14 第章十L世紀中的材料力学 强度是与管子徑超出圓杆值到两者的比例相同的。 3.国立料学院的組織 在十七世紀年代，数学、天文学以及各种自然科学部有了飞速的发酸。許多学 者对科学都发生了兴趣，而实驗工作特别受到重視。当时許多大学都被教会所控 制，这是不利于科学发展的，因此有些欧洲国家組藏了一些学会。它的目的是把热 心于科学的人【：联合超来以梗于进行实验工作。这个运动是1560年在意大利开始 的。在那不勒斯(Naples)粗械了自然秘密研究会(Accademia Secretorum Nat扣rae), 1603年义在罗馬成立了砻名的灵赛学会（Accademia dei Lincei),川利略便是会 員之一。加利咯去世后由于非定那·梅底西(Ferdinand de Medici)公爵和他的 兄弟里奥波尔德(Leopold)的支持，在佛罗偷薩也組犧了西門脱学会(Accademia del Cimento)。加利略的学生非非安尼(Viviani)和托里西利（尘orricelli)都参加 了該学会的工作。在該学会发行的許多书刊中，大部分篇幅都是那些有关温度計、 气压計和摆各方面的問题，以及关于其空的各种实驗上的問題”。 英国大利在同一时期也由于对科学发生兴趣使許多人自己粗合起来，一有适 当机会便聚集在一起来开会討驗、数学家华里斯(Wll)描垅过这些非正式的聚 会情况如下：“大致在1645年，我那时正在偷敦，除了和各种著名的神学家討論- 些神学方面的串情以外，我时常有机会和研究自然科学以及人文学其他部門知毅 的部多有威鲤的人士接触；特别是挪些称为“新哲学”或“实驗哲学”方面的人士。 我們是大家事先钓好了的，每星期的某天某小时在偏敦聚会一次，利用一定的罰款 和每星期的捐献来作为实驗开支。并且大家协骏通过-一些規則来处理和衬論这些 事务…我們的工作是（不涉及肿学和政治事务）探討和研究科学上的查制函件， 例如有关于物理学、解剖学、几何学、天文学、航海学、就引学、磁学、化学、力学以 及自然实验科学等，并将当时国内外研究出来的这类学术上的情况加以衬款。我 硝研究过血液的循环，际管的瓣閥，哥白尼假說，挚星和衔星的性质，木星的卫星· 土是的卵圓形状[在那时呈现这种形状]，太阳中的黑子，及太阳的自轉，月球的均 差(Inequality)和月面学，金星与水星的各种周相，望远镜的改进及为此目的的 磨绒問题，空气的重显，箕空的可能与不可能性及自然对奠空的不相容性，托里 西利(Torricelli)的水银柱实酸，重物的落下及其加速度；'以及許多类以性債的其 他事物。其中有些是那时的新发現，有些是直到萖在人們还不很了解它，这些裸 题速同其他事物都属于所謂“新哲学”的范凰，它从佛罗命藤的加利略时代起，也 从英国的佛兰西斯·倍根ir Francis Bacon,或称Lord Verulai〉时代起，已 [1]見“白然辞学实搬的配龄”aggi di Naturali1 Eaperienze)),第2版，1691佛罗合癢
4.泥克 6 壑在意、法、德和其他海外国家跟我們英国一样不断地在进行研究。这些集会在偷 教一直排敏下去…后来以皇家学会(Royal Society)等等名称合并起来一直耧镀 到現在山 登記証签准的那天(1662年7月151)取定为皇家学会成立的日子。在被邀 請为学会会員的名单中，我們发兒有物理学家与化学家罗伯特·波义耳(Ror Boyle),建筑师与数学家克里士多佛尔·伍命(Christophe红Wren),以及数学家 料斡·华里斯(John Wailis)等人的名字。罗伯特·虎克(Robert Hooke)被任命 为学会主持人，他的黄任是“为每一次聚会第备一切，井且要准备三四个重要实驗”。 祛国科学会也是由一些科学家的非正式聚会始的。法則·麦逊尼(Father Mers6nn8,1588~1648)一直贊助和主持这个学会直到死去为止，加逊底(as9en- di,笛卡儿(Doscartes)以及校斯噶(Pascal)这些人臂参加过一系列的会議。