Robert Hooke
ROBERT HOOKE lebte in einer Zeit (Aufklärung), in der die naturwissenschaftliche Forschung gekennzeichnet war durch verstärkte experimentelle Arbeit bei gleichzeitiger Spezialisierung durch zunehmendes Messen und Vergleichen. Die Entwicklung von Uhren ermöglichte genauere Zeitmessungen, die Entwicklung optischer Geräte machte Untersuchungen im mikroskopischen Bereich möglich. HOOKE selbst hatte großen Anteil an diesen Entwicklungen.
GALILEO GALILEI (1564–1642) entdeckte damals die Bewegungsgesetze und vier Jupitermonde. JOHANNES KEPLER (1571–1630) hatte die Gesetze der Planetenbewegungen gefunden. Zeitgenossen von HOOKE waren u. a. die Naturwissenschaftler CHRISTIAAN HUYGENS (1629–1695), OTTO VON GUERICKE (1602–1686), ISAAC NEWTON (1643–1727), OLAF RÖMER (1644–1710) und ROBERT BOYLE (1627–1692) sowie die Komponisten JOHANN SEBASTIAN BACH und GEORG FRIEDRICH HÄNDEL.
Leben und Wirken
ROBERT HOOKE wurde am 28.07.1635 auf der englischen Insel Wight geboren. Er war als Kind sehr schwächlich und häufig krank. Sein Vater, der Prediger war, bestimmte ihn für den geistlichen Stand und schickte ihn auf eine Lateinschule. Da sich seine Krankheiten häuften, musste HOOKE bald von jedem Unterricht entbunden werden. In der nun verfügbaren Freizeit zeigte er viele Proben seines Erfindertalentes. So baute er u. a. eine ziemlich genau gehende hölzerne Uhr. Aber der Plan, ihn nun Uhrmacher werden zu lassen, wurde aufgegeben. Am Ende zeigte sich, dass er für die Gelehrtenlaufbahn wohl am geeignetsten sei. So wurde er auf die Westminsterschule geschickt, wo er Latein, Griechisch, Hebräisch und Mathematik studierte. Besonders in Mathematik machte er rasche Fortschritte. Auch hier zeigte sich seine Erfindergabe, indem er seinem Lehrer 30 verschiedene Möglichkeiten zu Fliegen mitteilte.
1653 bezog er die Universität Oxford. Dort lernte er viele Wissenschaftler kennen und wegen seines Talentes wurde er bald Gehilfe des berühmten ROBERT BOYLE (1627–1691). Auf Grund der Erfindungen und Entdeckungen, die er in den folgenden Jahren machte, wählte ihn die Royal Society in London 1663 zu ihrem Mitglied. Wegen seiner drückenden Vermögenslage erließ man ihm die dafür sonst übliche Gebühr und gewährte ihm sogar ein – allerdings sehr bescheidenes – jährliches Gehalt.
Die Royal Society wurde am 28.11.1660 im Gresham College in London als Verein zur Förderung Naturwissenschaftlicher Experimente gegründet. HOOKE war somit eines seiner frühen Mitglieder. Heute ist die Royal Society eine Akademie hochrangiger Wissenschaftler.
Von 1677–1682 war HOOKE Experimentator und Sekretär der Royal Society.
Er war von sehr reizbarem Temperament, eigensinnig und auf jeden fremden Verdienst eifersüchtig. Ständig war er in Streitigkeiten verwickelt, u. a mit CHRISTIAAN HUYGENS, mit ISAAC NEWTON oder mit der ganzen Royal Society. Wie sehr man seine Leistungen trotz seiner schwierigen Art schätzte, geht aus der Unterstützung hervor, die er immer wieder für seine Arbeit erhielt.
HOOKE bewahrte seine große Aktivität bis ins hohe Alter. Er starb am 14.03.1703 im Alter von fast 68 Jahren. In den letzten Jahren seines Lebens saß er fast Tag und Nacht am Schreibtisch und ging nie anders als angekleidet ins Bett. Verheiratet war er nie.
ROBERT HOOKE (1635–1703)
Seine wissenschaftlichen Leistungen
ROBERT HOOKE kann zwar nicht mit seinen Zeitgenossen NEWTON und HUYGENS auf eine Stufe gestellt werden, gehört aber durch seine enorme naturwissenschaftliche Beobachtungsgabe und seinen Erfindungen zu den großen Gelehrten seiner Zeit. Sein Hauptfehler war, dass er seine Kräfte zersplitterte. So hat er in fast allen Bereichen der Biologie, Physik, Astronomie und sogar in der Architektur seine Spuren hinterlassen, diese aber selten vertieft.
ROBERT HOOKE war Wegbereiter der mikroskopischen Forschung, einer noch heute wichtigen biologischen Arbeitstechnik und er entdeckte die Pflanzenzellen. Auf HOOKE geht der Begriff „Zelle“ zurück, eine Bezeichnung die in der Biologie seit dem 19. Jahrhundert fundamentale Bedeutung hat.
