Robert Hooke: Biografía, aportaciones, inventos, teoría y mas

Robert Hooke fue un científico y filósofo natural, inglés, reconocido por sus aportes en la física, biología, microscopía, horología y hasta en arquitectura. Profesor de Geometría y  topógrafo de la ciudad de Londres, Inglaterra.

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Inventó el termómetro de alcohol, higrómetro, anemómetro y otros instrumentos más, que constituyen un importante legado a la ciencia y la humanidad.

Vida y obra de Robert Hooke

Robert Hooke nació en la isla de Wight, la más grande de Inglaterra. Según su autobiografía, que data de 1696, nació el 18 de julio del año 1635, fue el último de cuatro hermanos, dos niños y dos niñas.

Sus padres, John Hooke, clérigo de la iglesia de Inglaterra y párroco rural de la Iglesia de Todos los Santos de Freshwater (localidad en la isla de Wight), al igual que dos de sus hermanos, tíos de Robert; su madre se llamaba Cecily Gyles.

John Hooke también daba clases en la escuela local, lo que facilitó la educación de Robert en casa, ya que desde pequeño fue muy enfermizo y poco asistía a clases.

Robert fue educado con fuertes expectativas de ser un clérigo, como su padre, así como un acérrimo monárquico (su padre era partidario fiel de la monarquía). Se dice que tuvo una infancia muy solitaria y triste, sufría de frecuentes dolores de cabeza y estómago, que le impedían jugar normalmente con niños de su edad.

Muerte de su padre y Londres

Esa soledad de niño lo hizo jugar con mucha inventiva e imaginación. Hacía relojes de sol, molinos de agua, barcos capaces de disparar balas de salva, desmontó un reloj de latón y lo reconstruyó en madera, funcionando a la perfección.

Aprendió a dibujar utilizando tizas, carboncillo y pasta de óxido de hierro, que él mismo preparaba. Su padre pensó que pudiera llegar a ser un relojero o en un ilustrador.  Cuando tenía 13 años, en 1648, murió su padre, aparentemente se suicidó, quedando solo con su madre, con 40 libras esterlinas, un baúl de madera y algunos libros.

Se marchó a Londres, a probar suerte con su vida, con deseos de ser un gran artista, apoyado por su familia, quien lo envió al taller de Peter Lely, retratista holandés de la escuela flamenca. Lamentablemente, abandonó por ser sensible a los barnices y aceites utilizados en el taller de pintura.

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Estudió en la Westminster School de Londres, siendo su tutor Richard Busby, donde destacó en sus estudios, sobre todo las matemáticas, dominando los primeros seis libros de geometría (Los elementos de Euclides) en sólo una semana, que lo llevó a inclinarse por los estudios de mecánica. Igual pasó luego con el latín, griego, hebreo y otras lenguas orientales. También se interesó por la música, tomando lecciones de órgano.

Juventud

En 1653, Hooke formó parte del Coro de la Iglesia Catedral de la Diócesis de Oxford (Christ Church College), colegio con estrecho contacto con el anterior, Westminster School, donde anteriormente había tomado 20 lecciones de órgano. Esos días en Oxford, se consideran como la base de la pasión, que tenía Hooke por la ciencia.

Hooke tenía interés en la conservación de los trabajos realizados, ya que los consideraba amenazados por el protectorado, al parecer Busby tenía un grupo de estudiantes a los que daba clases, paralelamente al curso principal del Colegio. Se dice que Hooke poco asistía a clases. (ver artículo: Thomas Alva Edison)

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Westminster School

Busby era un ferviente y abierto monárquico, que trató de preservar a costa de lo que fuera, los estudios e investigaciones científicas, que estaban empezando a florecer en Inglaterra, en época del Rey Carlos, rechazando las enseñanzas bíblicas literales del protectorado.

Llevaban a cabo reuniones de gran importancia científica, filosófica e intelectual, en el estudio de Wilkins. Lastimosamente no quedaron registros de aquellas, a excepción de los experimentos de Boyle de 1658, publicados en 1660.

Empleos

Mientras sus compañeros de clases se dedicaban a actividades frívolas, Hooke se ocupaba en ganarse la vida. Thomas Willis le dio empleo, como ayudante de anatomía química, con quien aprendió disección. Luego llegó a ser asistente de laboratorio, del filósofo Robert Boyle, desde 1655 a 1662, al parecer Willis lo presentó y recomendó.

