岁月蹉跎

埋葬了多少闪耀

...

　　“如果说我比别人看得更远，那是因为我站在巨人的肩上”

　　这句出自牛顿的名言在中学生枯燥的议论文中被引用了无数次

　　老师每每都对我们说，牛顿的伟大还体现在他的谦虚

　　他日，你们若能功成名就，也应该像牛顿一样持有一颗谦逊的心

　　然而，这样一句鸡汤味十足的话语并不是谦逊之言

　　它出自牛顿给前辈的一封信中，看似恭敬的文字中藏满了敌意

　　“更远”和“巨人”都是为了讥讽这位身材矮小的前辈

　　而牛顿与这位前辈的战争几乎牵动了整个学术界

　　可其知名度却不及牛顿莱布尼茨一案

牛顿与莱布尼茨的战争

　　这位瞧不起牛顿的“巨人”不仅上知天文下晓地理

　　其贡献如今影响力巨大乃至几乎所有人都离不开

　　他设计制造出了第一批实用光学显微镜，并以“细胞”命名生物的微小结构

　　他还观察提出了化石是由生物矿物化而成的

古生物化石

　　在机械方面，他发明了锚式擒纵，对钟表的发展贡献巨大

　　他首次制造出今天汽车广泛使用的万向节传动机构

　　提出了力学经典的弹簧受力与形变成正比的定律

　　他甚至还参与设计建造了大名鼎鼎的皇家格林威治天文台

　　更令人吃惊的是，他曾经纠正了牛顿引力理论中错误的思想，并以此嘲讽牛顿

　　可以说没有他，牛顿在万有引力的理论上很可能像他在光学的研究上一样走偏

　　最终被时代所抛弃

皇家格林威治天文台

　　在他去世后，可能因为他与牛顿的矛盾

　　他生前唯一的一副画像，牛顿任皇家学会会长期间离奇遗失

　　昔日皇家学会实验室主任竟没给后人留下哪怕是一副画像

…

　　熟悉物理课本的人应该能猜到这位巨人应当是提出胡克定律的罗伯特·胡克

　　但绝大多数的人对他的认识也只停留在一个定律的提出者而已

　　1635年出生，胡克是家中四个孩子里最小的一个

　　他出身平凡，父亲是个当地的英国教会牧师

　　但得益于当时他的父亲，他负责打理一所教会学校

　　胡克幼年所接受的教育还算是比较优秀的

　　他在年纪很小的时候就展现出对机械的热爱

　　他曾经将一个黄铜制成的摆钟拆得七零八碎

　　然后用木头复制了一个几乎一模一样的出来

　　对机械的热爱也催生了他对绘图的兴趣

　　早年他的梦想曾是做一名钟表工匠或者是画匠

　　13岁时，胡克的父亲去世了，留给他约40磅的遗产

　　他拿着这笔“巨款”想都没想就到伦敦去求学了

　　接下来他的人生可谓是一帆风顺

　　进入伦敦高校，成为了博士门生，习得了多门外语

　　在他18岁的时候进入了牛津大学，虽然最终没有取得学位

　　但让他成功混进了高端的学术圈子

　　初出茅庐的胡克成为了自然哲学家波义耳的助手

被认为开启了近代化学的罗伯特·波义耳

　　这段时间是胡克大展拳脚的好机会

　　他先是发明了锚式擒纵——一种能将往复运动转化为圆周的小角度间歇转动的结构

　　又发明了游丝（一种金属弹簧），为钟表行业的发展做出的极大的贡献

　　虽然普遍认为荷兰人惠更斯才是游丝的官方发明人

　　但胡克在发明锚式擒纵后就已经开始了对游丝研究工作

游丝与锚式擒纵联动

　　之后，马德堡半球实验的成功轰动了世界

　　关于空气的研究迅速展开，波义耳也加入到其中

　　可是波义耳虽然擅长实验但是对于仪器的设计却没有什么建树

　　设计实用高效空气泵的重任就落在了胡克的肩上

　　胡克凭借对机械的直觉，没花多大功夫就制造出了一台性能优秀的空气泵，让波义耳大为赞赏

马德宝半球实验

　　波义耳在胡克的空气泵帮助下，对真空有深入的研究

