Robert Hooke (Deutsch)

Mechanik

1660 entdeckte Hooke das Elastizitätsgesetz, das seinen Namen trägt und das die lineare Variation der Spannung mit Verlängerung in einer elastischen Feder beschreibt. Er beschrieb diese Entdeckung zuerst im Anagramm „ceiiinosssttuv“, dessen Lösung er 1678 als „Ut tensio, sic vis“ veröffentlichte, was „Als Erweiterung, also die Kraft“ bedeutet.,“Hookes Arbeit an der Elastizität gipfelte aus praktischen Gründen in der Entwicklung der Balancefeder oder Haarfeder, die es erstmals einem tragbaren Zeitmesser – einer Uhr – ermöglichte, die Zeit mit angemessener Genauigkeit zu halten. Ein erbitterter Streit zwischen Hooke und Christiaan Huygens über die Priorität dieser Erfindung sollte Jahrhunderte nach dem Tod beider fortgesetzt werden; aber eine Notiz vom 23 Juni 1670 im Hooke Folio (siehe externe Links unten), die eine Demonstration einer Balance-kontrollierten Uhr vor der Royal Society beschreibt, wurde gehalten, um Hookes Anspruch zu begünstigen.,

Hooke kündigte zuerst sein Elastizitätsgesetz als Anagramm an. Dies war eine Methode, die manchmal von Wissenschaftlern wie Hooke, Huygens, Galileo und anderen verwendet wurde, um die Priorität für eine Entdeckung festzulegen, ohne Details preiszugeben.

Hooke wurde 1662 Kurator für Experimente an die neu gegründete Royal Society und übernahm die Verantwortung für Experimente, die bei ihren wöchentlichen Treffen durchgeführt wurden. Dies war eine Position, die er seit über 40 Jahren innehatte., Während diese Position ihn in Großbritannien und darüber hinaus mitten in der Wissenschaft hielt, führte dies auch zu einigen hitzigen Auseinandersetzungen mit anderen Wissenschaftlern wie Huygens (siehe oben) und insbesondere mit Isaac Newton und Henry Oldenburg von der Royal Society. Im Jahr 1664 wurde Hooke auch zum Professor für Geometrie am Gresham College in London und Cutlerian Lecturer in Mechanics ernannt.

Am 8. Juli 1680 beobachtete Hooke die Knotenmuster, die mit den Schwingungsmodi von Glasplatten verbunden waren. Er lief einen Bogen entlang der Kante einer mit Mehl bedeckten Glasplatte und sah die Knotenmuster auftauchen., In der Akustik zeigte er 1681 der Royal Society, dass musikalische Töne aus sich drehenden Blechbläsern erzeugt werden können, die mit Zähnen in bestimmten Proportionen geschnitten wurden.

Gravitation

Während viele seiner Zeitgenossen an den Äther als Medium zur Übertragung von Anziehung oder Abstoßung zwischen getrennten Himmelskörpern glaubten, argumentierte Hooke für ein Anziehungsprinzip der Gravitation in der Mikrographie (1665)., Hookes 1666 Royal Society Lecture on Gravity fügte zwei weitere Prinzipien hinzu: dass sich alle Körper in geraden Linien bewegen, bis sie von einer Kraft abgelenkt werden, und dass die Anziehungskraft für engere Körper stärker ist. Dugald Stewart zitierte Hookes eigene Worte über sein System der Welt.

“ Ich werde erklären“, sagt Hooke in einer Mitteilung an die Royal Society im Jahr 1666, “ ein System der Welt, das sich sehr von jedem unterscheidet noch erhalten. Es basiert auf folgenden Positionen. 1., Dass alle Himmelskörper nicht nur eine Gravitation ihrer Teile zu ihrem eigenen richtigen Zentrum haben, sondern dass sie sich auch gegenseitig in ihren Handlungsbereichen anziehen. 2. Dass sich alle Körper, die eine einfache Bewegung haben, weiterhin in einer geraden Linie bewegen, es sei denn, sie werden durch eine Fremdkraft ständig von ihr abgelenkt, wodurch sie einen Kreis, eine Ellipse oder eine andere Kurve beschreiben. 3. Dass diese Anziehungskraft umso größer ist, je näher die Körper sind. In Bezug auf den Anteil, in dem diese Kräfte durch eine Zunahme der Entfernung abnehmen, besitze ich, dass ich es nicht entdeckt habe….,“

Hookes 1670 Gresham Lecture erklärte, dass die Gravitation auf“ alle Himmelskörper “ angewendet werde und fügte die Prinzipien hinzu, dass die Gravitationskraft mit der Entfernung abnimmt und dass sich Körper ohne solche Kraft in geraden Linien bewegen.

