رابرت هوک

دربارهٔ هوک

هوک به واسطهٔ قانون کشسانی (قوانین هوک)، کتابی به نام میکروگرافیا و به کار بردن کلمهٔ «سلول» برای اولین بار به عنوان پایه‌ای‌ترین واحد زندگی، در خاطره‌ها مانده‌است. حتی در حال حاضر نیز کمتر از آنچه انتظار می‌رود دربارهٔ زندگی او نوشته شده‌است. او در یک برهه، به‌طور هم‌زمان متصدی آزمایشگاه‌های انجمن سلطنتی و عضو شورای آن، استاد هندسه در کالج گرشام و نقشه‌بردار شهر لندن پس از آتش‌سوزی بزرگ این شهر بود که به نظر می‌رسد فعالیت او بعد از آتش‌سوزی بیش از نیمی از تمامی نقشه برداران بوده‌است.
او همچنین یکی از مهم‌ترین معماران زمان خود بود، هر چند تعداد کمی از ساختمان‌های او تاکنون باقی‌مانده‌اند و برخی از آن‌ها به‌طور کلی شهرت خود را از دست داده‌اند ولی در تنظیم قوانین طراحی برای لندن نقشی مفید داشته و تجربیاتش تا این زمان نیز باقی است. آلن چپمن او را به عنوان " لئوناردوی انگلستان " معرفی کرد. هوک در زمان حکومت کرامول، در کالج وودهام تحصیل کرد و همان‌جا بود که یکی از گره‌های ناگسستنی گروهی از سلطنت طلبان شد که محوریت آن‌ها حول جان ویکینیز می‌گشت. در اینجا او به عنوان دستیار توماس ویلیس و رابرت بویل مشغول به کار شد و پمپ خلاء استفاده شده در آزمایش قانون بویل را ساخت. او سازندهٔ برخی از نخستین تلسکوپ‌های گریگوری بود، گردش مریخ و مشتری را مشاهده کرد و بر اساس مشاهدات خود بر روی سنگواره ها، از طرفداران فرضیهٔ تکامل زیستی شد. او بر روی پدیدهٔ انکسار نور تحقیق کرد و نظریهٔ موجی بودن نور را ارائه داد و اولین کسی بود که اذعان داشت مواد در هنگام گرم شدن انبساط می‌یابند و هوا از ذرات کوچکی ساخته شده‌است که فاصلهٔ زیادی با یکدیگر دارند. او در زمینهٔ نقشه‌برداری و نقشه‌کشی پیشگام بود و در پروژه‌ای که منجر به طراحی اولین نقشهٔ مدرن شد، شرکت داشت.
او همچنین کشف کرد که نیروی ثقل متناسب با مجذور فاصله کاهش می‌یابد و چنین رابطه‌ای حاکم بر حرکت سیارات است، این ایده متعاقباً توسط نیوتن توسعه و ارائه شد. بخش عمده‌ای از کارهای علمی هوک زمانی که متصدی آزمایشگاه‌های انجمن سلطنتی بود، پستی که از سال ۱۶۶۲ میلادی به وی واگذار شد، یا زمانی که جزئی از خانوادهٔ رابرت بویل محسوب می‌شد، صورت گرفت.
بسیاری از آنچه دربارهٔ هوک می‌دانیم بر پایهٔ زندگی‌نامه‌ای است که از سال ۱۶۹۶ شروع به نوشتن آن کرد ولی ناتمام ماند. ریچارد والر این نوشته‌ها را مرجعی برای نوشتن معرفی نامه‌ای دربارهٔ زندگی کاری رابرت هوک پس از مرگش قرار داد که در سال ۱۷۰۵ به چاپ رسید. والر توانست به کمک زندگی‌نامهٔ استادان کالج گرشام اثر جان وارد و خلاصه زندگی‌نامه‌ها اثر جان آبری، زندگی‌نامه هوک را بنویسد.

