胡克：畫筆上的科學(xué)人生

趙　子

提起牛頓，沒有人會感到陌生。然而說到牛頓的“死敵”羅伯特·胡克，熟悉的人卻并不多。翻遍中學(xué)時(shí)的教科書，我們僅僅在兩個(gè)地方能夠發(fā)現(xiàn)胡克的身影，一是物理中的胡克定律，二是生物里的細(xì)胞一詞。事實(shí)上，胡克在科學(xué)領(lǐng)域的成就，遠(yuǎn)不止創(chuàng)立胡克定律和命名了細(xì)胞(cell)。在科學(xué)史上，胡克可能是最為出類拔萃和多才多藝的人物之一。

胡克的成績單，簡直到了令人眼花繚亂的地步：第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞、第一個(gè)研究了化石、提出了彈性定律、總結(jié)了波義耳定律、啟發(fā)了引力平方反比定律、首先報(bào)告了木星紅斑和火星自轉(zhuǎn)、觀察了月球上的環(huán)形山、發(fā)現(xiàn)了雙星、提出光的波動(dòng)說、研究了晶體形狀、計(jì)算了音高和振動(dòng)的關(guān)系、發(fā)明了復(fù)式顯微鏡、發(fā)條擺鐘、輪形氣壓表、萬能節(jié)、測深儀……另外，他在建筑、繪畫、音樂等方面也頗有建樹，因此被譽(yù)為“英國的達(dá)芬奇”。

1635年7月，胡克出生在英國威特島的淡水鎮(zhèn)，父親是一個(gè)受人尊敬的教區(qū)牧師。胡克從小身體不好。父親舍不得將兒子送去要求嚴(yán)厲的寄宿學(xué)校，便在家里搞起了“家庭教育”。小胡克接受新知識的速度比一般孩子都要快，而且有很強(qiáng)的動(dòng)手能力，喜歡擺弄鐘表和機(jī)械玩具，拆拆裝裝，一學(xué)就會。另外，他對繪畫和音樂也非常喜愛。他父親的一位藝術(shù)家朋友甚至建議他以藝術(shù)為終身職業(yè)，而他也一度認(rèn)為自己將來會成為一名出色的肖像畫師。

少年時(shí)代的胡克，經(jīng)歷了人生中最令他難以接受的不幸。在他還只13歲那年，父親就去世了。家里失去了頂梁柱，懂事的胡克除了悲傷，還想盡快學(xué)會一項(xiàng)可以養(yǎng)家糊口的本領(lǐng)。雖然父親生前的一位摯友愿意收留他，但胡克并不喜歡這種“寄人籬下”的生活。過了沒多久，他毅然選擇了離開家鄉(xiāng)，前往倫敦，拜當(dāng)時(shí)著名的畫家彼得，萊利為師，學(xué)習(xí)繪畫。雖然胡克最終并沒有如愿成為肖像畫師，但扎實(shí)的繪畫功底最后成了他搞科研的“得力助手”。

結(jié)束繪畫學(xué)習(xí)生涯之后，胡克進(jìn)入了威斯敏斯特學(xué)校求學(xué)。當(dāng)時(shí)學(xué)校的校長是理查德·巴斯比博士。他看出胡克有著“天才的潛質(zhì)”，于是提出要資助胡克學(xué)習(xí)和生活的所有費(fèi)用，但被胡克婉拒了。胡克半工半讀，在不落下任何功課的同時(shí)，到處攬活賺錢，其間做過金匠、木工等多種臨時(shí)陸工作，用賺來的錢繳了學(xué)費(fèi)，并維持基本生活。與此同時(shí)，他在學(xué)校還發(fā)明了飛行器、學(xué)會了拉風(fēng)琴等。巴斯比校長打心里喜歡這個(gè)孩子，與他保持了終生的友誼。后來，胡克還為他設(shè)計(jì)了私家住宅。

胡克人生中最重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在1653年。這一年，他進(jìn)入了“牛津圈”，正式到牛津基督教會學(xué)院任職，由此開始了自己的科學(xué)學(xué)徒生涯。在這里，他結(jié)識了很多有影響的有創(chuàng)造性的朋友，而與波義耳的相識則是其中最重要的經(jīng)歷。1658年，胡克有幸成為波義耳的助手。得知這一消息之后，一直關(guān)注著胡克成長的巴斯比博士馬上找到他，囑咐他說：“羅伯特，不是隨便什么人都能給波義耳教授做助手的。你可不能辜負(fù)了這次機(jī)會啊!”胡克很靦腆地回答：“是，老師。我一定會努力學(xué)習(xí)，不辜負(fù)您和波義耳教授的厚望。”

作為波義耳的“雇員”，胡克沒有因?yàn)樯矸菰蚨艞壵J(rèn)真的工作態(tài)度，更沒有放棄學(xué)習(xí)的機(jī)會。他從波義耳那里獲得了豐富的化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技巧，并以自己作為機(jī)械師的天才回饋波義耳。在當(dāng)時(shí)，對空氣的研究，特別是對于真空和燃燒現(xiàn)象的研究，可以說是最熱門的前沿科學(xué)。但是，要研究空氣，必須擁有性能優(yōu)良的抽氣機(jī)。為此，波義耳曾四處尋找最優(yōu)秀的制造師，但是所得到的抽氣機(jī)效果并不理想。意外的是，胡克制造出了讓他滿意的機(jī)器。波義耳在正式出版的論文中親切地將胡克制造的機(jī)器稱為“我們的抽氣機(jī)”。

胡克制造的抽氣機(jī)使波義耳研究真空和燃燒理論時(shí)如虎添翼。此后，波義耳做實(shí)驗(yàn)所用的儀器，幾乎全由胡克制造。胡克之所以能夠身懷此等絕技，動(dòng)手能力強(qiáng)自然是一個(gè)方面，而出眾的“繪畫天賦”也功不可沒。胡克自己就曾經(jīng)說過，“所有人都認(rèn)為我是天才的機(jī)械制造師，但實(shí)際上，它們都是從紙上走下來的”。

奠定胡克“科學(xué)天才”聲望的，是他出版的一本書——《顯微制圖》。胡克出生之前很久顯微鏡就被發(fā)明和制造出來，但沒有像望遠(yuǎn)鏡那樣給人們帶來科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。直到胡克出版了他的《顯微制圖》，科學(xué)界才發(fā)現(xiàn)顯微鏡帶來的微觀世界和望遠(yuǎn)鏡帶來的宏觀世界一樣豐富多彩。胡克與其他“顯微鏡使用者”最大的不同在于，他能夠用非常精確、細(xì)膩的筆法將顯微鏡下觀察到的物體勾勒出來，這正是他繪畫天分的充分體現(xiàn)。《顯微制圖》一書開創(chuàng)了科學(xué)界借用圖畫這種最有力的交流工具進(jìn)行闡述和交流的先河。

會畫畫的胡克，還是出色的建筑設(shè)計(jì)師，為恩師巴斯比博士設(shè)計(jì)私人住宅不過是小試牛刀。1666年，倫敦發(fā)生大火，燒掉了許多建筑，胡克提出按矩形格式重建倫敦。雖然這一方案未被采納，但得到了“元老會”的賞識，被任命為三個(gè)負(fù)責(zé)重建倫敦的測量員之一。

編輯梁宇清