Гука смело можно назвать одним из отцов физики , в особенности экспериментальной , но и во многих других науках ему принадлежат зачастую одни из первых основополагающих работ и множество открытий.
Биография [ | ]
Отец Гука подготавливал его первоначально к духовной деятельности, но ввиду слабого здоровья Роберта и проявляемой им способности к занятию механикой предназначил его к изучению часового мастерства. Впоследствии, однако, молодой Гук проявил интерес к научным занятиям и вследствие этого был отправлен в Вестминстерскую школу, где успешно изучал языки (латинский , древнегреческий , иврит), но в особенности интересовался математикой и показал большую способность к физике и химии.
Способность его к занятиям физикой и химией была признана и оценена учёными Оксфордского университета , в котором он стал заниматься с 1653 года. Он стал помощником химика Виллиса, а потом известного физика Роберта Бойля .
Открытия [ | ]
К числу открытий Гука принадлежат:
и многое другое.
Первое из этих открытий, как утверждает он сам в своём сочинении «De potentia restitutiva », опубликованном в , сделано им за 18 лет до этого времени, а в было помещено в другой его книге под видом анаграммы «ceiiinosssttuv », означающей «Ut tensio sic vis ». По объяснению автора, вышесказанный закон пропорциональности применяется не только к металлам, но и к дереву, камням, рогу, костям, стеклу, шёлку, волосу и проч. В настоящее время этот закон Гука в обобщённом виде служит основанием математической теории упругости . Что касается прочих его открытий, то в них он не имеет такого исключительного первенства; так, цвета тонких плёнок в мыльных пузырях Бойль заметил за 9 лет ранее; но Гук, наблюдая цвета тонких пластинок гипса, подметил периодичность цветов в зависимости от толщины: постоянство температуры таяния льда он открыл не ранее членов флорентийской академии, но постоянство температуры кипения воды подмечено им ранее Ренальдини ; идея о волнообразном распространении света высказана им позже Гримальди , хотя и в более четком, определенном и чистом виде.
Идею же об универсальной силе тяготения, следуя Кеплеру , Гук имел с середины 1660-х годов, затем, ещё в недостаточно определённой форме, он выразил её в в трактате «Попытка доказательства движения Земли » , но уже в письме 6 января 1680 года Ньютону Гук впервые ясно формулирует закон всемирного тяготения и предлагает Ньютону, как математически более компетентному исследователю, строго математически обосновать его, показав связь с первым законом Кеплера для некруговых орбит (вполне вероятно, уже имея приближённое решение). С этого письма, насколько сейчас известно, начинается документальная история закона всемирного тяготения. Непосредственными предшественниками Гука называют Кеплера , Борелли и Буллиальда , хотя их взгляды достаточно далеки от ясной правильной формулировки. Ньютону также принадлежат некоторые работы по тяготению, предшествовавшие результатам Гука, однако большинство самых важных результатов, о которых позднее вспоминал Ньютон, во всяком случае не было им никому сообщено.
Изобрёл множество различных механизмов, в частности для построения различных геометрических кривых (эллипсов, парабол). Предложил прототип тепловых машин.
Кроме того, он изобрёл термометр-минима, усовершенствованный барометр , гигрометр , анемометр , регистрирующий дождемер; делал наблюдения с целью определить влияние вращения Земли на падение тел и занимался многими физическими вопросами, например, о влияниях волосности, сцепления, о взвешивании воздуха, об удельном весе льда, изобрёл особый ареометр для определения степени пресности речной воды (water-poise). В Гук представил Королевскому обществу модель изобретённых им винтовых зубчатых колёс, описанных им впоследствии в «Lectiones Cutlerianae » (). Эти винтовые колёса известны теперь под именем Вайтовых колёс. Карданово сочленение , служащее для подвеса ламп и компасных коробок на судах, Гук применил для передачи вращений между двумя валами, пересекающимися под произвольным углом.
Установив постоянство температур замерзания и кипения воды, вместе с Гюйгенсом, около предложил эти точки в качестве реперных для шкалы термометра.
