로버트 훅

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상상화(想像畫)

Robert Hooke
1635년 7월 18일 ~ 1703년 3월 3일

영국의 화학자, 물리학자, 천문학자. 세포(cell)란 용어를 처음 사용했으며 현대의 현미경학의 기본격인 《마이크로그라피아》를 저술하기도 하였다.

1 생애

1635년 7월 18일 영국 와이트 섬 프레시워터에서 가난한 목사의 아들로 태어났다. 아버지에게 교육을 받았지만 아버지는 훅이 어릴 때 사망하였고, 웨스트민스터 학교의 교장인 리처드 버스비가 훅을 데려가 교육을 받게 하였다. 1653년 훅은 옥스퍼드 대학의 크라이스트 처치 칼리지를 졸업하였고, 석사 학위를 취득하였다. 졸업 이후 윌리스의 화학 실험 조수 일을 했다가 로버트 보일의 배기펌프 실험 조수가 되어, 보일의 법칙을 발견하는 것을 도왔다. 1658년에는 공기 펌프와 태엽시계를 만들었으며 판 풍속계를 제작하였다. 1662년 런던에 왕립협회가 설립되자 실험 큐레이터를 맡게 되었고, 1663년에는 왕립협회에서 실험 관리자 일을 하였다. 1665년에 옥스퍼드 대학의 기하학 교수로 재직하였는데, 이때 현미경을 만들어 코르크를 관찰하면서 세포를 발견하였으며 이를 토대로 《마이크로그래피아(Micrographia)》를 출판하였다. 1674년에 연주시차와 관련해서 지구의 운동을 분석하여 인력에 관한 역제곱의 법칙을 연구하였다. 이는 아이작 뉴턴의 만유인력 이론에 대한 수리(數理)적 전개를 발전시키는 데 도움이 되었다. 1678년에는 탄성체와 응력이 비례한다는 내용의 훅의 법칙을 발견하였다. 1703년 3월 3일 사망하였다.

2 업적

• 보일의 법칙을 발견한 로버트 보일의 제자로 일하였다. 당시 제자였던 그는 진공펌프 제작에 관여, 보일의 법칙을 발견하는 데 큰 도움을 주었다고 한다.
• 1665년에는 세포를 처음 관찰하였다. 그가 관찰한 세포는 사실 코르크의 세포벽을 관찰한 것이다.
• 그레고리안 망원경으로 화성과 금성을 관찰하기도 했고 목성의 대적점 역시 훅이 발견했다.
• 그는 또한 당대의 아주 뛰어난 건축가였지만, 지금까지 남아있는 건물의 수가 적다. 영국의 역사학자 앨런 채프먼은 훅을 영국의 레오나르도 다 빈치라고 부르기도 했다.

2.1 물리학

2.1.1 광학

로버트 훅은 아이러니하게도 '뉴턴의 고리'라는 것을 발견해낸 사람이다. 훅은 얇은 물질막이 만들어내는 색의 패턴들의 성질을 연구하였고, 그런 현상은 두 개의 층에서 반사된 빛 사이에서 발생하는 간섭 때문에 일어난다고 주장하였다. 이 과정에서 훅은 두 장의 유리판을 약간의 각도를 유지하여 접근시키면서 빛이 색을 띤 둥근 고리 모양을 이루도록 하였다. 그러나 이 현상은 뉴턴의 고리라고 알려지게 되었으며 이것은 뉴턴이 역사 다시 쓰기에 얼마나 성공했는지를 잘 보여주는 징표이기도 하다. 빛에 대한 훅의 관점은 하위헌스의 압축파를 따르는 것이 아니라 상하로 진동하는 파동이라고 주장했다. 하지만, 훅은 르네 데카르트, 하위헌스와 같이 물체 내 입자들의 연속적인 진동을 통해 빛이 전달된다는 개념을 기초로 빛의 굴절을 해석하였고, 그 결과, 잘못된 결론에 도달하였다.