Hooke veröffentlichte seine Ideen über das „System der Welt“ 1674 erneut in etwas entwickelter Form als Ergänzung zu „Einem Versuch, die Bewegung der Erde anhand von Beobachtungen zu beweisen“. Hooke postulierte eindeutig gegenseitige Anziehungen zwischen Sonne und Planeten, in einer Weise, die mit der Nähe zum anziehenden Körper zunahm.,

Hookes Aussagen bis 1674 machten jedoch keinen Hinweis darauf, dass für diese Attraktionen ein umgekehrtes quadratisches Gesetz gilt oder gelten könnte. Hookes Gravitation war auch noch nicht universell, obwohl sie sich der Universalität näher näherte als frühere Hypothesen. Hooke lieferte auch keine begleitenden Beweise oder mathematischen Demonstrationen., Zu diesen beiden Aspekten erklärte Hooke 1674: „Nun, was diese verschiedenen Grade sind, habe ich noch nicht experimentell verifiziert „(was darauf hindeutet, dass er noch nicht wusste, welchem Gesetz die Gravitation folgen könnte); und zu seinem ganzen Vorschlag:“ Dies deutete ich nur zur Zeit an“,“ habe mein Selbst viele andere Dinge in der Hand, die ich zuerst zusammenfassen würde und daher nicht so gut daran teilnehmen kann „(dh“diese Untersuchung verfolgen“).

Im November 1679 initiierte Hooke einen bemerkenswerten Briefwechsel mit Newton (dessen vollständiger Text jetzt veröffentlicht wird)., Hookes angeblicher Zweck war es, Newton mitzuteilen, dass Hooke ernannt worden war, um die Korrespondenz der Royal Society zu verwalten.,arches oder ihre Ansichten über die Forschungen anderer; und als ob Newtons Interesse wecken wollte, fragte er, was Newton über verschiedene Dinge dachte, und gab eine ganze Liste, erwähnte „die himmlischen Bewegungen des Plans zusammensetzen“ einer direkten Bewegung durch die Tangente und einer attraktiven Bewegung in Richtung des Zentralkörpers „und“ meine Hypothese der Gesetze oder Ursachen von Springinesse“, und dann eine neue Hypothese aus Paris über planetarische Bewegungen (die Hooke ausführlich beschrieb) und dann Bemühungen, nationale Erhebungen durchzuführen oder zu verbessern, die Differenz des Breitengrades zwischen London und Cambridge, und andere Gegenstände., Newtons Antwort bot „einen eigenen Fansy“ über ein irdisches Experiment (kein Vorschlag über Himmelsbewegungen), das die Bewegung der Erde durch die Verwendung eines Körpers erkennen könnte, der zuerst in der Luft schwebte und dann fallen ließ, um ihn fallen zu lassen. Der Hauptpunkt war zu zeigen, wie Newton dachte, der fallende Körper könnte experimentell die Bewegung der Erde durch seine Abweichungsrichtung von der Vertikalen offenbaren, aber er fuhr hypothetisch fort zu überlegen, wie seine Bewegung fortgesetzt werden könnte, wenn die feste Erde nicht im Weg gewesen wäre (auf einem spiralförmigen Weg zum Zentrum)., Hooke widersprach Newtons Vorstellung, wie sich der Körper weiter bewegen würde. Eine kurze weitere Korrespondenz entwickelte sich, und gegen Ende davon teilte Hooke, der Newton am 6 .Januar 1679/80 schrieb, seine „Vermutung mit… dass die Anziehungskraft immer in einem doppelten Verhältnis zur Entfernung vom Zentrum reziprok ist, und folglich, dass die Geschwindigkeit in einem subduplizierten Verhältnis zur Anziehungskraft und folglich als Kepler reziprok zur Entfernung steht.,“(Hookes Schlussfolgerung über die Geschwindigkeit war tatsächlich falsch)