　　他很早就指出，真空产生的吸力其实是大气的压力

　　随后，在胡克的协助下，又提出了波义耳定律，即气体的压强与气体的体积成反比

　　日后，波义耳对化学的研究被认为是近代化学的开端

波义耳定律实验

　　波义耳除了钻研自然科学外，也积极推动科学的发展

　　1660年，闻名世界的英国皇家学会成立

　　波义耳因为身在牛津，虽不是皇家学会的第一批成员

　　但也是公认的发起人之一，也是后来学会的精英

　　而身为波义耳最有才华的助手，胡克也沾了不少的光

皇家学会在雷恩的号召下建立

　　皇家学会成立后，胡克虽然依旧在波义耳手下干活

　　但他的才能和名声已经逐渐要赶上自己的导师了

　　当年，胡克提出了物理教科书上著名的胡克定律

　　相信这应该与他对钟表游丝弹簧的研究有关

陪伴理科生整个高中生涯的胡克定律

　　彼时，皇家学会的会长决定建立一个专职的实验机构

　　身为当时杰出的仪器制造者，胡克被推荐到皇家学会

　　很快，胡克就坐到了实验室主任的位子了

　　对于胡克来说，皇家学会的实验室就是他的再生父母

　　他不再局限于制造那些简陋的器械，逐渐开始接触光学仪器的制造

皇家学会的发起者和首任会长雷恩

　　胡克参考了皇家学会一名成员的设计，改进了伽利略简陋的结构

　　制造出了当时最先进的显微镜套装

　　这套显微镜不仅有精密的光学系统，还包括一个独立的照明系统

　　已经非常接近今天传统的光学显微镜

　　通过显微镜，胡克得以通过另一个角度观察世界

　　他的研究被认为是有里程碑式的意义的

胡克的显微镜

　　胡克观察了软木树皮，发现了其中微小的格状结构

　　看上去就像是修道院里一个个的独立小房间

　　于是他将这种结构称作细胞，这个名称对后世影响巨大，以至于人们很难用其他词汇更好地形容细胞

胡克绘制的细胞结构图

　　胡克认为细胞是生物所特有的结构

　　他在日后观察植物化石也发现了类似的结构

　　因此，胡克指出，这些看起来像是生物的石头并不是什么神迹，而是古老的生物石化形成的

　　同时，作为进化论的支持者，他也认为这些化石中保存的生物有很多都是现在已经灭绝的物种

胡克手稿中的化石

　　1665年，胡克将自己用显微镜观察的记录整理成书

　　《显微术》一书横空出世，畅销一时，就连日后的死对头牛顿也大为称赞此作

胡克在《显微术》中的跳蚤，可以发现胡克的绘画能力出众

　　除此之外，胡克在建筑学也颇有造诣

　　当年伦敦大火，一万三千间民房被烧毁，亟需重建

　　胡克作为首席助理协助雷恩爵士参与灾后重建

　　后来他们还设计了格林威治天文台以及臭名昭著的贝特莱姆皇家医院（著名的疯人院）

贝特莱姆皇家医院

　　胡克除了爱好显微镜，对望远镜自然也是很熟悉

　　也正是因为他对于自己在望远镜领域的自傲，才结识了自己不该招惹的牛顿

　　当年初出茅庐的牛顿造出了世界上第一架反射式的望远镜，并将这架望远镜交给皇家学会

　　胡克看到之后心里一惊，随口表示自己早在七年前就制作过更小更好的望远镜

　　要不是因为黑死病和伦敦大火被耽搁了，哪里轮得到这个年轻人在这里威风

　　从此胡克与牛顿结下了梁子

牛顿望远镜，来源见水印

　　后来牛顿对光学有了更加深入的研究

　　他将关于光学的研究论文呈交至皇家学会

　　胡克作为前辈花了三个小时就审阅完了全文

　　他对牛顿的光粒子学说不满，认为牛顿用粒子解释光的颜色不足以让他信服，波动说才是宇宙真理

　　还抓住牛顿论文里一些轻率的用词，把他批判了一番

　　牛顿心里气不过，但是自己用词不准理亏在先，也不好反驳，可他还是咽不下这口气

