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Robert Hooke
März 1703 in London) war ein englischer Universalgelehrter, der hauptsächlich durch das nach ihm benannte Elastizitätsgesetz bekannt ist. Hookes Wirken ist eng …
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Bedeutung und Lebensweg
Robert Hooke (* 18. Juli 1635 jul. / 28. Juli 1635 greg. in Freshwater, Isle of Wight; † 3. März 1702 jul. / 14. März 1703 greg. in London) war ein englischer Universalgelehrter. Er arbeitete als Uhrenbauer, Astronom, Mikroskopierer, Geologe, Physiologe, Architekt und Naturphilosoph. Besonders bekannt ist er durch das nach ihm benannte Elastizitätsgesetz. Dieses formulierte er als „ut tensio sic vis“: wie die Dehnung, so die Kraft.
Hookes Bedeutung liegt vor allem in seiner Rolle bei der frühen Royal Society, einer wichtigen wissenschaftlichen Gesellschaft in London. Er war ab 1662 deren „Curator of Experiments“, also Kurator für Experimente. Seine Aufgabe war es, für die wöchentlichen Treffen Experimente vorzubereiten und durchzuführen. Am Gresham College wurde er Professor für Geometrie und hielt die Cutler-Vorlesungen.
Hooke zeigte schon als Kind auf der Isle of Wight großes technisches und zeichnerisches Talent. Nach dem Tod seines Vaters kam er mit 13 Jahren nach London, lernte an der Westminster School Latein, Griechisch, etwas Hebräisch, Mathematik, Zeichnen, Orgelspiel und den Umgang mit der Drehbank. Ab 1653 setzte er seine Ausbildung am Christ Church College in Oxford fort. Dort arbeitete er mit Naturforschern wie Thomas Willis, John Wilkins und Robert Boyle zusammen. Für Boyle konstruierte Hooke eine verbesserte Luftpumpe und führte Experimente durch, die zur Entdeckung des Boyleschen Gesetzes beitrugen.
Mikroskopie und Micrographia
Hookes Hauptwerk Micrographia erschien 1665. Es enthielt zahlreiche Zeichnungen, die er mit einem zusammengesetzten Auflichtmikroskop angefertigt hatte. Die Royal Society hatte ihn 1663 aufgefordert, regelmäßig mikroskopische Beobachtungen beizusteuern. Hooke untersuchte unter anderem eine Nadelspitze, die Schneide einer Klinge, Papier, versteinertes Holz, Schimmelpilz, Eier des Seidenspinners, das Facettenauge einer Fliege, eine Spinne und eine Milbe.
Besonders wichtig war seine Untersuchung von Kork. Für die unter dem Mikroskop sichtbaren Hohlräume prägte er den Begriff „cell“, auf Deutsch „Zelle“. Damit lieferte er einen Begriff, der später für die Biologie grundlegend wurde.
In Micrographia verband Hooke genaue Beobachtung, Zeichnung und theoretische Deutung. Einige seiner Spekulationen, etwa zur Materie, wollte die Royal Society ausdrücklich von sich abgrenzen. Hooke vermutete, Materie bestehe aus unsichtbar kleinen, schwingenden Teilchen. Unterschiede zwischen festen, flüssigen und gasförmigen Körpern erklärte er durch unterschiedliche Schwingungsfrequenzen dieser Teilchen. Auch wenn dies nicht im heutigen Sinn als fertige Theorie gelten kann, zeigt es seine Suche nach mechanischen Erklärungen für Naturerscheinungen.
Astronomie, Wetterkunde und Geologie
Hooke war ein genauer Beobachter des Himmels und arbeitete zugleich an besseren Instrumenten. Er interessierte sich besonders für Fernrohre und Messgeräte zur Winkelmessung. 1664 entdeckte er den Großen Roten Fleck auf dem Jupiter, beobachtete dessen Bewegung und schloss daraus, dass Jupiter wie die Erde um seine Achse rotiert. 1666 stellte er auch bei Objekten auf dem Mars Positionsänderungen fest und wies damit bei einem zweiten Planeten eine Eigenrotation nach. Außerdem untersuchte er Doppelsterne, die Plejaden, Kometen und die Mondoberfläche.
Hooke versuchte auch, die Sternparallaxe nachzuweisen. Sternparallaxe bedeutet die scheinbare Verschiebung eines Sterns durch die Bewegung der Erde um die Sonne. Mit einem Zenitteleskop im Gresham College beobachtete er den Stern γ Draconis und leitete aus Messungen von 1669 bis 1670 eine Parallaxe von 30 Bogensekunden ab. Dieser Wert war, wie sich später zeigte, viel zu groß, wurde aber lange als Nachweis angesehen.
In der Wetterkunde begann Hooke im Auftrag der Royal Society regelmäßige Wetterbeobachtungen. Er verbesserte oder erfand Instrumente wie Radbarometer, Hygrometer und Windmesser. Sein Temperaturverfahren setzte den Nullpunkt auf den Gefrierpunkt von Wasser. 1679 stellte er eine frühe automatische Wetterstation vor, die Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Niederschlag, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck auf Papierstreifen aufzeichnete.
In der Geologie sah Hooke Fossilien nicht als „Laune der Natur“, sondern als versteinerte Lebewesen. Weil manche Fossilien keinem bekannten Lebewesen ähnelten, hielt er ausgestorbene Arten für möglich. Er nahm außerdem an, dass die Erde älter sein müsse als das von James Ussher abgeleitete Alter von etwa 6000 Jahren, und dass die biblische Sintflut die geologische Gestalt der Erde nicht ausreichend erklären könne.
