科学史上著名公案——牛顿－胡克之争
19 08 2008年今天一般人知道胡克（1635-1703）这个名字，是因为在初中物理学到的胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的长度变化成正比。其实胡克在多个领域都做出了杰出贡献：首次用显微镜看到并命名细胞，首次观察到火星和木星的自转，发现双星，首次测量恒星的视差，发明了轮形气压计、液体比重计、风速计里程计、现在还在车辆的传动装置中使用的万向节、钟表的游丝、后来用于相机的可变光圈……，并且还是当时有数的建筑设计师，如此多才多艺，难怪后来有人称之为“英国的达芬奇”。但是在胡克死后两百多年间，他几乎被人遗忘了，直到20世纪他做为大科学家的地位才被确认。这主要是由于他惹恼了一个人，一个比他更伟大、更有势力、最不该去惹的人——牛顿。
牛顿其实是胡克的晚辈。早在1662年，胡克已成为英国新成立不久的王家学会的实验主管，负责演示王家学会的实验，并在次年成为学会会员。而此时牛顿还是剑桥的本科生。1669年，牛顿当上剑桥的教授，开始讲授他的光学研究。1672年年初，牛顿被选为王家学会会员，做为见面礼，他给学会寄去一篇证明白光是不同颜色光的混合的论文，提出光是由粒子组成的，遭到了认为光是一种波的胡克的猛烈抨击。牛顿无法忍受，威胁要退出学会。在学会的书记劝说并提出免去牛顿应缴纳的会费的条件下，牛顿留了下来。
但是在1675年，牛顿发表的另一篇光学论文招来了胡克更猛烈的抨击。胡克认为牛顿论文中的大部分内容是从他在1665年发表的《显微图谱》一书中的有关论述中搬来的，只是做了某些发挥。两人进行了一番貌似彬彬有礼其实暗藏讥讽的通信。牛顿在1676年2月5日致胡克的信中，写道：“笛卡儿（的光学研究）迈出了很好的一步。你在一些方面又增添了许多，特别是对薄板颜色进行了哲学考虑。如果我看得更远一点的话，是因为我站在巨人的肩膀上。”后面这句话被认为是牛顿的谦虚，后来被许多人当成座右铭，但是如果我们知道牛顿其实看重实验和数学计算而蔑视胡克的哲学思考，并且胡克身材不高、驼背得很厉害的话，就可以明白牛顿的这句话并不是在恭维胡克。这场争论的结果是，牛顿疏远了王家学会，而且决定等胡克死后再发表有关光学的论著，在这部1704年——胡克死后的第二年——出版的著作中，牛顿完全不提胡克对薄板颜色研究的贡献。
但此时牛顿还是个崭露头角的年轻教授，面对前辈的批评他只能忍气吞声。1687年《自然哲学的数学原理》的出版才确立了牛顿做为英国科学界第一人的地位。这本书是在哈雷的鼓励和资助下出版的。哈雷、胡克和著名建筑师雷恩都在研究万有引力，也都认为引力的大小与距离的平方成反比，但是他们都无法从引力反比定律推导出开普勒行星定律。1684年，哈雷为此到剑桥大学拜访牛顿，牛顿告诉他他早已解决了这个问题，但是没有公开发表。在哈雷的劝说下，牛顿于1686年将其研究成果写成专著《自然哲学的数学原理》交给王家学会审阅。
在王家学会的会议上，胡克指出引力反比定律是他告诉牛顿的，牛顿应该在专著的前言中提到他的贡献。胡克早在1674年曾经发表过一篇有关引力的论文，提出三条假设：所有天体彼此之间都存在引力；如果没有引力的作用，天体将在惯性作用下做直线运动；物体之间距离越近，则引力越强。这几乎是在定性描述万有引力定律。1679年，胡克写信代表王家学会向牛顿约稿时，进一步提到引力的大小与距离的平方成反比。
牛顿没有参加那次王家学会的会议，从哈雷的来信知悉胡克的要求后，牛顿承认胡克曾经在1679年的信中告诉他引力反比定律，但是胡克对这一定律的描述并不准确。他本人早在大约20年前（1666年）就发现了这一定律，并写信告诉了他人，并不需要从胡克那里获悉。从其他资料看，牛顿所说的是事实。他在1665年就已发现了万有引力定律，并试图用它计算月球的轨道。可惜当时测定的地球半径是错的，牛顿未能获得满意的计算结果，就暂时放弃了这一研究。1670年之后有了更准确的地球半径数据之后，牛顿才重新研究引力问题。在哈雷的斡旋下，牛顿的态度软化，进一步承认胡克的来信刺激了他重新研究引力问题，并且承认胡克告诉了他一些他不知道的实验结果。做为妥协，牛顿提出在《数学原理》的有关部分加一条注解，说明引力反比定律也被雷恩、胡克和哈雷独立地发现。
《数学原理》的出版给牛顿带来了巨大的声誉，也越发让胡克觉得自己的贡献没有得到应有的承认。他在1689年2月15日的日记评论此事时，抱怨“利益没有良心”。1690年2月在王家学会的一次演讲中，他讽刺道：“牛顿帮了我大忙，我本人多年前首先发现并向学会展示的引力性质被他当成自己的发明印刷出版。”他后来又写下一篇未出版的备忘录叙述他与牛顿的争执“真相”。但胡克的抱怨无人理睬。这个事件让他的余生充满了阴影，让他变得越来越抑郁、多疑和忌妒。