Er entwickelte und baute eines der ersten zusammengesetzten Mikroskope im Jahr 1660: Als Lichtquelle diente eine Öllampe. Mit einem Hohlspiegel lenkte er das Licht durch eine Sammellinse zum Objekt. Die Optik bestand aus einer objektseitigen Linse, einer Feldlinse und dem Okular. Die Benutzung aller Linsen ermöglichte ein großes Sehfeld. Zur genauen Betrachtung eines Objekts ließ er die mittlere Linse fort. Das Mikroskop selbst setzte sich aus vier konzentrischen Röhren zusammen, die sich ausziehen ließen.
Den Abstand des Objektivs zum Objekt stellte er ein, indem er den Tubus anhob, den Feintrieb konnte er zusätzlich mit einem Schraubentrieb am Tubusende einstellen. Die Vergrößerung seines Mikroskops bestimmte HOOKE, indem er mit einem Auge ins Mikroskop schaute und gleichzeitig mit dem anderen Auge auf einen daneben liegenden Maßstab.
Mikroskop von ROBERT HOOKE
Die Veröffentlichung von HOOKEs Hauptwerk „Micrographia“ im Jahr 1665 war einer der Meilensteine der Biologie. Dieses Buch enthält zahlreiche Zeichnungen von Dingen, die er mit dem Mikroskop betrachtet hat, z. B.: den Stachel einer Biene, Eiskristalle des Schnees, Holz, Kork, Pflanzenteile sowie Insekten. Auch die Präparationstechnik zur Herstellung dünner Schnitte schuf er selbst. Mit seinen Zeichnungen konnte er zum ersten Mal die Zellennatur von Pflanzen zeigen. Er entdeckte u. a. auch als erster die Plasmaströmung in den Brennhaaren der Brennnessel. Die Beschreibung der schachtelartigen Abteilungen die er beim mikroskopieren des Korks entdeckte führten ihn im Jahr 1667 dazu, den Begriff „Zelle“ vorzuschlagen.
Er schrieb damals u. a. folgendes: „... von einem sauberen Kork schnitt ich mit einem Rasiermesser scharfen Messer ein Stückchen ab; so erzielte ich eine äußerst glatte Schnittfläche. Dann betrachtete ich das Korkstück sehr genau unter dem Mikroskop ... ich konnte deutlich erkennen, dass es überall durchlöchert und porös war, es sah aus wie eine Honigwabe, nur das die Poren unregelmäßig waren ... durch das Mikroskop erkennen wir, dass der Korkstoff ganz und gar mit Luft gefüllt ist, die in kleinen, voneinander getrennten Schachteln oder Zellen vollkommen eingeschlossen ist ...“
Damit prägte er den heute selbstverständlichen biologischen Begriff für die Bausteine aller Lebewesen – die Zellen.
Ein weiterer Verdienst HOOKEs besteht darin, die Theorie der Elastizität richtig formuliert zu haben: Ein Körper dehnt sich proportional zur Kraft, die auf ihn wirkt. Diese Beziehung entdeckte er 1678. Sie wurde nach ihm HOOKEsches Gesetz benannt und ist heute noch eines der Fundamentalgesetze der Festkörpermechanik.
Das HOOKEsche Gesetz ist Grundlage für die Funktionsweise von Federkraftmessern. Er erfand damals die Unruh, ein Spiralfeder-Mechanismus, durch den genau gehende Uhren erst möglich wurden.
Er führte das Fernrohr als astronomisches Messgerät ein und war mit dem französischen Wissenschaftler DENIS PAPIN Wegbereiter für die Dampfmaschine.
Hervorzuheben ist, dass HOOKE bereits um 1670 Licht als Welle betrachtete und zwar im Unterschied zu HUYGENS schon entsprechend unserer heutigen Auffassung als Querwelle (Transversalwelle). Das stand im Gegensatz zu der von NEWTON mit aller Autorität in einem Werk von 1672 vertretenen Teilchenvorstellung. Nun folgende Streitereien, von beiden Seiten oft mit unfairen Mitteln geführt, bewogen NEWTON, erst nach HOOKES Tod wieder über Optik zu schreiben (1704).
In seiner Schrift über die Bewegung der Erde (1674) ist HOOKE der Entdeckung des Gravitationsgesetzes sehr nahe. Er machte drei Annahmen:
- Alle Himmelskörper besitzen eine Anziehung, die zu ihrem Mittelpunkt hin gerichtet ist. Nicht nur ihre eigenen Teile, sondern auch Himmelskörper, die sich in ihrem Wirkungsbereich befinden, unterliegen dieser Anziehungskraft.
- Alle Körper, die in eine geradlinige Bewegung versetzt werden, werden irgendwann von einer Kraft in eine Bahn gezwungen, die einer Art Kreis entspricht.
- Die anziehenden Kräfte sind umso stärker, je näher der Körper ihnen ist. Er schrieb: „... Welches die verschiedenen Grade der Anziehung sind, habe ich noch nicht durch Versuche feststellen können. Aber es ist ein Gedanke, der, wenn er weiter verfolgt wird, den Astronomen in den Stand setzen muß, alle Bewegungen der Himmelskörper nach einem gewissen Gesetz zu bestimmen.“
Der Autor äußerte den Wunsch, dass jemand diese Gedanken weiterverfolgen möge, er selbst sei zu sehr durch andere Dinge in Anspruch genommen.
HOOKE starb am 14.03.1703 in London.
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Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.
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