后 来这些科学家的私人聚会在哈伯特·孟特木尔(Ilabert de Montmor)的住宅里继 镀举行。1666年，路易十四的首相科尔伯特(Co1b3rt)粗織了官办的科学院，会員 撤由各方面的科学专家充任。数学家罗伯佛(Roberval),天文学家產沈尼(Cs ii),丹麦物理学家存麦尔(R5m6r)(测出光速的人)，以及法国物理学家馬里沃 特(Mariotte)都在科学院第一批会員名单内出現。 以后不久（在1770年），德国柏林科学院粗織成功，前在1725年俄国科学院也 早在圣彼得堡成立了。所有这些科学院都出版学报，它們对士入世纪及十九世粑 的科学发展具有很大的影响。 4.虎克(Robert Hooke,1635~1703)) 罗伯特·虎克出生于1636年，他是住在怀特(Wgh)岛（在英吉利海峡内 譯者注)上的一拿牧师的儿子。小时候身体很屏；，可是他自小就热及制造活 动玩具和画图。十三岁上，进了魏斯特明斯特(Vestminster)学校，住在校长布斯 毕(Būsby)博士家中，在那儿他学会了拉丁文，帝腊文和一些希伯萊文，由此面精 通了欧几里德原理以及其他数学論題。163年，虎克被族到牛津基督教堂充当唱 歌队的指揮員，这个职位給予他一个#續学习的机会，因此在1662年他得到工艺 [1]见享利·里昂斯(Bir Henry Iyons)所著：“1660~1340年的皇家学会”(Th0 Royal8 ocfoty, 1660~1940),1944。 [2]見伯特期德(J.T.F.Bertrand)著：“1686~1793年的科学院及其会且”(L)Acad6 mic des cience8e5le8Aadémiciens de16661793),1869巴s黎。 [3]昆耿毫(R.T.Gunther)在“年津的早期科学”(Early Seience in Oxford)卷6~8所写的“罗 伯特·虎克的生平与成就”(The Life品nd Work of Robert Hooke)。井悬看安益罟德(E.N.IDac Andrado)刊在皇家学会学报(Pra心.Roy,S℃)堡1，第9百上的文章，1950偷敦、本首所文字， 楚从这典书刊里面直接捕来的
16 第一章十七世杞中的材料力学 碩十学位。在牛津他接触了一些科学家，由于他是一个熟繚的技师，他帮助他俏进 行过研究工作。大致在1658年他和波义耳合作完成了一架空气卿筒。他写道：“大 約在我得到德(Wad)博士的帮助熟悉了天文学的同时，我致力于改迸湖测天文 所用的摆，而且我想出了一个方法使摆的运动糍核不停…翘过几次武验，我的理 想实現了。这些成功使我更想进一步故进它来求怒度，面且我在力学发明上自己翩 造的套办法很快地启发我用弹簧来代替重力使物体在任何情况下发生振动：。 这說明了他用璋簧作实驗的开始。 1662年，罗伯特·波义耳的推带，虎克担任了皇家学会的实验室主任，他的 力学知藏和御造才能被这个学会很好地加以运用。他一直打算着設計一些仪器来 证实他自已的理想，或者来說明井澄清会員們在衬論中所引起的任何論点。 1663~1664年間，罗伯特·虎克鹎而致力于显徽术，1665年他的著作“显微 学”(Mierographia)出版了山。在绑本书里面我卿不独看到关于虎克对显微镜的 报导，而且还叙述了他的重要新发现。虎克想出“光是一种与傅播直畿成横交的很 短的振动”的概念，他說明了肥皂泡因光的千涉所发生的色彩与牛噸环的現象。 1664年，虎克成为格雷斯罕(Gresham)学院的儿何学教授，但他仍糕被向皇 家学会发表他的实驗、发明和描述新仪器的文章，和讲授他的武术翠(C加1 erian Lectures)a。 166年5月3日在皇家学会一次聚会上，虎克說道：“我将說阴与现在任何人， 所想象的极不相同的…个世界系統，它是在下列三种情况上被发现現的 “红.所有的天体不独它們的各部分对它們自己的共同中心有引力存在，而且 在作用范国内物体彼此之間也存在着引力。 “Ⅱ.