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第12章 胡克與氣象儀器

我們每天都能從電臺(tái)、電視臺(tái)知道當(dāng)天的天氣情況和以后幾天的天氣預(yù)報(bào),包括溫度、風(fēng)向和風(fēng)力、雨情和雨量,有的還會(huì)告訴我們大氣中的濕度。當(dāng)然,這些“情報(bào)”全都來(lái)自氣象臺(tái)??墒?,你知道氣象臺(tái)是如何獲得這些“情報(bào)”的嗎?當(dāng)然得靠?jī)x器:用溫度計(jì)測(cè)溫度,用風(fēng)速計(jì)測(cè)風(fēng)速,用雨量筒測(cè)量雨量,用濕度計(jì)測(cè)濕度等。在幾種氣象儀器的發(fā)明過(guò)程中,涌現(xiàn)出了一大批發(fā)明家,其中也包括17世紀(jì)英國(guó)最偉大的科學(xué)儀器發(fā)明家和設(shè)計(jì)者羅伯特·胡克。

胡克1635年7月18日出生于英格蘭南部威特島的弗雷斯沃特。父親是當(dāng)?shù)氐慕虆^(qū)牧師。胡克從小體弱多病,性格怪僻,不能按時(shí)上學(xué)。但他心靈手巧,喜歡動(dòng)手做機(jī)械方面的玩具。10歲時(shí),胡克對(duì)機(jī)械學(xué)發(fā)生了強(qiáng)烈的興趣,為日后在實(shí)驗(yàn)物理學(xué)方面的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。1648年,胡克的父親逝世后,家道中落。13歲的胡克被送到倫敦一個(gè)油畫匠家里當(dāng)學(xué)徒。后來(lái),在熱心人幫助下,胡克修完了中學(xué)課程。1653年,胡克進(jìn)入牛津大學(xué)學(xué)習(xí)。在這里,他結(jié)識(shí)了一些頗有才華的科學(xué)界人士,這些人后來(lái)大都成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的骨干。

由于出色的實(shí)驗(yàn)才能,1662年,胡克被任命為皇家學(xué)會(huì)的實(shí)驗(yàn)主持人,為每次聚會(huì)安排三四個(gè)實(shí)驗(yàn)。他通過(guò)實(shí)地考察以及實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了許多有關(guān)地質(zhì)、地震、海洋等方面的研究。

1665年,30歲的胡克被推薦給當(dāng)時(shí)英國(guó)著名化學(xué)家波義耳當(dāng)助手,在波義耳的實(shí)驗(yàn)室工作。胡克在儀器的制造和改進(jìn)方面的特長(zhǎng),正是在這時(shí)顯露出來(lái)的。他協(xié)助波義耳3次改進(jìn)了空氣泵。第三次改進(jìn)后的抽氣機(jī)已具備現(xiàn)代真空泵的雛形,其動(dòng)力是靠司泵人用腳踏滑輪兩邊活塞上的蹬板來(lái)提供的。利用這一設(shè)備,波義耳和胡克完成了氣體的波義耳定律實(shí)驗(yàn)。除了改進(jìn)空氣泵之外,胡克還制造了顯微鏡,改進(jìn)了望遠(yuǎn)鏡。世界上第一臺(tái)顯微鏡是1604年由荷蘭的一個(gè)眼鏡商人發(fā)明的。胡克通過(guò)自己的巧手使它更加完善了,而且創(chuàng)造出了當(dāng)時(shí)世界上最好的復(fù)式顯微鏡。通過(guò)顯微鏡,胡克發(fā)現(xiàn)了“細(xì)胞”,成為了最早研究植物細(xì)胞的科學(xué)家之一。

在進(jìn)行各種儀器的設(shè)計(jì)時(shí),胡克也接觸到了氣象儀器。世界上第一臺(tái)用于測(cè)量風(fēng)速的“風(fēng)速計(jì)”就是由胡克發(fā)明的。這臺(tái)儀器的關(guān)鍵是一塊很輕的木板,這塊木板可以自由擺動(dòng),當(dāng)風(fēng)吹來(lái)時(shí),這塊木板就在一個(gè)分度標(biāo)尺上移動(dòng),這樣就記錄下了風(fēng)的速度。

1695年,發(fā)明風(fēng)速計(jì)的胡克又設(shè)計(jì)了一種雨量計(jì),它是一個(gè)玻璃漏斗,安裝在一個(gè)木架上,漏斗的下端伸進(jìn)一個(gè)較大的容器內(nèi)。在漏斗上,有兩根繩子將它牢牢地固定在木架上,以防被風(fēng)吹動(dòng)。所收集的雨水用秤稱量就可以了。

在胡克發(fā)明的氣象儀器中,最著名的要數(shù)胡克輪式氣壓計(jì)了。它由一個(gè)泡、一根管子、一根U形虹吸管以及一個(gè)帶刻度的圓環(huán)組成,上面有一根指針,有點(diǎn)像鐘表上的盤一樣。利用這種奇特的裝置,放在U形虹吸管內(nèi)的水銀面高度如果有任何微小的變化,那么,就會(huì)由小指針的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)明顯表示出來(lái)。后來(lái),胡克又想了一個(gè)方法,用更加簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)制造了輪式氣壓計(jì)。

1703年,胡克在倫敦病逝,享年68歲。胡克是一個(gè)全才式的人物,對(duì)當(dāng)時(shí)的天文學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、氣象學(xué)、鐘表和機(jī)械、生理學(xué)等學(xué)科都做出過(guò)重要貢獻(xiàn),因此被譽(yù)為“英國(guó)的達(dá)·芬奇”。

知識(shí)鏈接

在《地震講義》和《關(guān)于地面經(jīng)常發(fā)現(xiàn)貝殼和其他海棲動(dòng)物殘骸的原因》等論著中,胡克強(qiáng)烈反對(duì)《圣經(jīng)》中的神創(chuàng)論。他提出了地貌變化的思想,并且認(rèn)為由于地貌變化引起了生物的變化,化石則是古動(dòng)物的殘骸,是地球演變史中的“紀(jì)念碑”,人們可以根據(jù)這些化石,認(rèn)識(shí)地球的歷史。胡克在進(jìn)化論出現(xiàn)以前提出這些觀點(diǎn)是可貴的。

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