Другие достижения [ | ]
Вилленская церковь
Память о Роберте Гуке [ | ]
В память о Роберте в 1935 г. Международный астрономический союз присвоил имя Роберта Гука
Англичане XVII века считали Роберта Гука самым изобретательным человеком, который когда-либо жил. Посвятив много времени изучению упругости, он в конце концов сформулировал закон, названный его именем. Тем не менее научные интересы Гука не ограничивались физическими явлениями. Он также оставил заметный след в архитектуре, математике и астрономии.
| Роберт Гук |
Наследие Роберта Гука
Будущий ученый родился в 1635 году на острове Уаит. Учился в Оксфордском университете. Вместе с Робертом Бойлем, известным английским химиком и физиком, участвовал в создании воздушного насоса. В 1662 году Гук получил свое первое назначение – куратора экспериментов при Лондонском королевском обществе. В следующем году его избрали членом этого общества, а спустя еще два года Роберт Гук получил кафедру геометрии в Оксфордском университете.
В 1666 году Лондон пережил пожар невиданных масштабов, после чего Гук стал одним из тех, кому власти поручили восстановление города. Над этим проектом он трудился вместе с главным смотрителем королевских зданий Кристофером Реном. Первое здание Британского музея (Дом Монтегю) и Лондонский мемориал, возведенный в память о страшном пожаре, – свидетельства архитектурного таланта Роберта Гука.
Кроме того, он выполнил большую часть проекта, по которому впоследствии была построена Гринвичская обсерватория. Интересно, что Лондонский мемориал, представляющий собой самую высокую безопорную каменную колонну в мире (ее высота 62 м), ученый собирался использовать для проверки теории гравитации.
Роберт Гук был еще и неплохим астрономом. Например, он создал зеркальный телескоп, установил, что Юпитер вращается вокруг своей оси, и даже двести лет спустя его рисунки Марса использовались для расчетов скорости вращения этой планеты.
Сегодня Гук не столь известен, как его оппонент Исаак Ньютон, однако некоторые его изобретения до сих находят свое применение. Универсальный шарнир,
используемый в автомобилях, – один из таких примеров. Другой пример – термин «клетка», введенный Робертом
Гуком при описании строения пробки.
Кстати, пробку ученый исследовал под усовершенствованным микроскопом, который сконструировал по его проекту английский конструктор Кристофер Кок. С помощью этого микроскопа Гук изучал окаменелости и пришел к заключению, что перед ним останки древних организмов. Также он рассматривал различных насекомых, тщательно зарисовывал увиденное, а затем в 1665 году издал книгу «Микрография».
Ее выход наделал в Лондоне много шума. На гравюрах размером 30х45 см красовались насекомые, запечатленные в мельчайших деталях. Говорят, самым известным рисунком стал рисунок блохи. Во-первых, потому что Гук изобразил ее со всеми шипами, коготками, крючками и щетинками.
А, во-вторых, состоятельные англичане вдруг узнали, что эти насекомые нередко живут в их собственных домах, ведь с гигиеной в Новое время было далеко не благополучно. В общем, впечатлительные дамы падали в обморок, разглядывая «Микрографию» Роберта Гука.
Тем не менее, издавая книгу, ученый не ставил перед собой цель развлечь публику. Это был научный труд, один из первых, созданный на основе микроскопических наблюдений. Кроме усовершенствованной модели микроскопа, Роберт Гук изобрел спиральную пружину для часов, диафрагму, регулирующую размер отверстия объектива, и многое другое.
Почему забыт
Из всего сказанного выше, очевидно – Роберт Гук действительно был выдающимся изобретателем и ученым Нового времени. Неудивительно, что сегодня его часто сравнивают с Леонардо да Винчи. Однако удивительно другое – почему столь разносторонний ученый был забыт?
 |
| Усовершенствованный микроскоп Роберта Гука |
Как это ни печально, Исаак Ньютон, ранее считавший Гука своим учителем, впоследствии стал его главным противником. Спустя 22 года после публикации «Микрографии» Ньютон издал «Математические начала натуральной философии». В этом труде он среди прочего описал закон гравитации, к исследованию которого его побудили идеи Гука в этой области.