一切具有簡单运动的物体将糕榜沿自耧运动，除非被循斜的外力桃獭不 断地作用其上，才会使它們的运动軌迹政变成为一个圆、个湘圆或其他曲棧 形默。 “Ⅱ.物体相距愈近，这种引力将鑫大。关于增大距离以使此力减小的間題， 其中比例如何，虽然我为此做过一些实殷，但我自已（說他本人）沒有找出桔果来。 我将留待对这一工作有充分时間和知職的人来完成它”例 我們看到虎克对于万有引力是有过清楚的概念的，不过，似乎他还缺乏数学知 藏来证明开普勒定律(Kepler's laws)。 [1]克“牛神的早期学卷1$。‘ [2]见上注，卷8。 [3]见构输·學宾还(John Robinson)著：“机诚科逆原瑾"(Element构of Mechanical Philosophy) 284其，1804,2爱丁堡
公 在1666年9月的倫敦大火之后，虎克作出一个重建城市的模型和建議书，因 此倫牧市的行改首长声他担任调量师。他在这头重建工作中很积极，并設計过几 幢房屋。 1678年，“彈性能”(De Potenti这Restitutiva或称“璋簧”Of Bpring)这篇输文 出版了。它包含了虎克对于彈性体实驗的钻果。这是第一灰刊行的討論到材料斜彈 性的論文。文中在提到实駿工作时，他說：“取一根长20，或30，或40吹长的金属 絲（图19）将其上端和钉子系牢，他端系上一个彈簧释以承受法碼：于是用-一只两 脚規量出自杯盘底面与地面聞的距离，将骸项距离記下，再将儿个法碼加到释上， 量出骸金属絲的几个伸长量，将它码都下来。最后比校該金属絲的几个伸长量，便 可看到由法碼所造成的伸长量彼此間-一直存在着同样的比例”。虎克地描迹过用螺 旋彈簧，用成圈的表彈簧，以及用“一端固定于水平位置、他端挂上重物使它向下弯 曲的、既能弯过去又能彈回来的一根干操木杆”的几种实驗。他不独討脸了达根梁 的携曲，而且研究了积向新雉的变形，并作出了重要的說明：当弯曲时，在凸上的 新雜被拉长了，而在凹面上的轩雜被压縮了。从这些实驗里面，虎克得出如下的精 输来：“很显然，在任何彈性体丙的自然規停和定理是，物体使自己回到自然位置的 力和功藜始轻与所多动的距离或空間成正此，无論它的各部分是处于相互分离的 稀谈状态或其各都分是处于相互挤紧的紧密状态都是这样的。这类现象不仅在上 述各种物体中可以硯测到，在其他多少带有琿性的物体上，例如：金属、木料、石块、 于土、毛发、兽角、絲、骨胳、筋肉、玻璃及同类物体中都可以視测出来。所应考虑 的只是在物体被弯曲的各自的形状以及弯曲这些物体的占法是方便或不方便的問 题。从这个原则出发，很容易算出各种弓…以及古人所用的弩炮的强度…也很 容易算出麦彈簧的适宜强度…同样也很容易說明-一只彈簧或受拉索的等时振 动的原因，以及由这些物体的振动快到足以发出听得到的声骨时会产生同一声期 的原因。由此也說明了为什么一根莓簧作用在一只表的摆輪上能使其振动相等， 无給它例是較大的或較小的…由此也很容易造出一个不須放置硅碼的科学研 究用的秤(philosophical sca1o)来测驗任一物体的重量…我所觳针的这种秤是用 来阅驗物体对地心的引力，郎测驗在距禽地心更远的物体是否对地心不失去它們 的些微能力或作用趋势” 罗伯特·虎克不单剧立了力的大小与力所产生的变形之聞的关系，而且作出 了儿种能利用这关系来獬决許多很重要問題的实验。这种力与变形間的餐性关 系便称为虎克定律，在以后它被用作彈性力学进一步发展的基酬。 1灯厨19是从虎克的龄交中引来的。 44
19 第一章七世托中的材料力学 D e 9 B B ®G FGHIK M c G (d) (a) 图18虎克作实验用的置 5.馬里沃特(Mariotte) 馬里沃特(1620~1684)在迪容(Dij0m,一巴黎东南的一个地名，译者注)度 过他一生中大部分的时間，他在那儿充当圣-馬了-騷斯-彪恩(St.-Martin-8ou3- Be1una)修道院的院长，他是法国科学院1666年第一批会員中的-一員，他将实验 方法介貂到法国来为法国科学界出了很大的力。他的空气实驗归結为有名的