 年才正式注册。[40] 1662 年，胡克获得了文学硕士学位。[38]

　　 在牛津学习期间，胡克还受雇为托马斯·威利斯博士的助理——威利斯是一位医生、化学家和牛津哲学俱乐部的成员。[42][e] 哲学俱乐部由沃达姆学院院长约翰·威尔金斯创立，他领导了这个重要的科学家团体，这个团体后来成为皇家学会的核心。[44] 1659 年，胡克向俱乐部描述了一些比空气重的飞行方法的要素，但他得出结论认为人类的肌肉力量不足以实现这一目标。[45] 通过俱乐部，胡克认识了赛思·沃德（大学的萨维利安天文学教授），并为沃德开发了一种机制，以改进用于天文时间测量的摆钟的规律性。[46] 胡克将他在牛津的日子描述为他终生科学热情的基础。[47] 他在这里结识的朋友，尤其是克里斯托弗·雷恩，在他整个职业生涯中都对他至关重要。威利斯还将胡克介绍给罗伯特·波义耳，俱乐部试图吸引波义耳来牛津工作。[48]

　　 1655 年，波义耳搬到牛津，胡克名义上成为他的助理，但实际上是他的共同实验者。[48] 波义耳一直在研究气体压力；尽管亚里士多德的格言 “自然厌恶真空” 广为流传，但真空可能存在的想法刚刚开始被讨论。胡克为波义耳的实验开发了一种空气泵，而不是使用拉尔夫·格雷特雷克斯的泵，胡克认为后者 “过于粗糙，无法完成任何重要任务”。[49] 胡克的设备促成了随后归因于波义耳的著名定律的发展；[50][f] 胡克具有特别敏锐的观察力，并且是一个熟练的数学家，这些特质波义耳并不具备。胡克教授波义耳学习了欧几里得的《几何原本》和笛卡尔的《哲学原理》；[9] 他们还通过实验认识到火是一种化学反应，而不是亚里士多德所说的自然界的基本元素。[52]

皇家学会

　　 霍克在皇家学会任职期间的科学工作概述见下文 “科学” 部分。

　　 根据 1935 年皇家学会图书管理员亨利·罗宾逊的说法：

　　 如果没有他每周的实验和丰富的工作，皇家学会几乎不可能存续，或者至少会以完全不同的方式发展。毫不夸张地说，他在历史上是皇家学会的创造者。[53]

　　 皇家学会（全称 “通过实验改进自然知识的皇家学会”[g]）成立于 1660 年，并于 1662 年 7 月获得皇家特许状。[54] 1661 年 11 月 5 日，罗伯特·莫雷提议任命一位实验策展人为学会提供实验支持，这一提议获得一致通过，并在波义耳的推荐下任命霍克为策展人。[9] 学会没有稳定的收入来完全支付 “实验策展人” 职位的费用，但在 1664 年，约翰·卡特勒设立了一笔每年 50 英镑的津贴，用于在格雷沙姆学院开设 “机械” 讲座，[55] 条件是学会必须任命霍克担任此任务。[56] 1664 年 6 月 27 日，霍克被正式任命为此职务，并于 1665 年 1 月 11 日被授予 “终身策展人” 头衔，年薪为 80 英镑，[h] 其中包括学会支付的 30 英镑和卡特勒的 50 英镑年金。[56][i]

　　 1663 年 6 月，霍克被选为皇家学会会士（FRS）。[57] 1665 年 3 月 20 日，他还被任命为格雷沙姆学院几何学教授。[58][59] 1667 年 9 月 13 日，霍克成为学会的代理秘书，[60] 并于 1677 年 12 月 19 日被任命为联合秘书。[61]

性格、人际关系、健康与去世

　　 尽管约翰·奥布里形容霍克是一个 “具有伟大美德和善良” 的人，[62] 但关于霍克性格中令人不快的一面也有许多记录。据他的第一位传记作者理查德·沃勒描述，霍克 “其人卑微”，“性情忧郁、多疑且嫉妒”。[63] 沃勒的评论在随后的 200 多年里影响了其他作者，导致许多书籍和文章——特别是艾萨克·牛顿的传记——将霍克描绘成一个不满、自私、反社会的牢骚满腹者。例如，亚瑟·贝里称霍克 “声称几乎所有当时的科学发现都是他的功劳”。[64] 萨利文写道，他是 “彻底不择手段的”，在与牛顿的交往中表现出 “不安的自负”。[65] 曼纽尔形容霍克 “爱争吵、嫉妒且报复心强”。[66] 根据莫尔的描述，霍克有着 “愤世嫉俗的性情” 和 “刻薄的言辞”。[67] 安德拉德对霍克更具同情心，但仍将其描述为 “难以相处”、“多疑” 和 “易怒”。[68] 1675 年 10 月，皇家学会理事会曾考虑过一项将霍克开除的动议，原因是他就钟表设计的科学优先权问题攻击克里斯蒂安·惠更斯，但该动议未获通过。[69] 霍克的传记作者艾伦·德雷克指出：

　　 > 如果研究当时的知识氛围，他所涉及的争议和竞争几乎是普遍现象，而非例外。相比于他的一些同时代人，霍克在面对涉及自己发现和发明的争议时的反应显得相对温和。[70]