زندگی

زندگی بزرگسالی او به سه دوره متمایز تقسیم می‌شود: به عنوان یک محقق علمی با استعداد ولی بی‌پول، دستیابی به ثروتی عظیم و کسب شهرت از طریق کار فراوان و دقت زیاد بعد از آتش‌سوزی بزرگ‌سال ۱۶۶۶ و در نهایت بیماری و مباحثه‌های فکری حسادت آمیز. ممکن است این مسائل به گمنامی تاریخی او مربوط باشد.

رابرت هوک در سال ۱۶۳۵ میلادی در فرش واتر واقع در جزیره وایت به دنیا آمد. نام پدرش جان هوک و نام مادرش سیسیلی جایل بود. رابرت آخرین فرزند از چهار فرزند خانواده بود. دارای یک برادر و دو خواهر بود که با کوچکترین آن‌ها هفت سال اختلاف سنی داشت. پدرش کشیش کلیسای انگلیس، معاون کلیسای بخش فرش واتر بود و دو برادرش نیز کشیش بودند. از رابرت هوک نیز انتظار می‌رفت که در تحصیلاتش موفق شود و به کلیسا ملحق شود. جان هوک مسئول مدرسهٔ محلی نیز بود، بنابراین می‌توانست شاید به دلیل ضعف جسمی فرزندش حداقل نیمی از دروس را در خانه به رابرت تعلیم دهد. او یک سلطنت طلب بود و هنگامی که به جزیرهٔ وایت فرار کرد یقیناً عضو گروهی بود که برای ادای احترام به چارلز اول به دیدارش رفتند. رابرت نیز، به عنوان یک سلطنت طلب وفادار بزرگ شد .

مانند جوانان، رابرت هوک نیز مجذوب مشاهدات، کارهای مکانیکی و نقاشی بود و می‌خواست که راه‌های مختلف را در زندگی اش دنبال کند. او یک ساعت برنجی را دمونتاژ کرد و یک المثنی از آن ساخت که به خوبی کار می‌کرد، او یاد گرفت که طراحی کند و مواد مورد نیاز خود را با استفاده از زغال سنگ، گچ و سنگ آهن بسازد. با مرگ پدرش در سال ۱۶۴۸، رابرت مجموع ۴۰ پوند را به ارث برد که توانست به وسیلهٔ آن در دورهٔ کارآموزی شرکت کند. به علت ناتوانی جسمی رابرت و وسایل مکانیکی ای که داشت، پدرش تصور می‌کرد که او ممکن است یک تعمیرکار ساعت یا طراح شود، چرا که به طراحی نیز علاقه نشان می‌داد. هوک دانش آموزی مستعد بود، بنابراین هرچند به لندن رفت تا دورهٔ کارآموزیش را ادامه دهد و با ساموئل کوپر و پیتر للی درس بخواند، ولی به زودی توانست وارد مدرسه وست مینستر که تحت مدیریت دکتر بازبی بود، شود. هوک به زودی به زبان لاتین و یونانی و عناصر اقلیدس مسلط شد. در اینجا نیز، شروع به مطالعهٔ مادام العمر خود بر روی مکانیک کرد.

فعالیت علمی

هوک در سن ۱۸ سالگی وارد دانشگاه آکسفورد شد و به زودی استعداد خود را در زمینهٔ مکانیک به جامعهٔ علمی آن زمان از جمله تامس ویلیس و رابرت بویل ثابت کرد. در هنگامی که بویل بر روی قانون مشهور خود کار می‌کرد، هوک به عنوان دستیار با او همکاری داشت.
پس از بازگشت سلطنت چارلز دوم محفل علمی غیررسمی آکسفورد هستهٔ انجمن سلطنتی جدید را تشکیل داد، در سال ۱۶۶۲ هوک متصدی آزمایش‌های آن گردید. او در این سال‌ها به فعالیت بر روی تلسکوپ و دیگر ابزار نجومی و ساعت‌ها مشغول بود و توانست اصلاحات فراوانی در این زمینه ایجاد کند.

