300年後的復仇——胡克V.S.牛頓

2020-11-25 三聯生活周刊

300年後的復仇——胡克V.S.牛頓

2003-07-30 10:56 作者：魯伊 2003年第29期

「伊薩克·牛頓毫無疑問是那個時代最偉大的天才之一，但他一生中最大的汙點，就是抹殺了與他同樣偉大的羅伯特·胡克的貢獻」

「伊薩克•牛頓毫無疑問是那個時代最偉大的天才之一，但他一生中最大的汙點，就是抹殺了與他同樣偉大的羅伯特•胡克的貢獻」

7月7日和7月8日，在英國皇家科學院和倫敦格雷欣學院召開的專題學術會議中，羅伯特•胡克（Robert Hooke，有時也被譯作虎克）可能是被談論最多的名字之一。「說起17世紀英國的天才，你會想到牛頓，或者還有克里斯多福•雷恩（聖保羅大教堂和劍橋三一學院圖書館的建造者），但公眾對足可與他們匹敵的胡克在那個時代中扮演的重要角色和他做出的重大貢獻幾乎全然不知。這是不公平的，」威斯敏斯特學校化學及科學系主任羅德•必芬（Rod Beavon）指出。在胡克逝世300周年的時候，眾多學者們用數十本新書和論文為已屍骨無存的胡克向牛頓復仇，這樣的輪迴，多少有些悲涼。

羅伯特•胡克生於1635年7月18日，他20多歲就顯露出了非凡的科學天分。當時還是牛津大學學生的他加入了波義耳的實驗室，在那裡，他發現，彈性物體在彈性限度內，無論彎曲、扭轉、壓縮還是伸長，力與形變的比值恆為常數——這就是彈性力學的基本原理:胡克定律。

1665年，30歲的胡克出版了《顯微製圖》（Micrographia）一書。在這本當年風靡整個歐洲的科學著作中，胡克向人們展示了藉助他自己發明製造的複式顯微鏡觀察到的奇妙微觀世界:「……（我）把一個跳蚤放在顯微鏡下觀察。啊，我不禁要讚嘆跳蚤的美！跳蚤毛的結構排列次序，我不僅看到一種藝術的美，我還看到了一種神聖的、信仰的美！」有趣的是，這個跳蚤甚至讓一向持宗教懷疑論的胡克信奉了上帝。在描述軟木塞的顯微鏡觀測結果時，胡克還第一次引入了「細胞」（Cell）的概念——這使他成為現代生物學當之無愧的奠基人之一。

胡克在生物學上的另一大貢獻是他對物種滅絕的闡述。在他生活的那個時代，動植物化石和礦石普遍被認為是在魔力作用下形成的「大自然的戲法」，也有一些學者堅信，化石是《聖經》中所述大洪水時期的遺留物。然而，在對海濱發現的化石進行仔細觀察後，胡克在1667年發表文章中指出，「在此前的時代中，曾經存在過許多我們現在已經無法找到的其他物種」。直到幾十年後，物種滅絕的概念才開始被人們所接受。

為胡克招致不幸的，是他在天體物理學領域的研究。1674年，他發表了《試證地球的運動》（Attempt to Prove the Motion of the Earth）。在這篇著作中，胡克闡述了自己的行星運動理論:一切天體都具有傾向其中心的吸引力或重力;天體在未受其他使其傾斜的作用力前保持直線運動不變;離吸引中心越近，吸引力越大;行星的運動是慣性、外在引力和自身引力共同作用的結果。1679年，在寫給牛頓的信中，胡克還指出，這種引力可能與地球同太陽的距離的平方成反比。但是，儘管胡克研究重力學的歷史長達20年，他的數學實在不好，計算不出行星的運行軌道。正因為這個原因，胡克才會給牛頓寫信，請求幫助。

然而，在牛頓出版於1687年的具有劃時代意義的論文集《原理》（也即《自然哲學的數學原理》）中，在講述萬有引力定律時，牛頓卻隻字不提胡克的幫助。當哈雷寫信給牛頓，指出胡克承認做出證明的是牛頓本人，但「至少應當在序言中把他提一下」的時候，牛頓卻激烈地回復道，「（胡克）至少必須節制一下他的虛偽」。