2.1.2 훅의 법칙

훅의 법칙(Hooke's law)은 고체에 힘을 가해 변형시킬 때, 힘이 어떤 크기를 넘지 않는 변형의 양은 힘의 크기에 비례한다는 법칙으로 고체역학의 기본 법칙 중의 하나이다. 이 법칙이 성립하는 한계를 넘어서면 탄성한계를 넘게 되는 것이고 물체는 탄성을 잃게 되는 것이다. 이 법칙은 1678년 로버트 훅이 늘어나는 용수철을 가지고 실험적으로 연구해 발견했다.

2.2 현미경학

• 현미경을 개량하기도 하였다.
• 현미경학의 기본 서적인 《마이크로그로피아》의 저자이다.
• 복합 현미경을 설계하였고, 그의 제자인 크리스토퍼 콕이 완성하였다.

2.3 천문학

로버트 훅은 다른 학문보다도 천문학에 더욱 매달렸고 연구했던 사람이다. 그는 망원경에 대해서도 연구했고, 행성에 대해 연구를 해 1655년 목성의 대적점을 발견하기도 하였다. 또한 그는 역제곱법칙도 발견하였다.

2.4 화학

연소와 호흡에 관해 '연소설'을 주장하여 열의 플로지스톤설에 대한 반론을 제기하였다.

3 기타

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로버트 훅이 직접 그린 파리 그림이다. 그는 실제로 미술에도 재능이 많았고 화가가 꿈이었다고. 그러나 현실적인 문제로 화가를 포기하고 학자가 되었다.

빛과 관련해 어떤 논문이 자신의 업적을 표절했다고 한바탕 키배를 벌인 적이 있었고, 그 논문을 낸 학자는 한동안 은둔 생활을 했다. 그 학자는 바로 아이작 뉴턴이었고, 수십 년 뒤 훅에게 제대로 한 방 먹이는 데 성공했다.

로버트 훅은 그 후에도 뉴턴과 악연으로 얽히는데 혤리는 훅과의 대담에서 행성이 타원을 그리며 도는데는 타당한 이유와 일정한 법칙이 있지 않을까? 법칙이 있다면 그걸 수식으로 증명할수 있지 않을까? 분명히 있는것 같은데 나는 도저히 모르겠다 라는 에드먼드 핼리의 말에 자신이 그 법칙을 수식으로 증명할수 있다고 입으로만 주장했다. 증명을 기다리다 지쳐 은거하고 있던 뉴턴을 찾아간 핼리는 "아 그거 인력(중력)은 거리의 제곱에 반비례하는 까닭에 행성은 원이 아니라 타원을 그리면서 도는거다.. 4년인가 5년전에 내가 어디 적어놨었는데...뒤적뒤적..없네. 잃어버렸나 보네 내가 새로 써서 보내줄게 가서 기다려봐" 라는 말을 듣고 집에가서 그 증명을 몇일만에 받아낸다. 대단히 감명한 핼리는 왕립학회에 보고하고 이 증명을 책으로 출팔할수 있게 해달라고 간청하지만 재정적으로 궁핍한 상황이였던 학회는 대단한 증명이긴 한데 우리가 지금 돈이 없어서 라는 말에 사비를 털어가며 책을 출판한다. 이책이 그 유명한 프린키피아 자연철학의 수학적 원리 [Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica]다. 이건 물리학의 판도를 바꾼 큰 쾌거로 훅은 여기에 자신이 한발 걸치고자 뉴턴이 이룬 업적을 표절이니 도작이니 헐뜯고 자기 이름을 책에 집어 넣으라고 때를 쓰다가 개소리는 그만하고 증거를 내놓으라는 핼리와 뉴턴의 말에 증거를 내놓지 못하고 찌질거리며 구석에 처박히게 된다.

어렸을 때 몸이 상당히 약했는데, 학자가 되고 나서 하루에 3~4시간만 자며 실험에 몰두했다고 한다. 몸 박살 나겠네