　　 1935 年霍克日记的出版[71] 揭示了关于他社会和家庭关系的许多此前未知的细节。他的传记作者玛格丽特·埃斯皮纳斯指出：“通常将霍克描绘成一个忧郁...隐士的形象完全是错误的”。[72] 他与一些著名的工匠有交往，比如钟表匠托马斯·汤皮恩[73] 和仪器制造师克里斯托弗·考克斯。[74] 霍克经常与克里斯托弗·雷恩会面，两人有许多共同兴趣，并与约翰·奥布里保持了持久的友谊。他的日记还经常提到在咖啡馆和酒馆的会面，以及与罗伯特·波义耳共进晚餐的记录。在许多场合，他会与实验室助理哈里·亨特一起喝茶。尽管他大部分时间独自生活，除了负责打理他家务的仆人外，他的侄女格雷斯·霍克和他的堂弟汤姆·贾尔斯曾在他们年幼时与他同住过几年。[75]

　　 胡克从未结婚。根据他的日记，胡克在侄女格蕾丝年满 16 岁后与她发生了性关系。自 10 岁起，格蕾丝一直由胡克监护。[76][77]他还与几名女仆和管家有过性关系。胡克的传记作者斯蒂芬·英伍德认为格蕾丝是他生命中的挚爱，当她在 1687 年去世时，他深受打击。英伍德还提到 “他和格蕾丝之间的年龄差距很常见，不会像我们这样让同时代的人感到不安”。尽管如此，这种乱伦关系如果被发现，仍然会受到教会法庭的谴责和审判，但在 1660 年后，这并不是一项死罪。[78][]

　　 自幼，霍克患有偏头痛、耳鸣、眩晕和失眠发作。[80] 他还患有脊柱畸形，被诊断为舍尔曼氏驼背，这使得他在中年和晚年时期身体 “瘦弱且弯曲，头部过大，眼睛凸出”。[81] 霍克以科学的态度对待这些问题，通过自我治疗进行实验，在日记中认真记录症状、药物和效果。他经常使用氨水、催吐剂、泻药和鸦片，这些药物似乎随着时间的推移对他的身心健康产生了越来越大的影响。[82]

　　 霍克于 1703 年 3 月 3 日逝世于伦敦，在生命的最后一年中，他失明且卧病在床。在格雷沙姆学院的房间里发现了一个装有 8000 英镑现金和黄金的箱子。[83][k] 他的藏书包括超过 3000 本拉丁文、法文、意大利文和英文书籍。[83] 尽管他曾提到希望为皇家学会留下丰厚的遗赠，以他的名字命名图书馆、实验室和讲座，但没有遗嘱被找到，资金最终传给了一位名为伊丽莎白·斯蒂芬斯的堂亲。[84] 霍克被安葬在伦敦城毕晓普门的圣海伦教堂，[85] 但他的墓地确切位置至今未知。

2. 科学研究

　　 胡克在皇家学会的职责是根据自己的方法或会员的建议进行实验演示。他最早的演示之一包括关于空气本质的讨论，以及密封热空气的玻璃泡的内爆实验。[57] 他还展示了一个狗在胸腔打开的情况下可以存活，只要将空气泵入和排出其肺部。[86][l] 胡克观察到了静脉血和动脉血之间的差异，从而证明了 “生命之食”（Pabulum vitae）和 “火焰”（flammae）是同一种东西。[89][90]

　　 此外，他还进行了关于重力、物体下落、物体称重、不同时高度下气压的测量，以及长达 200 英尺（约 61 米）摆锤运动的实验。[89] 他的传记作者玛格丽特·埃斯皮纳斯（Margaret 'Espinasse）将他描述为英国第一位气象学家，这是基于他在《制作天气历史的方法》（Method for making a history of the weather）一文中的描述。[91]（胡克在文中指出，温度计、湿度计、风速计和记录表是进行规范天气记录所必需的。[92][n]）

天文学

　　 1664 年 5 月，胡克使用一台 12 英尺（3.7 米）的折射望远镜观测木星的大红斑，并持续观察了两个小时，记录下它在木星表面移动的过程。1665 年 3 月，他发表了这一发现，并由此意大利天文学家乔瓦尼·卡西尼（Giovanni Cassini）计算出木星的自转周期为 9 小时 55 分钟。[93]

　　 胡克研究的最具挑战性的问题之一是测量地球到太阳以外的恒星的距离。他选择了龙座伽马星（Gamma Draconis）并采用视差测量法进行观测。1669 年，经过数月的观测，胡克认为他已获得所需的结果。然而，现在已知他的仪器精度远不足以获得准确测量结果。[94]

　　 胡克的《显微图志》（*Micrographia*）包含对昴宿星团和月球陨石坑的插图。他还通过实验研究这些陨石坑的形成，并得出结论：它们的存在意味着月球必须具有自身的重力，这一观点大大偏离了当时的亚里士多德天体模型。[95] 此外，他还是土星环的早期观察者之一，[96] 并于 1664 年发现了首批双星系统之一的白羊座伽马星（Gamma Arietis）。[97]

　　 为了实现这些发现，胡克需要比当时已有仪器更先进的设备。因此，他发明了三种新机制：胡克关节，一种复杂的万向节，用于使仪器平滑跟踪被观测天体的视运动；首个钟表驱动装置，用于自动化观测过程；以及微米螺杆，使其观测精度达到十角秒。[98][99] 胡克对折射望远镜感到不满，因此他制造了第一台实用的格里高利反射望远镜，使用镀银的玻璃镜面。[100][101][o]