Als 1686 das erste Buch von Newtons Principia der Royal Society vorgestellt wurde, behauptete Hooke, er habe Newton die „Vorstellung“ von „gegeben“ die Regel der Schwerkraftabnahme, die reziprok als die Quadrate der Abstände vom Zentrum“. Gleichzeitig stimmte Hooke (nach Edmond Halleys zeitgenössischem Bericht) zu, dass „die Demonstration der Kurven, die Therby erzeugt hat“, vollständig Newtons war.,

Eine aktuelle Einschätzung über die frühe Geschichte des inversen Quadratgesetzes besagt, dass „in den späten 1660er Jahren“ die Annahme eines „umgekehrten Verhältnisses zwischen Schwerkraft und Quadrat der Entfernung ziemlich häufig war und von einer Reihe verschiedener Personen aus verschiedenen Gründen vorangetrieben wurde“. Newton selbst hatte in den 1660er Jahren gezeigt, dass für Planetenbewegungen unter einer kreisförmigen Annahme die Kraft in radialer Richtung eine inverse Quadratbeziehung mit der Entfernung vom Zentrum hatte., Newton, konfrontiert im Mai 1686 mit Hookes Anspruch auf das Inverse Square Law, bestritt, dass Hooke als Autor der Idee gutgeschrieben werden sollte, und gab Gründe an, einschließlich der Zitierung früherer Arbeiten durch andere vor Hooke., Newton behauptete auch fest, selbst wenn es passiert wäre, dass er zum ersten Mal von Hooke von dem umgekehrten quadratischen Anteil gehört hätte, was er nicht getan hatte, hätte er angesichts seiner mathematischen Entwicklungen und Demonstrationen, auf die sich Beobachtungen als Beweis für seine Genauigkeit stützen konnten, noch einige Rechte daran, während Hooke ohne mathematische Demonstrationen und Beweise für die Annahme nur vermuten konnte (nach Newton), dass es „in großen Entfernungen vom Zentrum“ungefähr gültig war.,

Auf der anderen Seite akzeptierte und anerkannte Newton in allen Ausgaben der Principia, dass Hooke (aber nicht ausschließlich Hooke) das umgekehrte Quadratgesetz im Sonnensystem separat geschätzt hatte. Newton erkannte Wren an, Hooke und Halley in diesem Zusammenhang im Scholium zu Satz 4 in Buch 1., Newton räumte Halley auch ein, dass seine Korrespondenz mit Hooke in den Jahren 1679-80 sein ruhendes Interesse an astronomischen Angelegenheiten wieder geweckt hatte, aber das bedeutete laut Newton nicht, dass Hooke Newton etwas Neues oder Originelles gesagt hatte: „Doch bin ich ihm nicht für irgendein Licht in dieses Geschäft verpflichtet, sondern nur für die Ablenkung, die er mir von meinen anderen Studien gab, um über diese Dinge nachzudenken & für seine Dogmatik schriftlich, als ob er die Bewegung in der Ellipse gefunden hätte, was mich geneigt hätte, um es zu versuchen.,“

Einer der Kontraste zwischen den beiden Männern war, dass Newton in erster Linie ein Pionier der mathematischen Analyse und ihrer Anwendungen sowie des optischen Experimentierens war, während Hooke ein kreativer Experimentator von so großer Reichweite war, dass es nicht verwunderlich ist, dass er einige seiner Ideen, wie die über Gravitation, unentwickelt ließ., Dies wiederum macht es verständlich, wie Alexis Clairaut, mathematischer Astronom, der auf dem Gebiet der Gravitationsforschung für sich selbst bekannt ist, 1759, Jahrzehnte nach dem Tod von Newton und Hooke, seine Einschätzung nach der Überprüfung dessen abgab, was Hooke über die Gravitation veröffentlicht hatte. „Man darf nicht denken, dass diese Idee … von Hooke verringert Newtons Ruhm“, schrieb Clairaut;“ Das Beispiel von Hooke „dient“zu zeigen, welche Distanz zwischen einer Wahrheit, die erblickt wird, und einer Wahrheit, die demonstriert wird“.,

Horologie

Hooke leistete enorm wichtige Beiträge zur Wissenschaft der Zeitmessung, da er eng in die Fortschritte seiner Zeit involviert war; die Einführung des Pendels als besserer Regulator für Uhren, die Balance Feder zur Verbesserung der Zeitmessung von Uhren, und der Vorschlag, dass ein genauer Zeitnehmer verwendet werden könnte, um die Länge auf See zu finden.