Содержание
книги вызвало не просто разногласия между двумя учеными, оно привело к
окончательному разрыву. Обозленный Ньютон сначала из своей книги удалил ссылки
на работы Гука, а затем дошел до того, что приложил все силы, дабы имя его
оппонента исчезло со страниц истории науки.
Например, после назначения Ньютона
президентом Королевского общества исчезли бумаги Гука, его единственный портрет
и все принадлежавшие ему инструменты. (Тот портрет, который вы видете в начале статьи,
– это современная реконструкция, выполненная по сохранившимся описаниям современников).
Сообщение о , которое изложено в этой статье, расскажем об английском натуралисте, физике и исследователе.
Роберт Гук вклад в биологию. Что открыл Роберт Гук?
Роберт Гук вклад в биологию состоит в том, что он был первым, кто применил микроскоп в целях исследования животных и растительных тканей. Изучая срез сердцевины бузины, ученый увидел, что он состоит из большого количества мелких образований. Гук назвал их клетками.
Краткая информация о Роберте Гуке
Родители хотели, чтобы их сын Роберт посвятил свою жизнь духовной деятельности. Из-за слабого здоровья и увлечения механикой, Гука отправляют изучать часовое мастерство. В дальнейшем юноша проявил интерес к науке и стал обучаться в Вестминстерской школе. Здесь будущий ученый изучал математику, механику, физику и языки. Благодаря своему острому уму Гук в 1653 году поступил в Оксфордский университет.
Роберт Гук открытия в биологии
В университете он стал изучать физические свойства обычной пробки. Его сильно заинтересовал вопрос, по какой причине она обладает высокой плавучестью. Дабы выяснить это, Гук провел много наблюдений, делая срезы на пробке и изучая их под микроскопом. В ходе исследований ученый выявил, что она состоит из большого количества маленьких ячеек, похожих на монашеские кельи. В 1665 году Роберт Гук впервые описал, как устроены эти ячейки с перегородками. Результаты наблюдений он описал в труде «Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные посредством увеличительных стекол». В нем ученый впервые употребил термин «клетка». Потом натуралист изучал срез сердцевины бузины и пробки, рассматривая под микроскопом все те же образования, похожие на ячейки из пчелиных сот. Хотя, на самом деле, он рассматривал не сами клетки, а их оболочки. Вот как Роберт Гук открыл клетку.
Кроме исследования клетки, ученый в своей книге описал происхождение полезных ископаемых, удаленные планетные тела и вопросы теории света. Его труд «Микрография» вызвал неподдельный интерес в научных кругах.
Что открыл Роберт Гук?
Кроме биологии ученый Роберт Гук увлекался изучением окаменелостей. Поэтому его также считают основателем палеонтологии. Кроме того, он собственноручно иллюстрировал свою книгу и сделал для нее гравюры. Ученый придумал для арифметических сложных действий вычислительную машину и модернизировал прибор, который изучал магнитное поле планеты.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какое открытие сделал Роберт Гук.
К концу семнадцатого века произошло несколько важных событий не только в совершенствовании микроскопии как средства познания окружающего мира, но также и в целях этого познания.
На заре реставрации королевского дома Стюартов, в лице короля Чарльза II (как будто бы и не было девятнадцати лет протектората семейства Кромвелей), в январе 1665 года, англичанин Роберт Гук (Robert Hooke) -- автор закона, названного его собственным именем (тот самый который звучит «растяжение пропорционально приложенной силе» или как-то так), публикует свой высокоученый и, надо сказать, великолепно иллюстрированный труд «Микрография» (Micrographia) отражающий потрясающе огромный круг интересов Гука.
В этой работе описывается множество различных предметов и явлений, начиная с особенностей и закономерностей отражения и преломления световых лучей в различных средах,
продолжая подробным морфологическим описанием срезов волос, и морфологии искр, получаемых при помощи огнива,
а также некоторых насекомых,
заканчивая снежинками,
кратерами на луне и звездами.