力学

　　 1660 年，胡克发现了以他名字命名的弹性定律，该定律描述了弹簧拉力与伸长量之间的线性关系。胡克最初以一个字谜的形式表达了这一发现：“ceiiinosssttuv”，并在 1678 年解开这个字谜，公开其含义为 “Ut tensio, sic vis”（“拉力随伸长量变化”）。[103] 他在弹性研究上的成果最终促成了平衡弹簧（或称发条游丝）的发明，这使得便携式计时器——手表能够以相对准确的方式记录时间。关于这一发明的优先权问题，胡克与克里斯蒂安·惠更斯展开了一场长期而激烈的争论，甚至在两人去世后仍持续了几个世纪。然而，皇家学会于 1670 年 6 月 23 日的记录中提到的一次实验展示了由平衡弹簧控制的手表，这可能支持胡克对这一创意优先权的主张。[104] 尽管如此，惠更斯通常被认为是第一个实际制造出使用平衡弹簧手表的人。[105][106]

　　 胡克通过字谜宣布弹性定律的方式，是当时科学家（如胡克、惠更斯和伽利略）用来确立优先权的一种方法，而无需立即公开细节。[107] 胡克还利用机械类比来理解基本的物理过程，例如球形摆的运动、球在空心锥中的运动，以证明重力的中心力作用，以及带有点荷载的悬挂链网，用以寻找顶部承重十字架的穹顶的最佳形状。[108][109]

　　 尽管仍有报道声称相反，[110] 胡克并未对托马斯·纽科门发明蒸汽机产生影响。这一错误的说法起源于《大英百科全书》第三版的一篇文章，现已被证实是误传。[111]

万有引力

　　 胡克的许多同时代人（如艾萨克·牛顿）相信以太是一种介质，用于在分离的天体之间传递引力和斥力。[112][113] 然而，胡克在其著作《显微图谱》（*Micrographia*, 1665）中提出了引力的吸引原理。在 1666 年提交给皇家学会的一份通信中，[114] 他写道：

　　 我将解释一个与现有任何理论完全不同的宇宙体系。它基于以下几个原则：1. 所有天体不仅其各部分对自身的中心具有引力，它们在各自的作用范围内还会相互吸引。2. 所有具有简单运动的物体，将会继续沿直线运动，除非受到某种外力的持续作用，使其偏离直线并描述圆、椭圆或其他曲线。3. 这种引力随着物体距离的接近而增强。至于这些力量随距离增加而减弱的比例，我承认尚未发现……

　　 胡克在 1674 年发表的格雷沙姆演讲《通过观察证明地球运动的尝试》（*An Attempt to Prove the Motion of the Earth by Observations*，于 1679 年出版）中指出，引力适用于 “所有天体”，[115] 并重申了上述三个原则。[116]

　　 然而，直到 1674 年，胡克的陈述中都未提及这些引力可能符合或适用反平方定律。他的引力模型尚未实现普适性，尽管比之前的假说更接近普适性。[117] 胡克未能提供相应的证据或数学证明；他在 1674 年表示：“至于这些（引力吸引）不同程度，我尚未通过实验验证。” 这表明他尚不清楚引力可能遵循的具体规律。关于他的整体提议，他补充说：“我目前仅仅是提出一个想法……由于我自己手头还有许多其他事情要完成，因此无法很好地专注于此研究。”[116]

　　 1679 年 11 月，胡克发起了与牛顿的一次著名书信交流，这些信件于 1960 年首次出版。[118] 胡克表面上的目的是告知牛顿，他（胡克）已被任命为皇家学会的通信管理人；[119] 因此，胡克希望从学会成员处了解他们的研究或他们对其他人研究的看法。胡克向牛顿询问了关于各种问题的意见。其中，胡克提到了 “通过切线的直线运动与朝向中心天体的吸引运动的合成形成的行星天体运动”；他的关于弹性的 “定律或原因” 的假说；一项来自巴黎的新行星运动假说（胡克详细描述了该假说）；改善或执行国家测绘工作的努力；以及伦敦和剑桥之间的纬度差异。[120]

　　 牛顿的回信提出了 “我自己的一个想法”，涉及一种地面实验，而不是针对行星运动的提议。这一实验设想使用悬挂在空中的物体并随后释放它。胡克希望探讨牛顿如何认为该实验能够通过物体偏离垂直线的方向来揭示地球的运动。但胡克还进一步假设，如果没有地球的阻碍，物体的运动会沿着一条螺旋路径继续到达地球中心。胡克不同意牛顿对物体继续运动的想法。随后，两人展开了进一步的简短通信；在通信的末尾，胡克于 1680 年 1 月 6 日写信给牛顿，表述了他的 “假设……吸引力总是与中心距离的倒数平方成比例，因此速度将与吸引力的平方根成反比，并因此如开普勒所假设的，与距离的倒数成正比”。[121]（胡克关于速度的推论是不正确的。[122]）

　　 1686 年，当牛顿的《自然哲学的数学原理》（Principia）第一卷提交皇家学会时，胡克表示他曾向牛顿提出过 “重力随中心距离的倒数平方递减的规律” 的 “概念”。与此同时，根据埃德蒙·哈雷当时的记录，胡克也承认 “由此生成的曲线的论证” 完全是牛顿的功劳。[123]