معماری

هوک در زمان خود به عنوان نقشه‌بردار شهر لندن و دستیار کریستوفر ورن، شهرت یافت. هوک در سال ۱۶۶۶ پس از آتش‌سوزی بزرگ لندن، به ورن در بازسازی شهر کمک کرد و نیز، در طراحی «یادبود این آتش‌سوزی»، «رصدخانه سلطنتی گرینویچ»، «کاخ مونتاگو در بلومسبری» و بنای غیر معروف «بیمارستان بثلم» (که به نام بدلم شهرت یافت) نیز همکاری داشت. سایر مکان‌هایی که توسط هوک طراحی شده‌اند عبارتند از: کالج پزشکی سلطنتی در ۱۶۷۹، رگلی هال در وارویک شایر و شهرک کلیسایی در ویلن از میلتون کینز. همچنین همکاری هوک یا کریستوفر ورن در زمینه ساخت «کلیسای جامع سن پاول» صورت گرفت که در ساخت گنبد آن از روش هوک استفاده شده‌است. هوک همچنین در طراحی کتابخانهٔ پپیس شرکت داشته‌است، که در آن دست نوشته‌های ساموئل پپیس نگهداری می‌شود، این نوشته‌ها به عنوان معروف‌ترین شواهد واقعی آتش‌سوزی بزرگ لندن شناخته شده‌اند.
هوک در بازسازی لندن پس از آتش‌سوزی بزرگ، پیشنهاد کرد که خیابان‌های لندن را بر اساس الگوی چهارخانه مجدداً طراحی کنند که در آن بلوارهای پهن و انشعابات مختلف وجود دارد. این الگو بعدها در نوسازی پاریس، لیورپول و بسیاری از شهرهای آمریکا مورد استفاده قرار گرفت. این پیشنهاد به علت مشاجره‌های مرتبط با حقوق مالکین بی‌نتیجه ماند، زیرا که مالکین به صورت مخفیانه مرزهای املاک خود را تغییر داده بودند. هوک به علت شایستگی‌های خود در مقام یک نقشه‌بردار و درایتی که در کار خود داشت، در بسیاری از این مشاجره‌ها مورد نیاز بود.
به منظور مطالعهٔ بیشتر در مورد فعالیت‌های معماری هوک به کتاب نوشته شده توسط کوپر مراجعه کنید.

زیست‌شناسی

هوک به وسیلهٔ میکروسکوپ ساختهٔ خود موفق به شناخت واحد بنیادی ارگانسیم زنده شد و آن را سلول نامید. در سال ۱۶۶۵ در اثری با نام «میکرو گرافیا» به توصیف یافته‌های خود پرداخت که یکی از شاهکارهای علمی قرن ۱۷ میلادی محسوب می‌شود.
در سال ۱۶۶۵، هوک کتاب «میکروگرافیا» را که مشاهدات میکروسکوپی و تلسکوپی و برخی کارهای او در زمینه زیست‌شناسی را در بر می‌گرفت، منتشر کرد. هوک از اصطلاح سلول برای توصیف جانداران بیولوژیکی استفاده کرد. در واقع میکروسکوپ دست‌سازی که از چرم و طلا ساخته شده بود و هوک از آن برای مشاهدات منتشر شده در کتاب میکروگرافیا استفاده می‌کرد، توسط کریستوفر وایت در لندن ساخته شده بود و هم اکون در «موزهٔ ملی سلامتی و طب» در واشنگتن در معرض دید عموم قرار گرفته‌است. به علاوه کتاب میکروگرافیا شامل ایده‌های هوک – یا شاید ایده‌های هوک و بویل – در مورد سوختن مواد نیز می‌باشد. آزمایش‌های هوک او را به این نتیجه رساند که سوختن در واقع فرایندی است که در آن یک ماده با هوا ترکیب می‌شود. این اظهار نظر با عقیده دانشمندان امروزی مطابقت دارد ولی دانشمندان آن زمان (قرن هفدهم) موفق به درک معنی آن نشدند. هوک در ادامه چنین نتیجه‌گیری کرد که تنفس نیز نیازمند عنصری معین از هواست. پارتینگتون چنین ادعا می‌کند که: «اگر هوک به آزمایش‌های خود در مورد سوختن مواد ادامه می‌داد، احتمال داشت بتواند اکسیژن را کشف کند»

فیزیک

وی با بررسی حرکت سیارات به دور خورشید، برای نیروی گرانشی قانون عکس مجذور فاصله را پیشنهاد کرد که بعدها مورد استفاده ایزاک نیوتن قرار گرفت.