En esa época, 1658, se llevó a cabo la construcción de una bomba de aire o “machina boyleana”, basada en la de Ralph Greatorex, a quien Hooke consideraba “Demasiado bruto para realizar cualquier gran tarea”.

Hooke tenía una especial habilidad matemática, virtud que no aplicaba en Boyle, por lo que se cree, que fue él quien hizo las observaciones matemáticas, en la Ley de Boyle-Mariotte.

Tanto Boyle como Hooke se profesaban un profundo respeto,  mantuvieron una amistad por el resto de sus vidas. Obtuvo el título de Master of Arts y conoció a Christopher Wren, Wadham, John Wilkins, Thomas Willis y Robert Boyle, quienes fueron de vital importancia en su floreciente carrera científica.

Royal  Society de Londres

Hooke encontró en Oxford, a los que formarían junto a él la Royal Society de Londres, a saber, Robert Boyle (autor de la ley de Mariotte, En Europa); Thomas Willis (polígono); John Wilkins (Lenguaje universal); Edmund Halley (cometa Halley); Denis Papin (marmita), Christopher Wren (astrónomo y arquitecto) y otros también de reconocida fama.

Pronto fue reconocida su eficiencia y su buen trabajo, por lo que fue recomendado para el puesto de primer encargado (Curator of Experiments), de la Sociedad Real de Londres, creada el 28 de noviembre de 1660, cuyo presidente era Lord Brouncker, un matemático aficionado, que estuvo presidiendo hasta el año 1677. Este cargo exigía ser un científico experimental y profesional, que se dedicara a tiempo completo al proyecto.

Gracias a sus estudios sobre la tensión superficial y los fenómenos de la acción capilar (1661), Hooke fue invitado a ser miembro de esta sociedad, exonerado de pagos, esto ocurrió en 1663. Luego fue bibliotecario, sin remuneración alguna, pero más adelante, se ganaba 50 libras por dictar 16 conferencias anuales, sobre temas técnicos.

Trabajó en el Colegio de Gresham, en 1665, como profesor de geometría, donde ganaba 50 libras e incluía residencia en el mismo colegio. Allí se encontraban los telescopios que él mismo había construido, para observar el movimiento de las estrellas.

Hooke fue nombrado topógrafo de Londres, dos años más tarde, sin dejar de asistir a la Royal Society. Estuvo por 40 años ejerciendo su cargo como secretario, y más adelante, bibliotecario de la Royal Society de Londres, con la obligación de presentar un experimento semanal a la sociedad.

Descubrimientos de Robert Hooke

Mientras trabajaba con Boyle, éste le propuso una misión: diseñar y construir una bomba, que comprimiera el aire y produjera el vacío, cuando realizaba experimentos sobre la naturaleza de los gases.

Bomba de aire o machina boyleana

Con ella experimentaron por lo menos 43 veces, con la elasticidad del aire y sus efectos, que se tradujeron en la formulación de la Ley de los gases, que consiste en que “el volumen de un gas, es inversamente proporcional a su presión”.

Estos experimentos fueron incluidos en “Nuevos experimentos físico-mecánicos, relativos a la elasticidad del aire y sus efectos”.

Descubrimientos

Capilaridad

En 1661, Hooke debatía un tratado sobre la salida del agua en tubos de vidrios delgados, en el que descubrió que la altura a la que llega el agua, estaba relacionada con el diámetro del tubo, lo que ahora se conoce como “capilaridad”.

Este fenómeno fue publicado con detalles en su obra “Micrography”, en la que también se refirió a la “fluidez de la gravedad”. Gracias a estos estudios, se nombró a Hooke en el puesto de Curator (encargado de equipar a la sociedad con experimentos),  en la Real Sociedad de Londres, el 12 de noviembre de 1661, agradeciendo por este detalle a Robert Boyle.

Vista microscópica del corcho

Células

Con ayuda del microscopio, descubrió en una lámina de corcho, que la misma tenía pequeñas cavidades poliédricas, similares a las celdillas de un panal. A cada una de ellas llamó célula, sin aun determinar qué papel jugaban estas celdillas, en la constitución de los seres vivos.

Estaba viendo células vegetales muertas, de forma poligonal. Unos años más tarde, el biólogo y anatomista italiano, Marcelo Malpighi, descubrió las células vivas, estudiando por primera vez, tejidos vivos en un microscopio.

Teoría celular

Al tener conocimientos de la organización de las células, como parte de la materia, en el siglo XIX se postuló la teoría celular, que consistía en los siguientes principios:

  • Todos los seres vivos están integrados por células y los productos de éstas.
  • Las células son las unidades de estructura y función.
  • Todas las células provienen de células preexistentes. Este fue agregado en 1858 por Virchow.