　　 根据 2002 年对倒数平方定律早期历史的评估：“到 17 世纪 60 年代末，‘重力与距离平方成反比’这一假设相当普遍，并且因不同理由由不同的人提出”。[124] 在 17 世纪 60 年代，牛顿在假设行星运动为圆形的情况下证明，径向力与到中心的距离呈反平方关系。[125] 牛顿在 1686 年 5 月面对胡克关于倒数平方定律优先权的主张时否认胡克应被认作这一观点的创作者，理由包括引用其他人的先前工作。[126] 牛顿还表示，即使他确实首次从胡克那里听说了倒数平方比例（牛顿称并非如此），他仍然应有部分权利，因为他进行了数学推导和论证。这些推导和论证使得观测可以作为这一定律准确性的证据，而根据牛顿的说法，胡克在没有数学论证和支持假设的证据的情况下，只能猜测这一规律在 “离中心很远的距离” 上大致成立。[127]

　　 牛顿在《自然哲学的数学原理》（Principia）的所有版本中确实承认并认可了胡克及其他人分别认识到太阳系中的倒数平方定律。在第一卷中关于命题四的 “学术注释”（Scholium to Proposition 4）中，牛顿提到了伦、胡克和哈雷的贡献。[128] 在给哈雷的一封信中，牛顿还承认他在 1679 年至 1680 年间与胡克的通信重新激发了他对天文学问题的兴趣，但牛顿表示，这并不意味着胡克告诉了他任何新的或原创性的东西。牛顿写道：

　　 “然而，我并未从他那里获得任何关于此事的启发……只是由于他给我带来的分心，使我从其他研究转向思考这些问题；以及由于他在写作中以一种独断的方式声称自己已经找到了椭圆运动，这促使我尝试验证它。”[129]

　　 尽管牛顿主要以数学分析及其应用和光学实验的先驱而著称，但胡克则是一位极具创造力的实验者，其实验范围非常广泛。然而，胡克将一些他的想法（如关于重力的理论）留在了未完善的状态。1759 年，在牛顿和胡克去世数十年后，著名的数学天文学家亚历克西斯·克莱罗特（Alexis Clairaut）回顾了胡克关于重力的已发表研究。根据斯蒂芬·彼得·里高（Stephen Peter Rigaud）的说法，克莱罗特写道：

　　 “胡克和开普勒的例子表明，从模糊地察觉到真理到真正证明真理之间有多么遥远的距离。”[q][130]

　　 I. 伯纳德·科恩（I. Bernard Cohen）评价道：“胡克对倒数平方定律的主张掩盖了牛顿更为根本的一个贡献：对曲线轨道运动的分析。在要求过多的荣誉时，胡克实际上剥夺了自己应得的荣誉，因为他确实提出了一个开创性的想法。”[131]

钟表学

　　 胡克在计时科学领域做出了重要贡献，并深度参与了当时的技术进步，包括：改进钟摆作为钟表的更佳调节器，提高钟表机制的精确度，以及利用游丝改进怀表的计时性能。

　　 伽利略曾观察到钟摆的规律性，惠更斯首次将钟摆应用于钟表中；[132] 1668 年，胡克展示了一种新装置，可以在不稳定的环境中保持钟摆规律摆动。[133] 他发明的齿轮切割机大幅提高了钟表的精确度和准确性。[133] 据沃勒（Waller）报道，到胡克去世时，这一发明已在钟表制造商中被广泛使用。[89]

　　 胡克宣称，他想出了建造海洋航时器以确定经度的方法。[134][q] 在博伊尔及其他人的帮助下，他试图为其申请专利。在此过程中，胡克展示了一种他自己设计的怀表，该怀表配备了一个与摆轮轴相连的螺旋弹簧。然而，胡克拒绝接受拟议合同中关于独家使用这一想法的逃避条款，最终导致该专利的放弃。[134][r]

　　 胡克独立于惠更斯开发了游丝的原理，并且至少早于惠更斯五年。[135] 惠更斯于 1675 年 2 月在《学者杂志》（*Journal de Scavans*）上发表了自己的研究成果，并制造了第一块使用游丝的功能性怀表。[136]

显微镜学

　　 1663 年至 1664 年间，胡克进行了显微镜观察和部分天文观察，并将其整理于 1665 年出版的《显微图志》中。这本书描述了显微镜和望远镜的观察结果，同时包含了他在生物学领域的原创研究。书中记录了对微生物（如微型真菌**毛霉菌**）的最早观察。[13][14] 胡克创造了 “细胞”（cell）这一术语，形容植物结构与蜂巢中的蜂窝相似。[137]

　　 胡克用于观察并创作《显微图志》的显微镜由克里斯托弗·科克在伦敦为其手工制作，皮革和金饰相辅，现陈列于马里兰州国家健康与医学博物馆。[7] 胡克的研究基于亨利·鲍尔的工作，后者在《实验哲学》（1663 年）中发表了显微镜研究成果。[6] 此后，荷兰科学家安东尼·范·列文虎克通过提高显微镜的放大倍数，进一步揭示了原生动物、血细胞和精子细胞的存在。[138][139]

　　 《显微图志》还包含胡克（或胡克与博伊尔合作）关于燃烧的想法。胡克通过实验得出结论：燃烧需要空气中的某种成分。现代科学家对此结论表示认可，但在 17 世纪，这一概念鲜为人知。他还推断呼吸和燃烧需要空气中的特定且有限的成分。[140] 根据化学史学家帕廷顿的说法，如果 “胡克继续他的燃烧实验，很可能他会发现氧气”。[141]

　　 塞缪尔·佩皮斯在 1665 年 1 月 21 日的日记中写道：“睡觉前，我在房间里坐着一直读到两点，读的是胡克先生的《显微观察》，这是我一生中读过的最有创意的书。”[142]