Ankerhemmung

Nach seinen autobiografischen Notizen begann Hooke 1655, sich durch die guten Dienste von John Ward mit der Astronomie vertraut zu machen., Hooke wandte sich der Verbesserung des Pendels zu und begann 1657 oder 1658, die Pendelmechanismen zu verbessern, die Arbeit von Giovanni Riccioli zu studieren und sowohl die Gravitation als auch die Mechanik der Zeitmessung zu studieren.

Henry Sully, der 1717 in Paris schrieb, beschrieb die Ankerhemmung als eine bewundernswerte Erfindung, deren Erfinder Dr. Hooke, ehemals Professor für Geometrie am Gresham College in London, war. William Derham schreibt es auch Hooke zu.,

Watch balance spring

Hooke notierte, dass er sich einen Weg zur Längenbestimmung ausgedacht habe (damals ein kritisches Problem für die Navigation), und mit Hilfe von Boyle und anderen versuchte er, es zu patentieren. Dabei demonstrierte Hooke eine eigene Taschenuhr, die mit einer Schraubenfeder an der Laube der Waage ausgestattet war. Hookes ultimatives Versagen, ausreichend lukrative Bedingungen für die Ausbeutung dieser Idee zu sichern, führte dazu, dass sie auf Eis gelegt wurde, und ließ ihn offensichtlich eifersüchtiger auf seine Erfindungen werden.,

Hooke entwickelte die Balancefeder unabhängig von und mindestens 5 Jahre vor Christiaan Huygens, der im Februar 1675 sein eigenes Werk im Journal de Scavans veröffentlichte.

Mikroskopie

Hookes 1665-Buch Micrography, das Beobachtungen mit Mikroskopen und Teleskopen beschreibt, sowie Originalarbeiten in der Biologie, enthält das früheste eines beobachteten Mikroorganismus, einen Mikrofungus-Mukor. Hooke prägte den Begriff Zelle, was auf die Ähnlichkeit der Pflanzenstruktur mit Wabenzellen hindeutet., Das handgefertigte Mikroskop aus Leder und Gold, mit dem er die Beobachtungen für die Mikrographie machte, das ursprünglich von Christopher White in London gebaut wurde, ist im National Museum of Health and Medicine in Maryland ausgestellt.

Die Mikrographie enthält auch Hookes oder vielleicht Boyle und Hookes Ideen zur Verbrennung. Hookes Experimente führten ihn zu dem Schluss, dass die Verbrennung eine Substanz beinhaltet, die mit Luft vermischt ist, eine Aussage, der moderne Wissenschaftler zustimmen würden, die jedoch im siebzehnten Jahrhundert, wenn überhaupt, nicht allgemein verstanden wurde., Hooke fuhr fort zu dem Schluss, dass die Atmung auch eine bestimmte Komponente der Luft beinhaltet. Partington geht sogar so weit zu behaupten, dass, wenn „Hooke seine Verbrennungsexperimente fortgesetzt hätte, es wahrscheinlich wäre, dass er Sauerstoff entdeckt hätte“.

Paläontologie

Eine der Beobachtungen in der Mikrographie war fossiles Holz, dessen mikroskopische Struktur er mit gewöhnlichem Holz verglich., Dies führte ihn zu dem Schluss, dass versteinerte Objekte wie versteinertes Holz und fossile Muscheln, wie Ammoniten, die Überreste von Lebewesen waren, die in versteinertem Wasser mit Mineralien getränkt waren. Hooke glaubte, dass solche Fossilien zuverlässige Hinweise auf die vergangene Geschichte des Lebens auf der Erde lieferten, und, trotz der Einwände zeitgenössischer Naturforscher wie John Ray, der das Konzept des Aussterbens theologisch inakzeptabel fand, dass sie in einigen Fällen Arten darstellen könnten, die durch eine geologische Katastrophe ausgestorben waren.,

Charles Lyell schrieb Folgendes in seinen Prinzipien der Geologie (1832).