這使得胡克非常憤怒，開始指控牛頓盜用他的研究成果。此外，先前在光的波動學研究方面的爭論也成為雙方爭執的焦點。牛頓對胡克的兩項指控斷然加以否認，兩個人在皇家科學院吵翻了天，從此視若仇讎。

被牛頓視為敵人對於胡克來說，幾乎是致命打擊。撰寫過《不平靜的天才:羅伯特•胡克和他的地球觀》的俄勒岡州立大學教授艾倫•唐•德雷克（Ellen Tan Drake）考據得出，在牛頓擔任英國皇家科學院院長期間，他直接或間接地將上千種胡克設計的實驗裝置、模型以及化石標本加以銷毀。甚至在胡克故世後，這位到晚年只能以注釋奧維德《變形記》自娛的老人也沒能逃脫迫害:他惟一的一張畫像便毀於牛頓的支持者之手。

1703年3月3日，雙目失明的胡克逝世於倫敦格雷欣學院（Gresham College）。在此後的300年中，他被描述為一個多疑多病、沉默孤僻、愛爭功、難共事的人，因為先天生理上的缺陷而導致心理的變態。「胡克不是一個會做人的人，但難道這足以成為抹殺掉他作為天才的理由嗎？」這樣的問題，也許到300年後，依然振聾發聵。■