古生物学与地质学

　　 在《显微图志》中，胡克对化石木材进行了观察，并将其显微结构与普通木材进行了比较。这使他得出结论：如硅化木和菊石等化石化的物体实际上是曾经的生物遗骸，它们被浸泡在富含矿物质的水中而石化。[143] 胡克认为，这些化石可以提供有关地球生命历史的可靠线索，尽管当时像约翰·雷这样的博物学家出于神学上的理由反对灭绝的概念，但胡克提出，在某些情况下，这些化石可能代表由于某些地质灾难而灭绝的物种。[144]

　　 1668 年的一系列讲座中，胡克提出了一个在当时被视为异端的观点，即地球表面是由火山和地震形成的，地震导致贝壳化石出现在远高于海平面的地方。[145]

　　 1835 年，苏格兰地质学家、达尔文的同事查尔斯·莱尔在其《地质学原理》中评价胡克时写道：“他的论述……是那个时代最具有哲学性的作品，关于自然界有机和无机领域中过去变化的成因。”[146]

记忆

　　 胡克关于人类记忆的科学模型是最早的此类模型之一。1682 年，他在皇家学会的一次讲座中提出了一个机械类比的人类记忆模型，与之前作者主要基于哲学的模型有很大不同。[147] 这一模型涵盖了记忆的编码、记忆容量、重复、提取和遗忘等要素——其中一些与现代认知极为接近。[148] 据心理学教授道格拉斯·亨茨曼（Douglas Hintzman）所言，胡克模型的最有趣之处在于：它允许注意力和其他自上而下的因素影响记忆编码；它利用共振实现了并行的、依赖提示的记忆提取；它解释了记忆的新近效应；它为重复和启动效应提供了单一系统的解释；遗忘的幂律可以直接从该模型的假设中推导出来。[148]

其他

　　 1680 年 7 月 8 日，胡克观察到了与玻璃板振动模式相关的节点图案。他用弓擦过撒有面粉的玻璃板边缘，观察到节点图案显现。[149][150] 在声学方面，1681 年，胡克向皇家学会展示了如何利用旋转的黄铜齿轮产生特定比例切割齿所产生的音乐音调。[151]

3. 建筑学

　　 罗伯特·胡克是伦敦市的测量师，也是克里斯托弗·雷恩的首席助理，他在 1666 年伦敦大火后协助雷恩重建伦敦。[153] 胡克设计了伦敦大火纪念碑（1672 年）、[154][155][s] 布卢姆斯伯里的蒙塔古宅邸（1674 年）、[156] 和后来被称为 “贝德兰” 的贝特勒姆皇家医院（1674 年）。[157] 其他由胡克设计的建筑包括皇家内科医学院（1679 年）；[158] 阿斯克医院（1679 年）、[159] 华威郡的拉格利大厅（1680 年）；[160] 白金汉郡的威伦圣玛丽抹大拉教堂（1680 年）；[161] 以及威尔特郡的拉姆斯伯里庄园（1681 年）。[162] 他还参与了许多伦敦教堂的重建工作，这些教堂在大火中被毁；胡克通常被雷恩分包。在 1671 年至 1696 年间，雷恩的办公室向胡克支付了 2,820 英镑的费用，[t] 这一数额超过了他在皇家学会和卡特勒讲席职位上的所有收入。[163]

　　 雷恩和胡克都是热衷于天文学的人。伦敦大火纪念碑被设计为可用于天文观测的天顶望远镜，但由于交通震动未能实现这一功能。[164][165] 这一设计遗产可以在螺旋楼梯的构造中看到，该楼梯没有中央支柱，并且地下观察室仍然保留。胡克还与雷恩合作设计了圣保罗大教堂；胡克计算出理想的拱形形状是倒置的悬链线，因此得出一系列圆形拱形结构构成了大教堂圆顶的理想形状。[109]

　　 在大火后的重建中，胡克提出以网格模式设计伦敦街道，规划宽阔的林荫大道和交通主干道，[166] 这一模式后来被用于奥斯曼改造巴黎以及许多美国城市的设计中，雷恩和其他人也提出了类似的提案。国王的决定是，建造的预期成本、赔偿以及尽快恢复贸易和人口的需要意味着城市将按照原有的地产边界重建。[167] 胡克负责测绘废墟，以确定地基、街道边界和地产界限。他还积极参与了市议会法案（1667 年 4 月）的起草，该法案规定了正式确认和认证原始地基的程序。[168] 根据丽莎·贾丁（Lisa Jardine）的说法：“从 10 月 4 日开始的四周内，胡克帮助绘制了火灾受损区域的地图，开始为伦敦编制土地信息系统，并起草了重建的议会法案建筑法规”。[169] 史蒂芬·因伍德（Stephen Inwood）表示：“测量报告——通常由胡克撰写——展现出他能巧妙地处理复杂邻里纠纷的能力，并从纷繁的诉求和反诉中得出简明而明智的建议”。[170]

　　 胡克还必须测量并确认将被强制购买用于规划道路拓宽的土地，以便支付补偿金。[171] 1670 年，他被任命为皇家工程测量师。[172] 胡克与苏格兰制图师兼印刷家约翰·奥格尔比合作，精准详尽的测量工作促成了 1677 年一幅大比例尺伦敦地图的绘制，[152] 这是已知的首幅具有特定比例（1:1200）的地图。[173]