1703年，胡克在备受疾病折磨后逝世。几个月后，牛顿当选王家学会会长，并计划给学会找一个新地址。1710年，学会完成搬迁，在这一过程中，胡克的许多收藏和仪器都丢失了。同时丢失的还有胡克的画像。胡克据说长得瘦小、驼背和丑陋，因此不难理解他不喜欢让画家画像。王家学会的画像是唯一的一幅，它的丢失意味着后人再也无法知道胡克究竟长什么样。有人难免要怀疑是牛顿利用职权从中作梗，故意将胡克画像销毁。2003年有一位历史学家声称找到了胡克的画像，但随后被证明是别人的画像。在一份保留至今的文件中有胡克的封印，封印上有一个头像，它是不是胡克的头像？没法确定。
在胡克、牛顿的时代，科学刚刚草创，学术规范还未完善，难免经常出现优先权的争执。胡克不仅和牛顿争，也和荷兰大科学家惠更斯争游丝表的发明权。牛顿与莱布尼兹有关微积分发明权的争执更是出名。若是在现在，许多这类争执都可以避免。现在学术界为了避免争执，也为了鼓励尽早发表成果，奉行的是谁先发表谁就有优先权。虽然牛顿自己发现了万有引力定律，但是既然胡克比他更早发表了有关论文，不管其论文是多么粗糙，牛顿也应该在后发表的论文中提及胡克的成果，明知而不提就有剽窃的嫌疑。
2008.8.3.
（《经济观察报》2008.8.18）
(XYS20080818)
哈哈~~老方也是夜猫子哦,这么晚还发文.
给你的文章挑个刺把:
“胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的长度成正比。”
应为:”胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的变化(拉伸或压缩)长度成正比。”
中学时代我就和老师争论过这个字眼,可惜至今没人说服过我,而几乎所有的教科书也如你所叙述的一样..但我始终坚持..
希望大家能在这里说服我.
牛顿在1676年2月5日致胡克的信中，写道：“笛卡儿（的光学研究）迈出了很好的一步。你在一些方面又增添了许多，特别是对薄板颜色进行了哲学考虑。如果我看得更远一点的话，是因为我站在巨人的肩膀上。”后面这句话被认为是牛顿的谦虚，后来被许多人当成座右铭，但是如果我们知道牛顿其实看重实验和数学计算而蔑视胡克的哲学思考，并且胡克身材不高、驼背得很厉害的话，就可以明白牛顿的这句话并不是在恭维胡克。
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现在经常说的“学海无涯”据说是出自庄子。可庄子到底是怎么说的呢？“吾生也有涯，而知也无涯，以有涯随无涯，殆已”。味道似乎有点变了。
中国文化的糟粕很多，断章取义绝对是最恶劣的！
to 曾子后：
Y=kX和Y=k(X+a)都可以叫正比关系啊。
长度变化是指长度的变化量，变化长度是什么？大约是指会变化的长度吧？“在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的变化(拉伸或压缩)长度成正比”对么？
Y=kX是正比关系
Y=k(X+a)是线性关系
关于正比关系和线性关系我还真不分不大清楚，见笑了。
既然sdfaf先生对此有研究，能否详细讲解一下？谢谢。
曾子后的意思是说：弹簧不受力的情况下的长度作为基准，受力时的长度和非受力时的长度差与弹簧的弹力成正比。
在牛顿之前，有些数学家和天文学家，已经隐隐约约感觉到，引力反比定律，只是不太清晰，万物简史有这个描述，别的科普书，也有类似描述。
首先观察到细胞的人到底是罗伯特·胡克还是列文·胡克，好像还存在一些争议。
http://jiangeu.bokee.com/5695901.html
中学教科书关于胡克定律：弹性限度内，弹簧的弹力与伸长成正比。
我觉得有了地球说之后应该在不长太的时间内就应该有人提出万有引力说,而事实上古希腊人毕达哥拉斯提出地球说到牛顿可是相隔了两千年之久.当然,在伽利略之前观察天体的能力还很低也是一个主要因素.
另外,我觉得有了地球说之后,在不太长的时间内欧洲人就应该有类似哥伦布发现美洲大陆的航海事件.事实是发现美洲大陆的哥伦布直到15世纪才出现.这说明欧洲人并不是一些人所说的那样富于冒险,应该说他们是更加理性甚至是保守.
再补充一点,我觉得地中海是孕育人类文明最好的一个摇篮.在三千多年前要是把中国人的祖先换到地中海那个环境里的话,咱们中国人的祖先里出个比达哥拉斯,阿基米德应该是不成问题的.