Что интересно, Гук не только описывает микроскопическое устройство, но и проводит параллели между их строением и физическими (физиологическими) свойствами, но эта работа примечательна даже не всеми этими, безо всякого сомнения, достоинствами, а тем, что в этой книге впервые в истории естествознания, описана наименьшая частица, которая может быть названа жизнью - клетка “cellula” и именно в этой книге, она получила свое название, которое осталось за ней по сей день и вероятно, навсегда. Кстати книга чудесно написана, весьма, рекомендую ознакомиться с чудесным старомодным английским и полюбоваться прекрасными гравюрами. Одно интересное наблюдение, строчные буквы “s” и некоторые “th” в использованном шрифте очень напоминают буквы “f” отчего вся книга кажется, немного шепелявой пока не привыкнешь. Как жалко, что у меня нет достаточно времени, чтобы ее прочесть, наверное, займусь этим, когда стану совсем старым пердуном и смогу ходить только под себя.
Однако мы немного отвлеклись. Микроскоп, который использовал Роберт Гук в общем напоминал остальные, обычные для той эпохи микроскопы. К тому моменту микроскоп претерпел несколько конструктивных усовершенствований и намного больше напоминал известный нам сейчас. Микроскоп состоял из раздвижного тубуса, сделанного из дерева или папье-маше, обтянутого тонкой выделки кожей с тиснением. Тубус был снабжен окулярной чашкой, для того чтобы сохранять необходимую дистанцию между глазом и окуляром, на объективе была устроена резьба, которая также позволяла фокусировать микроскоп поворачивая его в держателе, прикрепленным шарнирным соединением, (позволявшим наклонять тубус) к утяжеленной платформе, на которой находилось острие для фиксации исследуемого образца.
И хотя Гук не изобретал свой собственный велосипед микроскоп, тем не менее, он сделал несколько значительных усовершенствований в отношении его оптического аппарата. Так, Гук использовал двояковыпуклую линзу в объективе и две дополнительных плосковыпуклых линзы, расположенных выпуклыми поверхностями друг к другу, одно размещенное в окуляре, а другое -- в тубусе микроскопа. Линзы в тубусе и в окуляре были съемными и линзу в тубусе микроскопа могла быть извлечена для того, чтобы уменьшив сильные сферические и хроматические аберрации изображения (такие искажения изображения, которые возникают в результате неравного преломления лучей света с разной длинной волны, разными участками линзы), рассмотреть мелкие детали. Линзы в тубусе и в окуляре Гук фиксировал и герметизировал воском, а между ними заливал чистую воду.
Увеличение достигалось значительное кратностью - от 30 до 50 раз, лучшее возможное на тот момент аберрации при этом возникали страшные, представление о том, на что было похоже такое изображение можно получить на этой картинке, при этом также нужно учитывать, что прозрачность линз была довольно далека от совершенства.
Для того чтобы преодолеть такие искажения изображения Гук попытался использовать диафрагму, с крохотным отверстием, помещая ее на оптической оси, для того, чтобы ограничить лучи от краевых отделов линзы, пытаясь таким образом увеличить резкость, до какой-то степени это удавалось, но в таком случае, света просто катастрофически не хватало (следует принять во внимание еще и то, что свет использовался не проходящий, а отраженный), но Гук нашел остроумный выход из этого положения -- надо дать дополнительный свет, БОЛЬШЕ СВЕТА!
Для этого, им была изобретена хитроумная система искусственного освещения, которая располагалась на отдельной стойке отдельно от микроскопа и состояла из масляной лампы, свет от которой фокусировался на объекте исследования при помощи сосуда заполненного водой, и плосковыпуклой линзы.
Но, несмотря на все эти ухищрения преодолеть порог пятидесятикратного увеличения так и не удалось. «Да и хватит с него уже славы» -- подумала дама история и продолжила свой неспешный ход.
Другой интересной и концептуально новой идеей была идея бинокулярного микроскопа, впервые пришедшая в голову монаха Ордена Братьев Меньших Капуцинов в 1670 году отца Д’Орлеаня (Cherubin d"Orléans) серьезно занимавшемся изучением оптики, а также физики зрения и патологии аккомодации (фокусировки глаза), на фото ниже модель глазного яблока, авторство над которым, приписывается ему самому
Его стереомикроскоп обладал не только двумя окулярами, но и двумя объективами...
