第27章 與生物學家相約(2)(3 / 3)

在“演講集”中,至少有兩個重要發現。其一是以胡克命名的彈性定律——胡克定律,即“有多大的伸長量,就有多大的力”,也就是說在彈性限度內,彈簧的彈力與彈簧的伸長量成正比;其二是他通過對簡諧振動的研究提出“使物體運動的力的量與它所獲得的速度的平方成正比例。”

在“演講集”中,胡克通過對事物的觀察,提出了關於力學的三個基本假定。第一,一切天體都具有傾向其中心的吸引力或重力,這些天體不僅把它們自己的部分吸向中心,以使這些部分不至於從它們中飛離出去,而且還吸引著在它們活動範圍內的其他天體,正如我們看到的地球那樣。第二,一切天體在未受其他使其傾斜的作用力前保持直線運動不變,在受到這種力的作用後,運動將彎曲成圓形、橢圓形或其他更複雜的曲線。第三,離吸引力中心越近,吸引力越大。胡克的第二個假設具有革命性意義。因為在當時,連牛頓在內的很多學者認為圓周運動與直線運動一樣是慣性運動。胡克的觀點使他們不得不從另外一個角度看問題。

胡克的第一和第三個假設是關於引力的假定。1679年,胡克在給牛頓的信中進一步指出,重力的改變與距離的平方成反比,從而為牛頓的萬有引力定律的提出做出不容忽視的貢獻。但因為胡克的數學分析能力有限,他的觀點大多是憑其敏銳的洞察力靠直覺得出的,缺乏強有力的證明,所以有關力學的很多問題都由大科學家牛頓最終解決。

胡克除了在生物學、天文學、氣象學、熱學和力學方麵有很大貢獻外,還在地質學和結晶學方麵有深入的研究。在胡克所處的時代,地質學是一個尚未充分開發的領域。胡克早在《顯微圖集》中曾收集了對大量礦物進行觀察的描述,後來,他對地質方麵的研究成果被收集在其遺著中《地震的演講和講座》。關於化石的起源問題,胡克指出,應該把“印有圖形的石塊”即化石分為兩類:一類是有生物圖形的化石;另一類是有非生物圖形的化石。這兩類化石的起源不同,不能一概而論,印有生物圖形的化石是古生物的遺骸。在遠離海洋的陸地上發現海洋生物化石,他認為是地球表麵曾經發生過劇烈的隆起和變遷,使原來的海洋變成陸地。至於在化石中可以找到一些現今不存在的生物,他認為這是物種易變性的結果。胡克的這些觀點雖然顯得膚淺,但無疑體現了災變論和進化論思想。他的這種災變論和進化論的思想比居維葉和拉馬克早了一百多年。胡克在對具有非生物圖形的化石進行顯微研究的過程中發現,晶體的多角體形狀的形成有一定的規律。三年後,斯蒂諾(N·Steno)提出了晶體的界麵角守恒定律。胡克的研究成果無疑是界麵角守恒定律的先兆,所以他曾被稱為結晶學的始祖。

胡克雖沒有取得過很高的學曆,沒有顯赫的地位,但在長期的實驗研究中獲得豐厚的回報,使我們更加清楚地認識到隻要兢兢業業地工作,不論職業好壞,地位高低,均能取得優異成績,三百六十行,行行出狀元。

胡克的經曆還提醒我們,知識是重要的,正是因為他的知識根基不深,使得他不能更加深入地研究,胡克在力學方麵的工作充分地證明了這一點。但胡克對科學的貢獻是巨大的,他不愧為一位偉大的物理學家和生物學家。

實驗生理學的奠基人斯巴蘭讓尼

斯巴蘭讓尼(Lazzaro Spallanzani,1729~1799)是意大利著名的博物學家、生理學家和實驗生理學家。

斯巴蘭讓尼於1729年1月12日出生於意大利斯坎迪亞諾鎮,他的父親是一位有名的律師,母親出身富裕之家。斯巴蘭讓尼15歲中學畢業後進入勒佐——艾米裏亞耶穌神學院,在那裏他學習了五年,受到很好的語言學和哲學等方麵的教育。1749年,他轉入著名的波倫亞大學學習法律。他的堂姐芭西是一位傑出的婦女,在波倫亞大學任物理學和數學教授,在她的引導下,斯巴蘭讓尼對自然科學發生了濃厚興趣,從而轉學自然科學,1753年取得博士學位。此後不久,教會任命他為牧師,1760年成為神父。教會的經濟支持,保證了他科學事業的順利進行。

1761年,他首次外出進行科學考察。他通過研究多重相互聯係的因素證明,山間泉水不像笛卡兒所說的那樣是由海水變來的,而是如瓦裏斯納裏所指出的那樣,是雨(雪)水滲入地下後流出來的。這充分展示了斯巴蘭讓尼嚴謹的治學態度和邏輯思維能力。就在這一年,瓦裏斯納裏把布豐和尼達姆關於自然發生的思想和著作介紹給他,引起了他極大的注意。從1762年開始,他對自然發生問題進行了深入研究,並取得很大的成功。