تاريخ الفيزياء الكلاسيكية، من هو روبرت هوك وماهي إنجازاته؟

يعرف العالم روبرت هوك برجل نهضة القرن السابع عشر في إنكلترا وذلك لإنجازاته في الكثير من المجالات العملية، كعلم الفلك والفيزياء والبيولوجيا.

حياته

حياة هوك هي قصة من الفقر إلى الثراء. ولد روبرت هوك في مدينة فريش ووتر في جزيرة وايت الإنجليزية في عام 1635م، وتلقى تعليمه الأول في المنزل على يد والده رجل الدين.

توفي والده عندما كان يبلغ ال13 من عمره، ومنعه سوء صحته وأوضاعه المادية من متابعة الدراسة لعدّة سنوات. ولكنه ورغم ذلك أظهر اهتمامًا بالغًا بالفن، وحصدت مواهبه الفنية منحًا دراسية إلى مدرسة وستمنستر ولاحقًا في جامعة أكسفورد.

أقام علاقات مع مجموعة متنوعة من الأشخاص المهمين، أبرزهم العالم روبرت بويل، الذي أصبح في وقت لاحق مساعده. أمضى هوك قرابة العشر سنوات مع بويل، وهو يشحذ مهاراته التجريبية والميكانيكة.

لم يكن هوك رجلًا ذو موارد مستقلة، وسرعان ما تولى منصبًا مدفوع الأجر كـ “أمين التجارب” في الجمعية الملكية التي تم تشكيلها حديثًا آنذاك، مما جعله أول باحث علمي يتقاضى راتبه في إنجلترا. سرعان ما أصبح هوك زميلًا في الجمعية الملكية وتم تعيينه أستاذًا في كلية جريشام.

اختراعاته

أعتقد العالم لآلاف السنين أن الهواء  إلى جانب النار والماء والأرض، كواحد من العناصر الأربعة التي ملأت العالم، دون ترك مساحات فارغة. من خلال العمل مع العالم بويل، طور هوك مضخة تفريغ يمكنها إفراغ المساحة. وأثبت عن طريق تجاربه أن الهواء ضروري للاحتراق وتوصيل الصوت.

أظهر هوك أن الهواء يمكن أن يتمدد وينضغط. كما أجرى تجارب تأسيسية على العلاقة بين الهواء وعملية التنفس في الكائنات الحية. وقد وضع الأساس للديناميكا الحرارية، من خلال اقتراح أن الجسيمات في المادة تتحرك بشكل أسرع مع ارتفاع درجة حرارتها.

روبرت هوك والفيزياء

اقترح هوك في مجال الفيزياء النظرية، نظريةموجية غير مكتملة تكون فيها اهتزارت الموجة عمودية على منحى انتشار الضوء. كان أول من اقترح نظرية حركية مكونات المادة، وألحّ على أن الأجسام كلها تتألف من جسيمات غير مرئية تستمر في حركتها الاهتزازية، وأن كل نوع من أنواع الجسيمات قادر على الاهتزاز على طريقته الخاصة لا يغيرها. مما يذكرنا اليوم بصورة الإلكترونات الراهنة وبحالاتها الخاصة من الطاقة في داخل الذرة.

اشتهر هوك بقانون واحد فحسب وهو القانون الذي اعتبره بعض العلماء الانطلاقة لفيزياء الجسم الصلب وأساس الهندسة الميكانيكية وهو ما يعرف باسم قانون هوك للمرونة.

قانون هوك

ينص القانون على أن تمدد الجسم الصلب أو استطالته، ضمن حد مرونته بفعل قوة، يتناسب مع هذه القوة المؤثرة فيه. يعني “حد المرونة”، الاستطالة القصوى التي إذا تجاوزها الجسم الصلب باستطالته لن يعود إلى حالته الأصلية بعد زوال المؤثر.

روبرت هوك وعلم الفلك

استطاع هوك أن يصف مركز جاذبية الأرض والقمر، ويوضح الفوهات القمرية ويتكهن بأصلها، واكتشف نجمًا مزدوجًا ورسم مجموعة نجوم الثريا.

وصف هوك الجاذبية أيضًا على أنها القوة التي تسحب الأجرام السماوية معًا. أشار إلى أن قوة الجاذبية يمكن قياسها من خلال الاستفادة من حركة البندول. وحاول إثبات أن الأرض و القمر يتبعان بحركتيهما مسارًا بيضاويًا.

اكتشف ظاهرةالحيود(انحناء أشعة الضوء حول الزوايا) في عام 1672م. ذكر قانون التربيع العكسي لوصف حركات الكواكب، وهو القانون ذاته الذي قدمه نيوتن لاحقًا ولكن بشكل معدل وبصيغ رياضية أشمل وأوسع وأصح. اشتكى هوك من عدم منحه الفضل الكافي بوضع القانون وتورط في جدل مرير مع نيوتن.

هوك والبيولوجيا

في عام 1665م، نشر روبرت هوك ما أصبح من أشهر أعماله، وهو Micrographia. تتضمن منشوراته رسومات توضيحية للتركيب البلوري لرقائق الثلج تحت المجهر وتجاويف قرص العسل المجهرية في الفلين، التي مكنته من استحدث مصطلح” الخلية” في وصف الأعضاء الحيوية. واستخدم هوك في ملاحظاته تلك مجهرًا صُنع يدويًا مغطى بالجلد وموشّى بالذهب. ولايزال معروضًا في المتحف الوطني للصحة والطب في العاصمة الأمريكية واشنطن حتى وقتنا الحالي.

هوك ونظرية التطور

افترض أن وجود الأسماك المتحجرة في المناطق الجبلية يعني أنها كانت تحت الماء ذات يوم. قادته دراسته للحفريات إلى استنتاج أن الأرض كانت مأهولة بالعديد من الأنواع المنقرضة، مما جعله من أوائل المؤيدين لنظرية التطور .

هوك وحريق لندن العظيم

أتاح حريق لندن العظيم عام 1666 فرصة أخرى لهوك لكي يتألق. وعلى عكس العديد من المعاصرين ، رفض هوك الربح بطرق غير شرعية، تعاون مع المهندس المعماري الشهير كريستوفر رين لإنشاء نصب تذكاري للحريق.

كما قام بتصميم عدد من المباني الرائعة، بما في ذلك مستشفى بيثلم (المعروف باسم بيدلام) ومرصد غرينتش الملكي والكلية الملكية للأطباء.
اقترح هوك  إعادة إنشاء شوارع لندن على نمط شبكي. وعلى الرغم من عدم نجاح فكرته ، تم دمجها لاحقًا في مدن مثل ليفربول وواشنطن العاصمة.

وفاته

عانى في آخر سنة من حياته من أعراضٍ ربما كان سببها داء السكري. توفي عن عمرٍ يناهز السابعة والستين في لندن في 3 مارس عام 1703م تاركًا خلفه إرثاً خالدًا من العلوم التي لانزال نعتمد عليها حتى يومنا هذا.

المصادر

bbc
britannica
theconversation