一楼“挑刺”是错的，你引用方舟子文章的话就引用错了，方文第二行是这样的：“在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的长度变化成正比”，而这句话正是你所理解的那句话。
四楼也没搞清楚，当函数与自变量的一次方成正比的时候，就是线性关系，所以，y=kx和y=k(x+a)都是线性关系，只是在y轴上的截距不同罢了。
这是初中数学。
[1] By 曾子后 on Aug 19, 2008 | Reply
中学时代我就和老师争论过这个字眼,可惜至今没人说服过我,而几乎所有的教科书也如你所叙述的一样..但我始终坚持..
希望大家能在这里说服我.
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你的观点和教科书并无区别，所以没人能够说服你，呵呵。
正比是线性关系的特殊情况，正比反比是小学数学。
长度变化=变化长度？笑话
to: [14] By 南风
不是我引用错误,,是方舟子看到我的贴以后修改了..呵呵
新浪财经转载的方文还保持原来的说法:
http://finance.sina.com.cn/roll/20080816/18135207257.shtml
很高兴我和老方等人有了共识,,请老方说明一下,,谢谢!
Y=kX，Y=k(X+a)都是正比关系，都是线性关系，不过对于同一个弹簧，两个k不同。
不过第二个公式在拉伸的时候成立，在压缩的时候就不成立；反之亦然，具体要看这么定义力的正负和变形的正负了。比如拉长0.1，y=11=10(1+0.1)，但是压缩0.1是y=-11，不等于 10（1-0.1）。
第一个公式任何时候都成立。所以修改的说法是正确的。
“有人的地方就有恩怨情仇，有恩怨情仇的地方就有江湖”——看来任我行老先生说的是有些道理的。科技好像也有它自己的江湖呀！
[16] By 曾子后 on Aug 19, 2008 | Reply
不是我引用错误,,是方舟子看到我的贴以后修改了..呵呵
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哈哈，原来如此，共识共识！
“这场争论的结果是，牛顿疏远了王家学会，而且决定等胡克死后再发表有关光学的论著，在这部1704年——胡克死后的第二年——出版的著作中，牛顿完全不提胡克对薄板颜色研究的贡献。
但此时牛顿还是个崭露头角的年轻教授，面对前辈的批评他只能忍气吞声。1687年《自然哲学的数学原理》的出版才确立了牛顿做为英国科学界第一人的地位。这本书是在哈雷的鼓励和资助下出版的。”
文中上一段说到牛顿1704年才发表的论著中没有提及胡克，而下一段一开头就说：“但是牛顿还是崭露头角的教授”，恐怕会让很多人产生歧义，以为1704年牛顿还是个年轻教授，实际上他已经成为王家学会会长了。
所以我觉得应该在1704年那句加一个括号，或者下面那段说但是在1675年时他还是崭露头角的年轻教授，这样会好一些。
呵呵。
我觉得上帝之脑的建议恐怕是多此一举:)
看了这篇文章。
让我感觉到自己以前对牛顿过于崇拜了。
主要还是不清楚历史真实的情况，才会感觉牛顿是多么的“伟大”，实际上牛顿存在很多缺点，这些缺点以前都没有人说过。
记得小时候看过的介绍牛顿的书籍，大概都是说他小时候有些懦弱，但很喜欢动手做东西，后来在由于一个苹果的原因，弄明白了万有引力。呵呵，看来那些都是瞎编的。
谢谢，方舟子还原出来一个比较真实的牛顿。
以前也看过一些文章讲牛顿心胸狭窄的，他是心胸狭窄出了名的哦
我从方舟子的文章里看不出牛顿“心胸狭窄”这样的评论。
我觉得，用“心胸狭窄”评论牛顿是不合适的。
这就和我以前看的那些书，把牛顿说的很“伟大”一样是不合适的。
一个人是很难被客观评价的，尤其是一个已经死了几百年的人，我们所能了解的事实是有限的，所以不要轻易的给牛顿做“心胸狭窄”这样的评价。
我在方舟子的文章里就只看到了事实情况，方舟子并没有给牛顿做评价，我想，方舟子也不会轻易的去用“心胸狭窄”来评价牛顿或者任何人。
牛顿是否“心胸狭窄”每个人有每个人的看法，这个就没有客观标准了，存乎一心。不过牛顿的行为却是客观事实，让我对牛顿有了全新的认识。我想还有无数教科书上的内容都是偏颇的，还需要一一纠正吧？
晕，好几个讨论正比、线性的人居然没有知道这些术语在数学上的定义的。
y = kx 叫做线性（linear）关系，也叫正比关系
y = kx + d 叫做仿射（affine）关系
在数学上，正比关系就是线性关系的别名。
日常生活中可能会把所有的正相关关系都不精确地说成是正比，但这不是数学上的定义。
线性函数原来有歧义
http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_function
老方博学
两个变量之间存在一次函数关系，就称它们之间存在线性关系。正比例关系是线性关系中的特例。推而广之，多个变量之间的一次关系式也可称为线性关系，如“线性规划”；
仿射通常指的是一种几何变换，由一个线性变换接上一个平移组成。
你可以不崇拜牛顿的人品，但你不得不崇拜牛顿的智商。