Он мог выглядеть в оригинале примерно, так как этот бинокулярный телескоп из музея истории науки во Флоренции (хотя учитывая конструктивную схожесть, они могли с легкостью быть взаимозаменены)…
Но этот прибор все же можно было назвать стереомикроскопом весьма условно, его также называют псевдоскоп, имея ввиду особенности получаемого изображения. Напомню, что стереоскопическим изображение получается тогда, когда правый и левый глаз отдельно друг от друга, получают свое собственное, но совершенно одинаковое изображение, но в случае с псевдоскопом отца Д’Орлеаня каждый глаз получал не только немного разное изображение, но также и перевернутое снизу вверх и «вывернутое наизнанку», то есть точки поверхности изучаемого предмета располагающиеся ближе к объективу располагались в получаемом оптическом образе дальше, а те которые ближе, в оптическом образе - дальше в итоге это получалась как бы форма для оттиска рассматриваемого предмета. В общем, ввиду всех этих недостатков, этот несомненно прогрессивный, но несвоевременный концепт, был оставлен еще почти на двести лет до тех самых пор, пока профессор Джон Леонард Риделл (John Leonard Riddell) из далеких как во времени, так и в пространстве Соединенных Штатов, в 1850 году, не додумался разместить две трапециевидные призмы позади линз объектива, которые разделяли оптический образ, полученный одним объективом на два совершенно одинаковых изображения для правого и левого глаза. Но, это уже совсем другая история.
Изобретение микроскопа началось с того, что однажды Галилей соорудил очень длинную подзорную трубу. Дело происходило днем. Закончив работу, он навел трубу на окно, чтобы на свету проверить чистоту линз. Прильнув к окуляру, Галилей оторопел: все поле зрения занимала какая-то серая искрящаяся масса. Труба немного покачнулась, и ученый увидел огромную голову с выпуклыми черными глазами по бокам. У чудовища было черное, с зеленым отливом туловище, шесть коленчатых ног… Да ведь это … муха! Отняв трубу от глаза, Галилей убедился: на подоконнике действительно сидела муха.
Так появился на свет микроскоп - состоящий из двух линз прибор для увеличения изображения маленьких предметов. Свое название - «микроскопиум» - он получил от члена «Академиа деи линчеи» («академии рысьеглазых»)
И. Фабера в 1625 г. Это было научное общество, которое, кроме прочего, одобряло и поддерживало применение оптических приборов в науке.
А сам Галилей в 1624 г. вставил в микроскоп более короткофокусные (более выпуклые) линзы, благодаря чему труба стала короче.
Роберт Гук и его достижения
Следующая страница в истории создании микроскопа связана с именем Роберта Гука. Это был очень одаренный человек и талантливый ученый. Наиболее значимыми достижениями Гука являются следующие:
- изобретение спиральной пружины для регулировки хода часов; создание винтовых зубчатых колес;
- определение скорости вращения Марса и Юпитера вокруг своей оси; изобретение оптического телеграфа;
- создание прибора для определения пресности воды; создание термометра для измерения низких температур;
- установление постоянства температур таяния льда и кипения воды; открытие закона деформации упругих тел; предположение о волновой природе света и природе земного тяготения.
По окончании Оксфордского университета в 1657 г. Гук стал помощником Роберта Бойля. Это была отличная школа у одного из крупнейших ученых того времени. В 1663 г. Гук уже работал секретарем и демонстратором опытов Английского Королевского общества (академии наук). Когда там стало известно о микроскопе, Гуку поручили провести наблюдения на этом приборе. Имевшийся в его распоряжении микроскоп мастера Дреббеля являл собой полуметровую позолоченную трубу, расположенную строго вертикально. Работать приходилось в неудобной позе - изогнувшись дугой.