A finales de este siglo, los estudios demostraron que las células nos pueden dar el origen y causas de las enfermedades, es decir, que una persona enferma, por ende, tiene las células enfermas.

Planeta Urano

Fue responsable por descubrir la primera estrella binaria además de describir por primera vez el planeta Urano. Observando los cometas se dedicó a formular las ideas sobre la gravitación. Ideó instrumentos para medir movimientos del sol y de estrellas.

Libro de Robert Hooke

Micrographia, así se llama la obra maestra de Robert Hooke. Fue lanzada al mercado el 1 de Enero de 1665, y es considerado uno de los libros de ciencia más importantes del siglo XVII.

¿Por qué se considera de esa manera?. Este libro engloba una serie de aportaciones teóricas y hasta futuristas, de forma minuciosa, sobre más de 50 observaciones, hechas con un microscopio diseñado por el mismo Robert Hooke. Antes de éste había otros libros con la misma temática, pero Hooke incluyó la novedad de adjuntar hermosas y bien diseñadas ilustraciones, dibujadas por él mismo.

Se podían ver objetos e imágenes bajo otra perspectiva: una fina aguja podía asemejarse a una irregular zanahoria, o una pulga dibujada con excelente precisión, se podía ver como un rinoceronte! Todo a simple vista!

Micrographia

Aportaciones

Hooke sugirió la posibilidad de crear seda artificial, analizando por separado el lino y la seda, cosa que ocurrió luego en 1945, cuando la Du Pont, empresa química, produjo el nylon, el dacrón y otros; conjeturó acerca de algún disolvente inocuo, que pudiera inyectarse para sacar las piedras del riñón.

Analizó las conchas petrificadas para determinar la naturaleza orgánica de los fósiles; fue el primer científico en hablar y describir los huevos, larvas y animales adultos, en el ciclo vital de los mosquitos.

Teoría del movimiento planetario

Además de la Ley de la elasticidad, Hooke fue el autor de la Teoría del movimiento planetario, basado en un problema de mecánica. En este aspecto tuvo contínuas disputas y polémicas con Isaac Newton, respecto a la paternidad de la Ley de la Gravitación Universal y la teoría de la luz, que Hooke aseguraba haberla descrito en su libro Micrographia.

Expresó los principios de la atracción universal, entre los postulados más fuertes estaba el que reza: todos los cuerpos se mueven en línea recta, salvo que sean desviados por alguna fuerza, ésta los hará moverse, bien sea, en forma de círculo, elipse o parábola.

Decía que todos los cuerpos tenían una fuerza de gravedad, en su eje o centro, pero que se ven afectados por la gravedad, de los cuerpos celestes cercanos, que mientras más cerca estén, mayor será esa fuerza de atracción.

Intentó comprobar que la tierra se movía en un elipse alrededor del Sol, y propuso, seis años más tarde, la Ley inversa del cuadrado. Logró formular aspectos importantes en la ley de la gravitación, pero no los desarrolló matemáticamente.

Cuando Newton publicó su obra “Principia Mathematica” en 1687, en la que incluía una prueba de la gravitación, no nombró en ningún momento a Hooke. Entre 1663 y 1664, Hooke realizó sus observaciones de microscopia, más tarde compilados en su libro, Micrographia, en 1665. Experimentó, así mismo, con la caída de objetos, el peso de los cuerpos y uso de péndulos de 60 mts de longitud.

Hooke Vs. Newton

Naturaleza del aire

Entre las principales actividades de Hooke, en la Royal Society de Londres, estaban los debates sobre la naturaleza del aire, de la implosión de burbujas de cristal, selladas una vez rellenadas con aire caliente y demostró, a través de su bomba de vacío, que alguna sustancia en el aire se consumía durante la combustión, esa sustancia, se sabe actualmente que es el Oxígeno.

Enunció que la respiración era una forma de combustión, que requería una sustancia vital del aire. Lo demostró con un perro, el que podía mantenerse vivo con el tórax abierto, siempre que se bombease aire adentro y afuera de sus pulmones, distinguiendo la sangre venosa de la arterial.

Hizo varios experimentos con relación a la presión atmosférica, a diferentes alturas,  probando un traje de buceo, que le permitió estar bajo el agua por cuatro minutos.

