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关于胡克的肖像和他的引力研究

2003-09-24 来源:中华读书报 关洪 我有话说

读到8月27日《中华读书报》15版登载的周文峰先生的《罗伯特·胡克:被遗忘的科学天才》一文,觉得其中有些偏颇之处,好像是故意借压低牛顿而抬高胡克似的。

第一,周文写道:“胡克自己的画像却一张也没有留存下来,据说唯一的一张胡克画像毁于牛顿支持者之手。”过去是有胡克的画像一张也没有保留下来的说法。但是,2002年8月苏格兰圣安德鲁斯大学的一个数学史网站(www.history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/mathematicians)发表了胡克的一张失落已久的,经过专家鉴定确认的肖像(见题图)。同时显示的还有过去传说是胡克的肖像而没有得到证实的四幅比较粗糙的画像。由此可见,胡克的画像可能不止“唯一的一张”,亦并没有毁于什么人之手。嫁祸于“牛顿支持者”的诬陷,也就不攻自破了。

第二,周文又写道:胡克“很早就发现了万有引力定律中非常重要的平方反比关系。”这一叙述是不符合实际的。事实上,胡克确实很早就认为天体的运动是受到它们之间相互吸引的结果。例如,在他1674年发表的《试观察证实地球周年运动》一文中,提出了三条假设:

1.所有天体都具有一种指向其中心的吸引力;

2.所有在做匀速直线运动的物体,都将沿直线运动,直到它们受力作用而发生偏转弯折;

3.物体距离越近。它们的吸引力越强。

这些假设抓住了问题的实质,体现了胡克天才的直觉。1679年,胡克写信给牛顿,询问他对于自己“关于行星的运动是由切线方向的直线运动和朝向中心体的吸引运动复合而成的假说”有什么看法,并且在接着的讨论中,明确指出一个自高处落下的物体,在不受阻力的情况下,应当按照椭圆形轨道运动。而当时牛顿还没有达到这样的认识。

1680年初,胡克在给牛顿的两封信中,先后写道:“我的推测是吸引力总是同到中心的距离的平方成反比。”“我不怀疑使用您的卓越方法,您将很容易找到它是一条怎么样的曲线。”由此可见,这时候胡克自己并没有说他发现了什么,而只是说提出了一种推测,并且事实上承认他并不掌握证明这种推测的数学手段。

总而言之,在一段时间里,胡克在物理思想上走在了牛顿的前面。但只靠合理的想法是不能够证明任何假设的。有证据表明,1684年牛顿首先证明了行星的椭圆轨道是由于受到太阳的反平方引力而形成的。所以,首先“发现了万有引力定律中非常重要的平方反比关系”的人是牛顿而不是胡克,尽管牛顿在观念上很可能受益于胡克的启示。

这里关键的一步是在这种证明中必需运用微积分的方法,这是胡克所不可能掌握的。因为那时候牛顿是运用他自己创立的“流数”(即后来的微积分)方法来作出证明的。和牛顿同时代的人,只有莱布尼兹和惠更斯在数学能力上有可能赶得上他,胡克是无论如何做不到的。(以上参看:关洪,《物理学史选讲》,北京:高等教育出版社,1994,第4.4节)

在上面所介绍的有关网页上发表的胡克的传记里有这样两段话:“然而,胡克看来没有能够给出关于他的猜想的一种数学证明,或者他并不想把他的时间投入到这一类的探索里去。”“胡克从来也没有致力于把他的各种想法深入发展,以建造一种综合的理论。他总是不能够从他的富于启发的想法出发建立起重要的理论,其中简单的原因就是他实际上不具备像他的同时代人牛顿和惠更斯那样的、建立起那种综合性理论所必需的技术能力。”

我认为,这是一种对于胡克的中肯评价。

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