زمین‌شناسی

هوک زمین‌شناس ارزنده‌ای بود و دربارهٔ منشاء سنگوارهها مطالعاتی داشت. وی در معماری نیز صاحب نظر بود و پس از آتش‌سوزی بزرگ شهر لندن نقشه شهر را طرح کرد که بعداً از روی آن شهر نیویورک را بنا کردند. او در این کار مأمور شد که به عنوان زمین‌سنج با کریستوفر رن در تنظیم نقشه بازسازی لندن همکاری کند.

یکی از مشاهدات هوک در کتاب میکروگرافیا مربوط به فسیل‌های چوب بود که وی ساختار میکروسکوپی آن‌ها را با چوب معمولی مقایسه کرده بود. وی بر اساس این مشاهدات چنین نتیجه‌گیری کرد که اجسام فسیل شده مثل چوب‌های سنگی شده و صدف‌های فسیلی (از جمله آمونیت‌ها) در واقع بقایای موجودات زنده‌ای هستند که در آب مملو از مواد معدنی غوطه ور شده‌اند. هوک اعتقاد داشت که چنین فسیل‌هایی می‌توانند نشانه‌های قابل قبولی در مورد تاریخچهٔ زندگی در زمین در اختیار ما قرار دهند و علی‌رغم آن که برخی از طبیعت شناسان معاصر مثل جان ری که مفهوم «انقراض» را از لحاظ نظری غیرقابل قبول می‌دانستند با این نظر مخالف بودند، هوک بر این باور بود که فسیل‌ها در برخی موارد ممکن است گونه‌هایی را نشان دهند که در اثر نوعی از بلایای زمین شناختی، منقرض شده‌اند.

نجوم

یکی از چالش برانگیزترین مسائلی که هوک به آن پرداخت اندازه‌گیری فاصله تا ستاره‌ها (به غیر از خورشید) بود. ستاره‌ای که وی برای این منظور انتخاب کرد گاما اژدها بود و از روش تعیین اختلاف در دید استفاده کرد. پس از گذشت چندین ماه از مشاهدات هوک در سال ۱۶۶۹ وی به این نتیجه رسید که به نتیجهٔ دلخواه خود دست یافته‌است. اکنون این مسئله مشخص شده‌است که ابزار مورد استفاده هوک برای موفقیت در اندازه‌گیری چنین فاصله‌ای، بسیار غیر دقیق بوده‌است. گاما اژدها (راس التنین) همان ستاره‌ای است که جیمز بردلی در سال ۱۷۲۵ هنگام کشف «شکست نور» از آن استفاده کرد .

فعالیت‌های هوک در حوزهٔ علم نجوم فراتر از مطالعه فواصل ستاره‌ها بوده‌است. کتاب میکروگرافیا شامل مطالبی در مورد صورت فلکی ثریا و حفره‌های ماه نیز می‌باشد. هوک به انجام آزمایش‌هایی در مورد چگونگی شکل‌گیری احتمالی این حفره‌ها در ماه پرداخت، وی همچنین یکی از اولین مشاهده گران حلقه‌های سیاره زحل بود و یکی از نخستین منظومه‌های دو ستاره‌ای یعنی گاما آریتیس را کشف کرد.

شیمی

هوک به بررسی تفاوت فلزات و نمکها پرداخت و در کتابی خاصیت موئینگی و صعود مایعات در لوله‌ها را توضیح داد.