Hospital de Bethlem

Arquitectura

Hooke diseñó el Hospital Real de Bethlem (hospital psiquiátrico); Real Colegio de Médicos; Ragley Hall en Warwickshire y la Iglesia Parroquial de Willen, Milton Keynes. La ciudad de Londres sufrió un incendio de gran magnitud, en septiembre de 1966, fue arrasada en casi las 4/5 partes de la ciudad, quedó prácticamente en ruinas.

Por lo menos 13 mil edificios y 57 iglesias fueron quemadas. Las causas de los incendios eran por lo general, por la gran cantidad de hogares que encendían fuego, para cocinar y como calefacción en las viviendas. Se inició en una zona muy poblada y con gran cantidad de materiales combustibles, sumado al largo verano, muy caluroso, por demás, lo que hizo que fuera más catastrófico. (ver artículo: Thomas Jefferson)

Reconstrucción de la ciudad

Hooke fue uno de los colaboradores en la reconstrucción de la ciudad, aun cuando su proyecto no fue llevado a cabo. La reforma de la ciudad se hizo en las viejas calles, se ampliaron y rescataron las que se pudieron, en los edificios nuevos se utilizaron materiales como piedra y ladrillos, eliminando las casas de madera y yeso, que tenían techos de paja, siendo de fácil combustión.

Participó, igualmente, en la construcción de edificios como la Catedral de San Pablo, el Observatorio de Greenwich, Navy Office, Christ´s Hospital School, Real Colegio de Médicos, Montagu House y el Hospital de Bethlem, entre otros no menos importantes. La iglesia de Santa María Magdalena, de ladrillo rojo, fue la única que sobrevivió, quedó casi intacta, en el condado de Buckinghamshire, construida en 1680.

Motor de vapor

Hay informaciones basadas en un artículo de John Robison (físico e inventor escocés), titulado Motores de vapor, inserto en la tercera edición de la “Enciclopedia británica”, que aseguran que “Se han encontrado entre los papeles de Hooke, en posesión de la Royal Society, algunas notas de las observaciones, para el uso de Newcomen, su compatriota, en los que se describía el método de Papin, para transmitir a gran distancia, la acción de un molino por medio de tuberías”.

Se refieren al motor de vapor, cuya invención es autoría de Thomas Newcomen. No se ha encontrado evidencia de esta información, desde 1936 hasta la fecha, pero quedan muchos cabos sueltos.

En 2011, se publicó un libro que afirma que “en una carta fechada en 1703, Hooke sugirió a Newcomen que usara la condensación del vapor para impulsar el pistón”.

¿Quién inventó el microscopio?

Antes de la invención del microscopio, ya existían lentes de aumento, conocidos como lupas, que vendrían siendo el microscopio simple. Por eso cuando se habla de la invención del microscopio, se debe acotar que se trata del microscopio compuesto. No se ha determinado con exactitud quién fue el inventor del microscopio.

Algunas fuentes aseguran que fue Zacharias Janssen, en el año de 1590. Otras dicen que pudo haber sido Hans Lippershey. En 1609, Galileo Galilei presentó un diseño de microscopio óptico, que combinaba una lente cóncava con una convexa. Pero seguramente, ninguno de ellos, supo del potencial científico que tenía el uso del microscopio.

Robert Hooke, en 1665, sí lo descubrió y publicó una obra titulada Micrographia. En ella mostró imágenes tomadas con un microscopio compuesto, que incluía insectos, plantas, objetos, que se pudieron ver, por vez primera, a gran escala, llegando a alcanzar un aumento de hasta 50x.

Utilizaba la luz de las velas para iluminar mejor las muestras, dando mejor calidad de imagen. Esto equivale al foco y condensador de luz, que se utiliza actualmente.

Ley de Hooke o de Elasticidad

La Ley de Hooke, denotada como F=k . (x-x0), donde F= Fuerza; K= Constante elástica del muelle; X= longitud del muelle, con la fuerza aplicada y X0= longitud del muelle, sin aplicar la fuerza. La ley establece: “el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho muelle”.

Si el muelle se deforma al aplicar la fuerza, estamos frente a una superación del límite de elasticidad. La información suministrada por esta Ley de Hooke, se utiliza para construir los dinamómetros, dispositivos para medir fuerzas.

Telescopio

Telescopio

El monumento, de 62 mts de altura, erigido como homenaje a las víctimas del voraz incendio, que acabó con casi toda la ciudad de Londres, en realidad era un proyecto de Robert Hooke, de hacer un telescopio gigante, pero finalmente se combinaron las dos ideas.