“ Die Posthumen Werke von Robert Hooke, M. D.,’… erschienen im Jahr 1705, enthält „Einen Diskurs von Erdbeben“… Seine Abhandlung… ist die philosophischste Produktion dieses Zeitalters in Bezug auf die Ursachen früherer Veränderungen in den organischen und anorganischen Königreichen der Natur., „So trivial eine Sache auch sein mag“, sagt er,“einigen mag eine faule Schale erscheinen, doch diese Naturdenkmäler sind eher bestimmte Zeichen der Antike als Münzen oder Medaillen, da die besten von ihnen gefälscht oder von Kunst und Design gemacht werden können, ebenso wie Bücher, Manuskripte und Inschriften, da alle Gelehrten jetzt ausreichend zufrieden sind, wurde oft tatsächlich praktiziert“, &c.,; ‚und obwohl es gewährt werden muss, dass es sehr schwierig ist, sie zu lesen und eine Chronologie daraus zu erheben und die Intervalle der Zeit anzugeben, in der solche oder solche Katastrophen und Mutationen aufgetreten sind, ist es nicht unmöglich.

Astronomie

Eines der schwierigeren Probleme von Hooke war die Messung der Entfernung zu einem Stern (außer der Sonne)., Der gewählte Stern war Gamma Draconis und die zu verwendende Methode war die Parallaxenbestimmung. Nach mehreren Monaten der Beobachtung glaubte Hooke 1669, dass das gewünschte Ergebnis erzielt worden war. Es ist jetzt bekannt, dass Hookes Ausrüstung viel zu ungenau war, um die Messung erfolgreich zu ermöglichen. Gamma Draconis war der gleiche Stern, den James Bradley 1725 verwendete, um die Aberration des Lichts zu entdecken.

Hookes Aktivitäten in der Astronomie erstreckten sich über das Studium der Sternentfernung hinaus. Seine Mikrographie enthält Abbildungen des Plejaden-Sternhaufens sowie von Mondkratern., Er führte Experimente durch, um zu untersuchen, wie sich solche Krater gebildet haben könnten. Hooke war auch ein früher Beobachter der Saturnringe und entdeckte 1664 eines der ersten beobachteten Doppelsternsysteme, Gamma Arietis.

Gedächtnis

Ein weniger bekannter Beitrag, jedoch einer der ersten seiner Art, war Hookes wissenschaftliches Modell des menschlichen Gedächtnisses. Hooke schlug in einem 1682-Vortrag an die Royal Society ein mechanistisches Modell des menschlichen Gedächtnisses vor, das den hauptsächlich philosophischen Modellen davor wenig ähneln würde., Dieses Modell adressierte die Komponenten Codierung, Speicherkapazität, Wiederholung, Abruf und Vergessen – einige mit überraschender moderner Genauigkeit. Diese Arbeit, die fast 200 Jahre lang übersehen wurde, teilte eine Vielzahl von Ähnlichkeiten mit Richard Semons Arbeit von 1919/1923, wobei beide davon ausgingen, dass Erinnerungen physisch waren und sich im Gehirn befanden., Das Modell weitere interessante Punkte sind: (1) ermöglicht, der für Aufmerksamkeit und andere top-down-Einflüsse auf Codierung; (2) es verwendet Resonanz zur Umsetzung parallel -, cue-dependent retrieval; (3) es wird erklärt, Speicher für die Aktualität; (4) es bietet eine single-system-Konto von der Wiederholung und der Grundierung, und (5) das potenzgesetz des Vergessens kann abgeleitet werden aus dem Modell die Annahme, in einer einfachen Art und Weise. Diese Vorlesung sollte posthum im Jahr 1705 veröffentlicht werden, da das Speichermodell ungewöhnlich in einer Reihe von Arbeiten über die Natur des Lichts platziert wurde., Es wurde spekuliert, dass diese Arbeit wenig überprüft wurde, da der Druck in kleinen Chargen in einem post-newtonschen Zeitalter der Wissenschaft durchgeführt wurde und höchstwahrscheinlich zum Zeitpunkt der Veröffentlichung als veraltet galt. Ein weiterer Eingriff in seinen Erfolg war die Ablehnung immaterieller Seelen durch zeitgenössische Gedächtnispsychologen, die Hooke in Bezug auf die Prozesse der Aufmerksamkeit, Kodierung und Retrieval in gewissem Maße anrief.