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相關焦點

  • 胡克:牛頓腳下的巨人
    二 天神下凡——胡克的憤怒1668年，少年牛頓把第一架反射式望遠鏡放在了皇家科學院的案頭，這直接觸怒了胡克。德國大牛萊布尼茨跨過英吉利海峽，向英國皇家科學院展示了手搖計算機，頗受好評，胡克卻大放厥詞，認為不過爾爾，萊布尼茨也是倒黴，一生都要被英國人欺負，前有胡克，後有牛頓。
  • 比肩牛頓的天才胡克,因糟糕的情商自毀300年,值得職場人深思
    「最後一個文藝復興人」的天才：羅伯特˙胡克——然而，比起牛頓與哈雷，這樣一位近乎全才的天才，為什麼長達300多年竟不為後人所熟知呢？在實驗室發現並驗證物體之間的引力後，胡克只是提出了定性假設，而把萬有引力作為定律發現者的桂冠，在與牛頓掰扯了20多年後，還是讓給了牛頓。胡克這方面的短板，不僅導致了與牛頓翻臉，還與很多當世大家產生了糾紛。問題就在於胡克只善用己長，不善補己短。結果把短板效應放大了，以至本應屬於自己的很多成就歸屬別人不說，還為此與多人反目紛爭。
  • 想不到,大科學家牛頓和胡克的「萬有引力」之爭!
    但是在胡剋死後200多年間，他幾乎被人遺忘，直到20世紀他做為大科學家的地位才被確認。其主要原因是因為他得罪了牛頓。早在1662年，胡克已成為英國新成立不久的皇家學會的第一任實驗主任，次年成為學會會員。1669年，牛頓成為劍橋大學教授，開始講授他的光學研究。
  • 300年後，他擊敗了牛頓
    ……300年前，人類一直跟隨牛頓的思想；300年後，人類開始追隨萊布尼茨的邏輯。作為科學史上最偉大的對手，牛頓和萊布尼茨是閃耀在17世紀夜空的雙子星，熠熠生輝，一時瑜亮，但自1687年牛頓發表《自然哲學的數學原理》後，牛頓力學統治整個科學界近200年。
  • 胡克才是牛頓的真命天子!
    牛頓說，這個力的大小與物體運動速度的平方成正比，與物體運動圓周的半徑成反比。那麼怎麼證明這個結論呢？1969年，牛頓有一份手稿被發現，上面就繪製了一份草圖：一個物體從A處水平向由運動，如果不受力的話，應該會延AB方向一直運動下去，但實際在地球上，物體會延AC方向運動。為什麼會如此呢？這就說明有一個力將物體從B處拉到了C處。
  • 26歲就走上了科學巔峰,火燒胡克的實驗室,撕萊布尼茨的牛頓
    牛頓作為科學界的大佬，可以說是人類歷史上最重要的物理學家了。理論物理學就是從這位先生的牛頓三定律和萬有引力定律開始的。但是牛頓的主要學術貢獻與成就似乎在26歲前就做完了，26歲之後的牛頓就專注於鍊金術以及用公式證明上帝的存在，順便還炒炒股輸點錢，基本就是瞎折騰的後半生。牛頓很厲害，除了科學上的成就，他當過造幣廠的廠長，在金融街也是呼風喚雨的大佬。
  • 細讀牛頓與胡克、萊布尼茨間的「恩怨情仇」,科學界也沒那麼簡單
    眾所周知，牛頓對萬有引力作出的貢獻是毋庸置疑的。我們只看到了牛頓的偉岸形象，而光環下的人性我們從未謀面，那些豐功偉績，我們暫且不論。來看看牛頓與胡克、萊布尼茨之間的「恩怨情仇」。牛頓是家喻戶曉的科學家，作為同時代的人物，胡克的名氣雖然沒有牛頓的大，但是，在科學方面的見解也非常有建樹的。據了解，在引力的發現前期，胡克先發現引力的大小和距離的平方成反比這一重要理論，並且毫不猶豫的把這一觀點跟牛頓分享，並且得到牛頓的認可。後來，牛頓無情地拒絕了胡克希望其在萬有引力定律上提名的要求。
  • 光究竟是粒子還是波,牛頓和胡克竟為此結怨!到底怎麼回事?
    1672年，30歲的牛頓將這一發現寫成論文，名字叫《關於光與色的新理論》，提交到了英國皇家學會，這是他入選英國皇家學會會員後的第一篇正式科學論文，他認為光是由非常奧妙的微粒組成，光的分解和複合就如同七種顏色微粒的混合和分開，其實這也就是光的「微粒說」，這可以非常合理地解釋光的直線移動和反射性質，不過，不能很好地解釋光的衍射現象，所以，牛頓既沒有完全肯定「微粒說」也沒有明確反對
  • 牛頓是人類歷史上第二偉大的科學家嗎？
    其實平方反比定律是胡克在與牛頓的通信中為了教訓牛頓而提出的，他對此早有想法和見解。而對此沒什麼成熟想法的哈雷去求助牛頓。牛頓說：這題我會。然後……給出了證明！等到1687年牛頓發表他那著名的《自然哲學的數學原理》時，這個爭議達到了頂峰。哈雷在給牛頓的信中提到，胡克承認第一個證明的平方反比定律的是牛頓，但「至少應當在序言中把他提一下」。
  • 為何胡克被稱為英國達文西