Pidió 798 mts cúbicos de la piedra más final de Portland, como prevención a sufrir daños por algún incendio o terremoto. Terminó a los seis años, no sin antes enfrentar algunos obstáculos. El rey prohibió transportar las rocas desde Portland, y alguien tuvo la “original” idea de colocar una estatua del rey, en la cúpula del monumento. Esto arruinaría el proyecto de Hooke.

Pero no ocurrió así y terminó su obra en 1677. La autoría de este monumento se le atribuyó a Christopher Wren, está colocada una placa con esa información. Wren estuvo muy integrado a los trabajos de la reconstrucción de Londres, luego de ocurrido el incendio.

Hooke no tuvo mucha fama en lo que respecta a sus obras arquitectónicas, ya que siempre eran firmadas por Wren, además de que algunos de sus proyectos eran realmente malos.

El monumento, también conocido como el Real Observatorio de Greenwich, tiene en la parte superior una urna dorada, que al abrirla, permite ver el cielo. Hooke dispuso dos lentes gigantes, en cada extremo del monumento, dando forma al telescopio más grande de Londres, hasta ese momento.

Por encontrarse en la vía principal hacia el puente de Londres, el monumento se fue deteriorando, con el paso frecuente de vehículos, que con las vibraciones, hacía que se corrieran los lentes, por lo que el telescopio ya no funcionaba como debería.

Instrumentos científicos

El campo más prolífico de Hooke, fue el de los inventos mecánicos e instrumental científico. Ideó instrumentos como el barómetro de cuadrante, el primer higrómetro y anemómetro, que sirven para registrar los cambios en las condiciones del tiempo, también perfeccionó los métodos, que registraban, sistemáticamente, esa información obtenida.

Inventó la junta o articulación universal, fue quien determinó el establecimiento del punto de congelación del agua en el termómetro, como referencia fija; creó instrumentos para medir la fuerza de la pólvora; un motor para tallar los engranajes de relojes, mucho más sofisticados que los manuales, cuyo uso se mantuvo mucho tiempo y en forma constante, después de la muerte de Hooke.

Entre los instrumentos inventados por Hooke están: termómetro de alcohol, cronómetro mejorado, un reloj que registraba automáticamente las lecturas de los instrumentos meteorológicos. Todo un genio!

Instrumentos científicos

 

​Misceláneas

Newton, en su famosa frase, “si he llegado a ver más lejos, fue encaramándome a hombros de gigantes”, que se encontraba en la correspondencia personal con Hooke, en 1676, se refería en forma sarcástica a la baja estatura de este último.

En su época era muy reconocido, lo llamaban el “Leonardo da Vinci inglés” o “Leonardo de Inglaterra”, por sus grandes obras arquitectónicas que diseñaba y construía en Londres.

Del diario del científico, se toma esta información: gustaba de dormir con su sobrina, Grace Hooke, quien era una chica muy guapa. Se comportaban a veces como novios o amantes, dependiendo de los requerimientos de otros hombres. No se sabe si mantuvieron relaciones amorosas y/o sexuales. Gracia vivió con su “tío amoroso”, fungiendo como Ama de llaves, hasta su muerte, en 1687.

Conocida la rivalidad entre Robert Hooke e Isaac Newton, se especula que meses después de la muerte de Hooke, el retrato que estaba en la Royal Society de Londres, lo desaparecieron cuando Newton asumió el puesto de Presidente. No hay retratos  verdaderos de Robert Hooke.

Muerte

Robert Hooke falleció el 3 de marzo de 1703, en la ciudad de Londres. The Royal Society acudió a su sepelio, le rindió un merecido y respetuoso homenaje, como reconocimiento a su producción intelectual y excepcional ingenio.

Críticos de Hooke

La labor de Robert Hooke fue criticada, como sucede con todos los genios y personalidades importantes, que dejan legados a través de sus vidas. Una de las críticas a Hooke expresaba que, simplemente era un técnico, que tenía habilidad para demostrar teorías o inventos fundamentados proveniente de ideas ajenas.

Alegaban que sus conocimientos eran meramente superficiales y que planteaba problemas científicos, más nunca pudo resolver ninguno de ellos; además era un tipo excéntrico, que disfrutaba con el debate constante.

Tal como ocurrió con Tomas Edison y Nikola Tesla, quienes fueron rivales en vida, Newton se aprovechó de su gran prestigio y respeto, logrado a través de su vida y obra, para provocar que el nombre y la obra  de Robert Hooke, cayera en el olvido y el anonimato.

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