Londoner Wiederaufbau und Architektur
Nach dem Großen Brand von London im September 1666, bei dem 80 Prozent der City of London zerstört wurden, wurde Hooke zu einer wichtigen Figur beim Wiederaufbau. Schon am 19. September 1666 legte er ein Modell für den Wiederaufbau vor. Dieser Plan wurde zwar wie andere Entwürfe aus Kosten- und Zeitgründen verworfen, doch am 4. Oktober 1666 berief die Stadt ihn in eine sechsköpfige Wiederaufbaukommission.
Hooke arbeitete an Bauvorschriften, Straßenverbreiterungen und Vermessungen. Am 14. März 1667 wurde er als Landvermesser vereidigt. Zusammen mit Peter Mills begann er am 27. März 1667 in der Fleet Street mit dem Abstecken neuer Straßen. Die Vermessungsarbeiten waren Ende 1671 weitgehend abgeschlossen; 95 Prozent des Baugrunds waren vermessen. Die Tagesbücher dokumentieren für den Zeitraum vom 13. Mai 1667 bis zum 28. Juli 1696 insgesamt 8394 Neugründungen.
Hooke arbeitete auch eng mit Christopher Wren zusammen, besonders nach dem City Churches Rebuilding Act von 1670, der die Wiedererrichtung von 51 Parish-Kirchen regelte. Hooke überwachte Bauarbeiten und entwarf selbst Gebäude. Zu seinen Bauten zählen das Monument to the Great Fire of London, das Royal College of Physicians, das Bethlem Royal Hospital, Montague House, Ragley Hall, Willen Church und die Almshouses Aske’s Hospital. Das Monument zum Großen Brand wurde von ihm entworfen.
Kontroversen und wissenschaftliche Priorität
Hookes Leistungen wurden lange von Prioritätsstreitigkeiten überschattet. Priorität bedeutet hier die Frage, wer eine Entdeckung oder Erfindung zuerst gemacht hat. Besonders bekannt sind seine Konflikte mit Isaac Newton und Christiaan Huygens.
Mit Newton stritt Hooke über Licht und Farben. Newton erklärte 1672, weißes Licht sei eine Mischung aller Regenbogenfarben und werde im Prisma in seine Bestandteile aufgespalten. Hooke vertrat dagegen die Ansicht, Licht sei eine Stoßwelle in einem transparenten Medium und Farbe entstehe durch Störung des Lichts bei Brechung. Die Auseinandersetzung führte zu einer jahrelangen Spannung zwischen beiden.
Ein weiterer Konflikt betraf die Planetenbewegung und Gravitation. Hooke sah Schwere als eine Eigenschaft aller Himmelskörper. Er erklärte Planetenbahnen als Zusammensetzung einer geradlinigen Tangentialbewegung und einer Anziehung zum Zentralkörper. Am 6. Januar 1680 schrieb er Newton, seine Annahme sei, dass sich die Anziehung „reziprok quadratisch zur Entfernung vom Zentrum“ verhalte. Später verweigerte Newton Hooke in den Principia Mathematica die von Hooke erwartete Anerkennung.
Mit Huygens stritt Hooke über die Erfindung der federgetriebenen Uhr. Hooke beanspruchte, schon in den 1660er Jahren Uhren mit Spiralfeder vorgestellt zu haben. Die genaue Uhr war wichtig, weil sie bei der Bestimmung der geografischen Länge auf See helfen konnte. Hooke verdächtigte Henry Oldenburg sogar der Manipulation und des Verrats, fand nach Oldenburgs Tod aber Briefe, die zeigten, dass Huygens Informationen über Hookes Uhrenexperimente erhalten hatte.
Späte Jahre, Nachwirkung und Nachlass
In seinen letzten Jahren wurde Hooke vorsichtiger bei der Veröffentlichung neuer Ideen. Sein Elastizitätsgesetz verschlüsselte er 1676 zunächst als Anagramm „ceiiinosssttuu“ und veröffentlichte erst 1678 die Formel „ut tensio sic vis“. 1681 erfand er die Irisblende, 1684 dachte er sich ein System zur optischen Nachrichtenübermittlung aus. Nach dem Tod seiner Nichte Grace 1687, die seinen Haushalt geführt hatte und seine Geliebte war, veränderte sich sein Wesen stark. Er wurde melancholisch und zynisch. 1693 beendete er seine Tätigkeit für Wren, weil er Baugerüste nicht mehr erklettern konnte. Hooke starb 1703 in seinen Räumen im Gresham College und wurde in St Helen’s Church, Bishopsgate beigesetzt. Seit 1891 befinden sich seine Überreste in einem Massengrab auf dem Friedhof der Stadt London in Manor Park.
Von Hooke ist kein gesichertes zeitgenössisches Porträt bekannt. Es gibt Hinweise, dass einst ein Bildnis existierte, es ging aber vermutlich verloren. Spätere angebliche Porträts erwiesen sich als falsch oder ungeklärt.
Nach seinem Tod geriet Hooke lange weitgehend in Vergessenheit. Ab den 1930er Jahren wurden seine Schriften, Tagebücher und Beiträge wieder stärker erforscht. Besonders um seinen 300. Todestag im Jahr 2003 wurde er als wichtiger Naturforscher neu gewürdigt. Nach ihm wurden unter anderem der Asteroid Hooke, der Mondkrater Hooke, der Marskrater Hooke, der Hooke Point in der Antarktis, das Robert Hooke Science Center und die Hooke Medal der British Society for Cell Biology benannt. In der Rheologie, der Lehre vom Verformungsverhalten von Stoffen, steht das Hooke-Element für ideale Elastizität.