    羅伯特·胡克是17世紀一位重要的英國科學家，也許最出名的是胡克定律、複合顯微鏡的發明以及他的細胞理論。他1635年7月18日出生於英國懷特島淡水，1703年3月3日在英國倫敦去世，享年67歲。胡克在古生物學研究中認為，化石是活的遺骸，吸收了礦物質，導致石化。他相信化石是地球上過去本質的線索，有些化石是滅絕的有機體。當時，滅絕的概念未被接受。1666年倫敦大火後，他與克里斯多福·雷恩合作，擔任測量師和建築師。胡克的建築物很少能存活到今天。
  • 「英國達文西」——胡克
    羅伯特·胡克（Robert Hooke，1635年7月18日－1703年3月3日），英國博物學家，發明家 他提出了彈簧的基本定理——胡克定律。 他還設計改進了顯微鏡、望遠鏡等，細胞的發明者。
  • 牛頓發現引力和蘋果有關?我們被騙了300多年,真相讓人憤怒
    如果說起牛頓和蘋果的故事，想必大家都不會陌生。據說在1666年左右，牛頓在一棵蘋果樹下思考物理學的問題，忽然被一個熟透的蘋果砸到了腦袋。於是牛頓就在思考：為什麼這個蘋果只會向下掉落，而不是向上掉落呢？由此，牛頓發現了「萬有引力」的存在。
  • 偉人的陰暗面:牛頓的一些醜事,真的不是故意黑
    在1679年，胡克與牛頓之間進行了關於引力問題的交流，在1679年11月，牛頓致信胡克說：「自己關於發現周日運動的想像，即設想一個自由落體落到地球上，通過地面進入地球內部，而不受任何物質的阻礙，則該落體將沿著一條螺旋形軌道運行，在旋轉數圈後，最終旋入（或十分接近）地心。」胡克回信說，物體不會按螺線運動，而是按「一種帶橢圓狀的曲線」運動，它的軌道將「像－橢圓」。
  • 這場持續300年的波粒大戰,由牛頓開始,在愛因斯坦的理論中結束
    這個問題在科學界的腦海裡產生之後，由此誕生了一場長達300年的波粒之戰。第一次波粒大戰第一次波粒之戰，牛頓還是一個繞不開的話題（當然，第二次也繞不開），你會發現翻閱整個物理學發展史，牛頓、愛因斯坦、玻爾、麥克斯韋這幾個人都是很難繞得開的存在。
  • 牛頓的陰暗面
    ，……，最後在1676和1677年之間的冬天我發現了一個命題：利用與距離平方成反比的離心力，行星必然環繞力的中心沿橢圓旋轉，……。」把牛頓的這段話與前面引的他與胡克的通信比較，可以看出在時間上是矛盾的。牛頓在這裡把他發現萬有引力的時間故意改寫在1679年與胡克通信之前，而且造出蘋果神話，其目的顯然是為了要獨吞萬有引力這項成果。 牛頓和胡克之間的梁子，不僅表現在對萬有引力發明權的爭議上，最早表現在胡克對牛頓的光的微粒說有不同的看法，因為胡克對光的本質是站在波動說一邊的。
  • 牛頓的蘋果 | 真的還是假的?(上)
    同年8月，哈雷來到劍橋並與牛頓見面，在與牛頓討論了一些別的問題後，他詢問牛頓如果行星受到太陽的吸引且引力與距離平方成反比，行星的軌跡是什麼？牛頓回答說是橢圓並稱自己做過計算，哈雷聞言大喜，請牛頓提供證明，牛頓說他未能找到給出這篇計算的論文，但同意另寫一篇。
  • 牛頓被蘋果砸的故事到底是真是假?
    一起來看看牛頓和蘋果的不解之緣。牛頓與蘋果的故事(圖1)大家耳熟能詳。英國紀念牛頓《自然哲學的數學原理》300 周年文集的封面用的就是一個蘋果。牛頓家鄉的蘋果樹還被移栽到世界各地的許多著名學術機構。胡克聲稱他能夠證明在這種情況下行星運動的軌跡是橢圓，但不打算立刻公布，因為這樣「人們就不會知道這個證明的難度」。不過眾人並不相信胡克的說法。同年8 月，哈雷來到劍橋並與牛頓見面，倆人討論了一些別的問題後，他問牛頓如果行星受到太陽的吸引且引力與距離平方成反比，行星的軌跡是什麼？牛頓回答說是橢圓，並稱自己做過計算。
  • 牛頓的蘋果,究竟是真是假?
    胡克聲稱他能夠證明在這種情況下行星運動的軌跡是橢圓，但不打算立刻公布，因為這樣「人們就不會知道這個證明的難度」，不過眾人並不相信胡克的說法。 同年8月，哈雷來到劍橋並與牛頓見面，在與牛頓討論了一些別的問題後，他詢問牛頓如果行星受到太陽的吸引且引力與距離平方成反比，行星的軌跡是什麼？
  • 牛頓預測的世界末日是2060年,有多大可信度?
    一、牛頓的生平 1643年1月4日生於英格蘭林肯郡鄉下的一個小村落 二、牛頓的成就 1.力學方面：牛頓於1687年發表的傳世巨著《自然哲學的數學
  • 樹大招風,對牛頓的車輪戰
    今天，牛頓出生(1643年1月4日；舊儒略曆1642年12月25日)。現在教科書時不時就出現牛頓這個，牛頓那個。牛頓那麼多成果是不是他親力親為的原創呢？按照現代人的科研感覺，太難了！1672年，胡克試圖證明地球繞太陽以橢圓軌跡運動。1679年，他提出了萬有引力平方反比定律，以解釋行星運動。朝向中心吸引運動……我的假設是，吸引總是與到中心距離倒數成平方比例……儘管胡克沒有給出關於其猜想的數學證明，但他首次提出了萬有引力的平方反比定律。這導致了他與牛頓的激烈爭執，牛頓隨後從《原理》中刪除了大部分關於胡克的提法。他們的仇恨持續了數十年。