4. 肖像

　　 没有经过确认证实的罗伯特·胡克画像现存，这种情况有时被归因于胡克与艾萨克·牛顿之间激烈的冲突。然而，胡克的传记作者艾伦·查普曼驳斥了关于牛顿或其追随者故意毁掉胡克画像的说法，称其为一种神话。[176] 1710 年，德国古董学家兼学者扎卡里亚斯·康拉德·冯·乌芬巴赫访问皇家学会时提到，他被展示了 “波义耳和胡克” 的画像，并称画像非常逼真。然而，尽管波义耳的画像保存了下来，胡克的画像却遗失了。[10][177] 在胡克的时代，皇家学会在格雷沙姆学院举行会议。但在胡克去世后不久，牛顿成为学会会长，并计划迁入新的会址。1710 年，当皇家学会搬迁到新址时，胡克的画像是唯一遗失的画像，并且至今仍下落不明。[178] 根据胡克的日记，他曾为知名艺术家玛丽·比尔坐过画像，因此这样的画像可能曾经存在。[179] 相反，查普曼注意到，胡克去世后不久出版的理查德·沃勒的《罗伯特·胡克的遗作》中，尽管插图丰富，但却没有胡克的画像。[176]

　　 两篇同时代的文字描述记录了胡克的外貌。他的密友约翰·奥布里在胡克中年时创作巅峰期这样描述他：

　　 他中等身材，有点驼背，面色苍白，脸不长，但头颅很大，眼睛圆鼓，不够敏捷，是灰色眼睛。他有一头漂亮的棕色头发，微微卷曲且湿润。他在饮食等方面一向节制。

　　 ——《简短的生平》[9]

　　 理查德·沃勒在 1705 年的《罗伯特·胡克的遗作》中这样描述年老的胡克：

　　 至于他的外貌，他很不起眼，身体非常驼背。不过我听他说过，并从其他人那里得知，他在 16 岁之前一直很挺直，后来因经常练习用车床而变得弯曲……他一直很苍白和瘦削，晚年简直成了皮包骨，面容憔悴。他的眼睛是灰色的，年轻时目光敏锐，鼻子细长适中，嘴巴宽度一般，上唇薄，下巴尖，额头宽阔，头颅中等大小。他留着自己棕色的头发，很长并且凌乱地垂在脸上，未修剪。[63]

　　 1939 年 7 月 3 日，《时代》杂志发表了一幅据称是胡克的画像，但当阿什利·蒙塔古追溯其来源时，发现画像与胡克没有可验证的关联。蒙塔古指出，这两篇同时代的文字描述彼此一致，但都与《时代》杂志上的画像不符。[180]

　　 2003 年，历史学家丽莎·贾丁推测一幅新发现的画像可能是胡克，但辛辛那提大学的威廉·B·詹森驳斥了这一假设，并确认画像的主人是佛兰德学者扬·巴普蒂斯特·范·赫尔蒙特。[174][175]

　　 其他可能的胡克肖像包括：

• 胡克使用的一个印章上显示了一位男性头部的独特侧面画像，有人认为这可能是胡克的肖像。[176]
• 1728 年版《钱伯斯百科全书》的雕刻插画页展示了一幅胡克半身像的绘画。这幅画在多大程度上基于真实的艺术作品尚不清楚。[181]
• 伦敦主教门的圣海伦教堂曾有一扇纪念窗，但这是一幅公式化的描绘，而非精确的肖像。[176] 这扇窗在 1993 年的主教门爆炸中被毁。

　　 2003 年，业余画家丽塔·格里尔（Rita Greer）开始了一项纪念胡克的项目，创作了可信的肖像绘画和素描，她认为这些作品符合奥布里和沃勒对胡克的描述。格里尔的胡克肖像作品根据《自由艺术许可证》免费使用，这些肖像已被用于英国和美国的电视节目、书籍、杂志以及公共关系活动中。[176]

　　 2019 年，德克萨斯农工大学生物学副教授拉里·格里芬（Larry Griffing）提出，由玛丽·比尔（Mary Beale）创作的一幅名为《一位数学家的肖像》的画作，可能实际描绘的是胡克。格里芬指出，画中人物的外貌特征与胡克的描述相符。画中的人物指向一幅描绘椭圆运动的图画，这似乎与胡克的一份未发表手稿相符。画作还包含了一个显示相同原理的天球仪。根据格里芬的说法，画作背景中的建筑是位于坎布里亚的洛瑟城堡（Lowther Castle）及其圣迈克尔教堂（Church of St Michael）。胡克曾受委托参与该教堂的修缮，而比尔因其为洛瑟家族创作的大量作品，应当对这一项目有所了解。[1]

　　 格里芬推测，这幅画曾属于皇家学会，但在 1710 年牛顿担任学会主席并迁移学会总部时被遗弃。[1] 英国达勒姆大学教育学院的克里斯托弗·惠特克（Christopher Whittaker）对格里芬的分析提出质疑；惠特克认为，这幅画更可能是描绘艾萨克·巴罗（Isaac Barrow）。[3] 在回应惠特克时，[2] 格里芬重申了自己的推论。

5. 纪念活动

• 3514 Hooke：一颗小行星（1971 UJ）[182]
• 月球和火星上的陨石坑均以他的名字命名以示纪念。
• 胡克奖章：由英国细胞生物学会每年颁发，以表彰 “细胞生物学领域的新兴领导者”。[183]
• 2005–2009 年新建的纪念胡克的纪念碑列表：为纪念他逝世三百周年而设立的纪念物。
• 牛津的博伊尔-胡克纪念牌