Совершенствование микроскопа Гуком
Прежде всего Гук сделал трубу - тубус - наклонной. Чтобы не зависеть от солнечных дней, которых в Англии бывает немного, он установил перед прибором масляную лампу оригинальной конструкции. Однако солнце светило все же гораздо ярче. Поэтому пришла мысль лучи света от лампы усилить, сконцентрировать. Так появилось очередное изобретение Гука - большой стеклянный шар, наполненный водой, а за ним специальная линза. Такая оптическая система в сотни раз усиливала яркость освещения.
Находчивый Гук легко справлялся с любыми трудностями, появлявшимися на его пути. Например, когда понадобилось сделать очень маленькую линзу идеально круглой формы, он опустил острие иглы в расплавленное стекло и затем быстро вынул ее - на кончике иголки сверкала капелька. Гук подшлифовал ее немного - и линза была готова. А когда возникла необходимость улучшить качество изображения в микроскопе, то Гук между двумя традиционными линзами - объективом и окуляром - вставил третью, коллектив, и изображение стало более четким, при этом увеличилось поле зрения.
Когда микроскоп был готов, Гук принялся за наблюдения. Их результаты он описал в своей книге «Микрография», изданной в 1665 г. За 300 лет она переиздавалась десятки раз. Помимо описаний, она содержала замечательные иллюстрации - гравюры самого Гука.
Обнаружения и открытия, строение клетки
Особый интерес в ней представляет наблюдение № 17 - «О схематизме, или строении пробки и о клетках и порах некоторых других пустых тел». Гук так описывает срез обыкновенной пробки: «Вся она перфорированная и пористая, подобно сотам, но поры ее неправильной формы, и в этом отношении она напоминает соты… Далее, эти поры, или клетки, неглубоки, но состоят из множества ячеек, разделенных перегородками».
В этом наблюдении бросается в глаза слово «клетка». Так Гук назвал то, что и сейчас называется клетками, например, клетки растений. В те времена люди не имели об этом ни малейшего представления. Гук первым наблюдал их и дал название, оставшееся за ними навсегда. Это было открытие громадной важности.
Наблюдения Антони ван Левенгука
Вскоре после Гука начал вести свои наблюдения голландец Антони ван Левенгук. Это была интересная личность - он торговал тканями и зонтиками, но не получил никакого научного образования. Зато у него был пытливый ум, наблюдательность, настойчивость и добросовестность. Линзы, которые он сам шлифовал, увеличивали предмет в 200-300 раз, то есть в 60 раз лучше применявшихся тогда приборов. Все свои наблюдения он излагал в письмах, которые аккуратно посылал в Лондонское королевское общество. В одном из своих писем он сообщил об открытии мельчайших живых существ - анималькул, как Левенгук их назвал.
Оказалось, что анималькули присутствуют повсюду-в земле, растениях, теле животных. Это событие произвело революцию в науке - были открыты микроорганизмы.
В 1698 г. Антони ван Левенгук встретился с российским императором Петром I и продемонстрировал ему свой микроскоп и анималькул. Император был так заинтересован всем, что он увидел и что объяснил ему голландский ученый, что закупил для России микроскопы голландских мастеров. Их можно увидеть в Кунсткамере в Петербурге.
Левенгуку принадлежит еще одно важное открытие. Нагревая воду до кипения, он обратил внимание, что практически все анималькулы погибают. Значит, таким способом можно избавляться от болезнетворных микроорганизмов в воде, которую пьют люди.
Камера-обскура
Заканчивая разговор об оптических инструментах, необходимо упомянуть камеру-обскуру, изобретенную в 1420 г. итальянским инженером Дж. Фонтаной. Камера-обскура является простейшим оптическим приспособлением, позволяющим получать на экране изображения предметов. Это темный ящик с небольшим отверстием в одной из стенок, перед которым помещают рассматриваемый объект. Исходящие от него лучи света проходят через отверстие и создают на противоположной стене ящика (экране) перевернутое изображение объекта.
В 1558 г. итальянец Дж. Порта приспособил камеру-обскуру для исполнения рисунков. Ему же принадлежит идея применения камеры-обскуры для проецирования рисунков, помещенных у отверстия камеры и сильно освещаемых свечами или солнцем.