　　依旧在与胡克的书信中坚称自己的理论是正确的

　　我们都知道当年牛顿与莱布尼茨关于微积分的争夺

　　牛顿利用自己在皇家学会的权势不断打压莱布尼茨

　　最终占据了这场论战的上风

牛顿莱布尼茨之战

　　可是那是已经成名牛顿，对这些事早就见得多了

　　而成就牛顿的正是科学界撕逼大王胡克

　　某次，在与牛顿的书信中，胡克问到关于引力的问题

　　他问牛顿，假如地球可以被穿透，从高塔上平抛一个物体

　　那么最终物体的运动轨迹会如何

　　牛顿当时对引力的研究还不是很深入，他错误地认为引力与离心力是一对平衡的恒力

　　于是他认为平抛物体的运动轨迹应该是螺旋线

　　最终物体会被吸引停留在中心

　　而胡克早年对天体运行规律已经有所研究

　　他知道引力并不是一个恒力，平抛的物体最终应该以椭圆轨道环绕

　　且引力的大小很可能遵循与距离平方成反比的规律

　　他在信中大肆反驳牛顿，并用恭敬的语言加以讽刺

　　不仅如此，他还揪住牛顿错误且可笑的观点在皇家学会公开批评嘲笑他

　　不得不说，胡克是正确的，但他并没有能够用严谨的方法证明引力的规律

　　而牛顿吸收了胡克的观点，重新思考引力的本源，成就了后来那个被苹果砸头的经典力学之父

　　牛顿的伟大就在于他不仅对力学有深厚的理解，他在数学上也有很高的建树

　　后来，牛顿震惊世界的《自然哲学的数学原理》成稿

　　书中正式提到了万有引力定律，胡克大为恼怒

　　他强烈要求牛顿在书中作序声明自己的观点先行

　　牛顿原本在书中有引用胡克的一些观点，但胡克的恶劣态度简直是一种羞辱

　　结果牛顿将书稿中所有胡克的名字尽数删去

牛顿著《自然哲学的数学原理》

　　两人的矛盾愈演愈烈，甚至不愿一同出席学会的会议

　　他们之间只有书信往来，字里行间充满了讽刺与挖苦

　　那句著名的“如果说我看得更远，那是因为我站在巨人的肩上”就出自牛顿给胡克的信中

　　可以想象矮小又驼背的胡克看到会有何感想

　　牛顿在学会的声望越来越高，胡克则因为自己的大嘴巴被多人疏远

　　直到1703年，胡克在落寞中去世，遗嘱中将所有遗产捐给学会，走完了自己为科学奉献的一生

牛顿爵士

　　而牛顿则意气风发，不久后出任皇家学会会长

　　发动了光学的粒子说与波动说的世纪战争

　　利用自己的权威让粒子说统治了学术界将近百年

　　直到后来的英国小伙托马斯·杨做成了双缝干涉实验

　　波动说才重回历史的舞台

酷炫的双缝干涉实验证明了光的波动性

　　胡克去世后，他在皇家学会的实验室和图书馆被解散

　　留下的实验器材被送走或就地销毁

　　后来，皇家学会搬迁，胡克生前唯一的画像遗失

　　有证据显示，德国学者此前拜访皇家学会曾见到过胡克和波义耳画像

　　但唯独胡克的画像遗失，有人认为是牛顿作祟

　　导致今天我们只能通过语言记录猜测胡克的样貌

根据前人的描述所绘制的胡克画像

　　胡克一辈子成就很多，可生不逢时

　　他为波义耳定律费尽心力，可他也只是一名助手

　　他是推动光波动说的中坚力量，可惠更斯才是第一人

　　他最早触到万有引力定律的核心，却无奈牛顿的数学天赋远在他之上

　　如今只有胡克定律四个字才能让我们想起这个站在牛顿身下的“巨人”

　　论成就胡克的确拼不过牛顿，甚至还比不上惠更斯

　　牛顿也当之无愧是科学史上最伟大的名家

　　可若没有胡克、惠更斯、莱布尼茨的陪跑

　　牛顿得有多寂寞啊

文章首发于微信公众号：SME

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