6. 著作

• 《Reponse de Monsieur Hook aux considerations de M. Auzout contenue dans un lettre ecrite à l'auteur des Philosophical Transactions et quelques lettres ecrites de part & d'autre sur le sujet des grandes lunettes》（《胡克先生对奥佐特先生考虑的回复，包含在写给《哲学会刊》作者的一封信中，以及关于大透镜主题的几封信》）（法文）。巴黎：让·库松，1665 年。
• 《Lectures de potentia restitutiva, or, Of spring explaining the power of springing bodies》（《弹性恢复力讲座，或关于弹簧解释弹性体的作用》）。伦敦：约翰·马丁出版，1678 年。
• 《Micrographia》（《显微图谱》）：胡克，罗伯特（1635–1703）。描述通过放大镜观察微小物体的生理特征及相关探究……
• 《Collection of Lectures: Physical, Mechanical, Geographical and Astronomical》（《讲座集：物理、机械、地理和天文》）。伦敦：为皇家学会出版，印刷商约翰·马丁，1679 年。包括《尝试证明地球年运动》、《评注赫维留斯的天球机器》、《其他仪器的描述》、《对灯具的机械改良》、《1677 年彗星评论》、《显微镜》、《关于弹性的讲座》等内容。
• 《Philosophical experiments and observations》（《哲学实验与观察》）。伦敦：威廉·英尼斯与约翰·英尼斯出版，1726 年。
• 《The posthumous works of Robert Hooke, M.D. S.R.S. Geom. Prof. Gresh. etc.》（《罗伯特·胡克的遗作》）：包含他的卡特勒讲座及其他在著名皇家学会会议上发表的演讲，配有雕版插图。序言介绍了他的研究和工作，列举了他作为皇家学会实验策展人设计和制作的许多实验、仪器、发明和创作。理查德·沃勒，皇家学会秘书，1705 年。

7. 注释说明

• a.这些日期是根据当时在英格兰仍在使用的儒略历记录的。他的死亡日期增加了一个额外的复杂性：正式来说，公历年从 3 月 25 日开始，但当时的惯例是从 1 月 1 日开始计年。因此，他的法律死亡日期是 1702 年 3 月 3 日，但在通常使用中是 1703 年 3 月 3 日，如此处所示：根据当时的双重日期法，教堂记录中会记载为 1702/3 年 3 月 3 日。[4] 维基百科遵循大多数现代历史著作的惯例，即保留按儒略历计算的日期，但年份从 1 月 1 日开始，而不是从 3 月 25 日开始。（根据欧洲大部分地区使用的格里高利历，他出生于 1635 年 7 月 28 日，死于 1703 年 3 月 14 日。由于历法的不同，他的出生和死亡日期之间的偏差从十天增长到十一天，因为儒略历中 1700 年有一个 2 月 29 日，而格里高利历中没有。有关更详细的解释，请参见《1750 年日历（新式）法案》。）
• b. "SRS" 意为 “皇家学会秘书”。他也是皇家学会会士。"MD" 是牛津大学授予的荣誉学位。[26]
• c. 奥布里称金额为 100 英镑，[34] 但遗嘱（汉普郡档案办公室 1648809/1）明确写明为 40 英镑。[35] 根据零售价格指数调整，1648 年的 50 英镑相当于今天的约 8,300 英镑；[36] 格里宾夫妇估算其购买力大约接近 20,000 英镑。[33]
• d. 根据格里宾夫妇的说法，当时的清教法律禁止在教堂内演奏音乐。与胡克名义上的服务关系相关的古德曼先生并不是一名本科生，因此胡克无需提供任何回报服务。[41]
• e. 威利斯开创性著作《De anima brutorum》的偶然存世副本，作为作者的礼物，被胡克从威尔金斯的图书馆中挑选出来作为纪念品，地点是在约翰·蒂洛森的邀请下。这本书目前保存在惠康图书馆。[43]
• f. 格里宾夫妇写道：“现在普遍接受的是，发现现今被称为‘波义耳气体定律’的人实际上是胡克”。[51] 波义耳在 1662 年的书中发表了该定律，但并未声称它是自己的发现。[50]
• g. 后来更名为 “促进自然知识的伦敦皇家学会”（The Royal Society of London for Promoting Natural Knowledge）。
• h. 按今天的零售价格指数计算，大约相当于 16,200 英镑，而非依据当时的收入水平。
• i. 卡特勒被证明不可靠，胡克不得不在接下来的几年中起诉他以确保支付款项。[56] 在卡特勒去世后，胡克寻求卡特勒家族朋友的帮助，其中包括礼服商公司（The Haberdashers Company）的理查德·莱维特（Richard Levett），胡克曾与莱维特在一项建筑项目中单独合作，以帮助追回卡特勒所欠的资金。[29]
• j. 英伍德认为胡克不太可能是格蕾丝女儿的父亲，更有可能的父亲是怀特岛总督罗伯特·霍姆斯爵士。[79] 贾丁同意此观点。[77]
• k. 约合今天的 1,700,000 英镑。
• l. 胡克对活体解剖的经历感到痛苦。在写给波义耳的信中，他写道：“我几乎不会再被劝诱做这种试验，因为这会折磨生物。”[87]
• m. “在这里，我们观察到燃烧与动物呼吸之间惊人的相似之处。古人似乎比后来的哲学家对呼吸有更准确的理解。他们认为空气中含有一种原则，支持并滋养生命，他们称之为‘生命的食物’（pabulum vitae）。”——托马斯·加内特，《关于动物生命、健康和疾病的动物学讲座》（1804 年）[88]。我们现在知道这是氧气。
• n. 胡克在《方法》中描述了一种风速计，但他并未发明它。参见风速计和板式风速计。
• o. 在格雷戈里最初的努力和胡克改进之间，艾萨克·牛顿建造了一台反射望远镜——但由于其镜子由抛光钢制成，很快就因氧化而失效。[102]
• p. 原法文：“L'exemple de Hook & celui de Kepler [serve] à faire voir quelle distance il y a entre une vérité entrevue & une vérité démontrée.”（意为 “胡克和开普勒的例子表明，从猜测的真理到证明的真理之间的距离。”）
• q. 正如杰玛·弗里西斯早已观察到的，每四分钟的时间差相当于一个经度的差异。纬度则可以通过六分仪轻松确定。
• r. 胡克的独占权会在其他人对此进行改进时失效，他认为这很容易实现。[134]
• s. 这座建筑上的铭牌将其归于雷恩是不正确的。[155]
• t. 约合今天的 611,000 英镑。

