胡克：画笔上的科学人生

赵　子

提起牛顿，没有人会感到陌生。然而说到牛顿的“死敌”罗伯特·胡克，熟悉的人却并不多。翻遍中学时的教科书，我们仅仅在两个地方能够发现胡克的身影，一是物理中的胡克定律，二是生物里的细胞一词。事实上，胡克在科学领域的成就，远不止创立胡克定律和命名了细胞(cell)。在科学史上，胡克可能是最为出类拔萃和多才多艺的人物之一。

胡克的成绩单，简直到了令人眼花缭乱的地步：第一个发现了细胞、第一个研究了化石、提出了弹性定律、总结了波义耳定律、启发了引力平方反比定律、首先报告了木星红斑和火星自转、观察了月球上的环形山、发现了双星、提出光的波动说、研究了晶体形状、计算了音高和振动的关系、发明了复式显微镜、发条摆钟、轮形气压表、万能节、测深仪……另外，他在建筑、绘画、音乐等方面也颇有建树，因此被誉为“英国的达芬奇”。

1635年7月，胡克出生在英国威特岛的淡水镇，父亲是一个受人尊敬的教区牧师。胡克从小身体不好。父亲舍不得将儿子送去要求严厉的寄宿学校，便在家里搞起了“家庭教育”。小胡克接受新知识的速度比一般孩子都要快，而且有很强的动手能力，喜欢摆弄钟表和机械玩具，拆拆装装，一学就会。另外，他对绘画和音乐也非常喜爱。他父亲的一位艺术家朋友甚至建议他以艺术为终身职业，而他也一度认为自己将来会成为一名出色的肖像画师。

少年时代的胡克，经历了人生中最令他难以接受的不幸。在他还只13岁那年，父亲就去世了。家里失去了顶梁柱，懂事的胡克除了悲伤，还想尽快学会一项可以养家糊口的本领。虽然父亲生前的一位挚友愿意收留他，但胡克并不喜欢这种“寄人篱下”的生活。过了没多久，他毅然选择了离开家乡，前往伦敦，拜当时著名的画家彼得，莱利为师，学习绘画。虽然胡克最终并没有如愿成为肖像画师，但扎实的绘画功底最后成了他搞科研的“得力助手”。

结束绘画学习生涯之后，胡克进入了威斯敏斯特学校求学。当时学校的校长是理查德·巴斯比博士。他看出胡克有着“天才的潜质”，于是提出要资助胡克学习和生活的所有费用，但被胡克婉拒了。胡克半工半读，在不落下任何功课的同时，到处揽活赚钱，其间做过金匠、木工等多种临时陸工作，用赚来的钱缴了学费，并维持基本生活。与此同时，他在学校还发明了飞行器、学会了拉风琴等。巴斯比校长打心里喜欢这个孩子，与他保持了终生的友谊。后来，胡克还为他设计了私家住宅。

胡克人生中最重要的转折点出现在1653年。这一年，他进入了“牛津圈”，正式到牛津基督教会学院任职，由此开始了自己的科学学徒生涯。在这里，他结识了很多有影响的有创造性的朋友，而与波义耳的相识则是其中最重要的经历。1658年，胡克有幸成为波义耳的助手。得知这一消息之后，一直关注着胡克成长的巴斯比博士马上找到他，嘱咐他说：“罗伯特，不是随便什么人都能给波义耳教授做助手的。你可不能辜负了这次机会啊!”胡克很腼腆地回答：“是，老师。我一定会努力学习，不辜负您和波义耳教授的厚望。”

作为波义耳的“雇员”，胡克没有因为身份原因而放弃认真的工作态度，更没有放弃学习的机会。他从波义耳那里获得了丰富的化学知识和实验技巧，并以自己作为机械师的天才回馈波义耳。在当时，对空气的研究，特别是对于真空和燃烧现象的研究，可以说是最热门的前沿科学。但是，要研究空气，必须拥有性能优良的抽气机。为此，波义耳曾四处寻找最优秀的制造师，但是所得到的抽气机效果并不理想。意外的是，胡克制造出了让他满意的机器。波义耳在正式出版的论文中亲切地将胡克制造的机器称为“我们的抽气机”。

胡克制造的抽气机使波义耳研究真空和燃烧理论时如虎添翼。此后，波义耳做实验所用的仪器，几乎全由胡克制造。胡克之所以能够身怀此等绝技，动手能力强自然是一个方面，而出众的“绘画天赋”也功不可没。胡克自己就曾经说过，“所有人都认为我是天才的机械制造师，但实际上，它们都是从纸上走下来的”。

奠定胡克“科学天才”声望的，是他出版的一本书——《显微制图》。胡克出生之前很久显微镜就被发明和制造出来，但没有像望远镜那样给人们带来科学上的重大发现。直到胡克出版了他的《显微制图》，科学界才发现显微镜带来的微观世界和望远镜带来的宏观世界一样丰富多彩。胡克与其他“显微镜使用者”最大的不同在于，他能够用非常精确、细腻的笔法将显微镜下观察到的物体勾勒出来，这正是他绘画天分的充分体现。《显微制图》一书开创了科学界借用图画这种最有力的交流工具进行阐述和交流的先河。

会画画的胡克，还是出色的建筑设计师，为恩师巴斯比博士设计私人住宅不过是小试牛刀。1666年，伦敦发生大火，烧掉了许多建筑，胡克提出按矩形格式重建伦敦。虽然这一方案未被采纳，但得到了“元老会”的赏识，被任命为三个负责重建伦敦的测量员之一。

编辑梁宇清