8. 参考文献翻译

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来源翻译

　　
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进一步阅读：

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• Chapman, Allan; Kent, Paul（编辑）（2005 年）。《罗伯特·胡克与英国文艺复兴》。Gravewing 出版社。ISBN 978-0-85244-587-7。
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• Cooper, Michael（1998 年）。《罗伯特·胡克在伦敦大火后作为测量员的工作：第三部分：与重建相关的纠纷和投诉的解决》。《伦敦皇家学会记录与纪事》。第 52 卷（第 2 期）：205–220 页。doi:10.1098/rsnr.1998.0046。JSTOR 531857。
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• Cooper, Michael; Michael Hunter（2006 年）。《罗伯特·胡克：三百年研究》。Ashgate 出版社，佛蒙特州伯灵顿。
• Gunther, Robert（1930 年）。《牛津的早期科学》。第 6 卷：罗伯特·胡克的生平与工作。私人印刷。Gunther 的《牛津的早期科学》有 14 卷，其中 5 卷专门讨论胡克。
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9. 另见：

• 悬链线（Catenary） – 悬挂链条形成的曲线
• 大红斑（Great Red Spot） – 木星大气层中的持久风暴
• 胡克原子（Hooke's atom） – 类氦人工原子，使用谐波势而非库仑势
• 胡克定律（Hooke's law） – 物理定律：使弹簧变形所需的力与距离线性相关
• 光学显微镜（Optical microscope） – 使用可见光的显微镜
• 光栅（Reticle）– 光学设备中的瞄准标记，例如十字线
• 推拉窗（Sash window） – 由一个或多个可移动面板构成的窗户
• 萨伐尔轮（Savart wheel）– 产生音调的声学装置
• 阴影图（Shadowgraph） – 揭示非均匀性的光学方法
• 万向节（Universal joint） – 具有可弯曲旋转轴的机械装置
• 天文仪器制造者列表（List of astronomical instrument makers）

10. 外部链接：

• 罗伯特·胡克，由威斯敏斯特学校托管
• 罗伯特·胡克的作品，在 Project Gutenberg 上
• 罗伯特·胡克的作品或相关内容，在 Internet Archive 上
• 罗伯特·胡克的作品，在 LibriVox 上（公共领域有声书）
• 罗伯特·胡克的作品，在 Open Library 上
• 《显微图志》（Micrographia）
• 胡克的《显微图志》，在 Project Gutenberg 上（可下载合集，包括可搜索的 ASCII 文本以及包含图像的完整 HTML 文档）
• 胡克的《显微图志》，在 Linda Hall 图书馆
• Micrographia 数字化图像 - 由肯塔基大学图书馆特别收藏研究中心保存。
• 发现的罗伯特·胡克失传手稿 - 来源于《卫报》。
• 皇家学会购买的手稿 - 来源于《卫报》。
• 罗伯特·胡克的书籍 - 一个可搜索的数据库，包含罗伯特·胡克拥有或注释过的书籍。
• Westfall, Richard S. "罗伯特·胡克" - 来自莱斯大学伽利略项目，检索日期为 2008 年 2 月 16 日。
• Cooper, Michael (2008 年 5 月 11 日). "尘埃落定后：2003 年后的罗伯特·胡克观点" - 来自格雷沙姆学院的教授迈克尔·库珀的 60 分钟演讲，包含幻灯片、音频、视频和参考文献的链接。
• Hall, A R (1951 年 10 月). "罗伯特·胡克的两篇未发表的讲座" - 来自芝加哥大学出版社，包含胡克与牛顿在 1679 年 12 月 9 日和 1679 年 12 月 13 日的信件。
• Henderson, Felicity (2007 年 5 月 22 日). "罗伯特·胡克备忘录中未发表的材料" - 描述了胡克 1672 年 3 月至 7 月和 1681 年 1 月至 1683 年 5 月的日记内容。
• Koyré, Alexandre (1952 年 12 月). "罗伯特·胡克致艾萨克·牛顿的未发表信件" - 讨论了 1679 年两人的信件。
• 怀特岛的罗伯特·胡克小径 - 由罗伯特·胡克学会管理，位于弗雷什沃特。