Robert Hooke est un scientifique polymathe anglais né le à Freshwater (Île de Wight) et mort le à Londres. Il est considéré comme l'un des plus grands scientifiques expérimentaux du et l'une des figures clés de la révolution scientifique de l'époque moderne.
L'historien des sciences et britannique Allan Chapman lui a donné le titre de « Léonard d'Angleterre ».
Biographie Robert Hooke naît le à Freshwater (Île de Wight, Royaume-Uni). Fils du révérend John Hooke (1648), curé de la paroisse de Freshwater, et de Cecily Gyles (1665), il est le dernier de quatre enfants.
Robert Hooke ne s'est jamais marié, mais son journal Robert Hooke (1935), H. W. Robinson & Adams, W. Adams, éd., The Diary of Robert Hooke, M.A., M.D., F.R.S., 1672-1680, Londres : Taylor & Francis. montre qu'il n'a pas vécu sans affection University of Michigan Library – The diary of Robert Hooke (traduit de l'original en 1935), sur le site quod.lib.umich.edu, consulté le 5 octobre 2014..
vignette|redresse|Ancien vitrail Robert Hooke à St Helen's Bishopgate (détruit). En 1653, Hooke étudie au Wadham College de l'université d'Oxford, pendant le Protectorat ; il y rencontre Thomas Willis et Robert Boyle, dont il devient l'assistant. Il devient membre d'un groupe dense de fervents royalistes dirigés par John Wilkins, l'« Invisible College » (ou « collège philosophique »), qui donnera naissance en 1660 à la Royal SocietyLInvisible Collège : naissance de la science moderne, sur le site baglis.tv, consulté le 16 novembre 2014.. En 1660, il découvre la loi de Hooke. En 1662, il est nommé démonstrateur à la Royal Society, et responsable des expériences (« Curator of Experiments ») exécutées lors des réunions. Le , il est élu fellow à la Royal Society. En , il publie son livre, Micrographia, qui contient de nombreuses observations réalisées à l'aide de microscopes et de télescopes. En 1665, il est nommé professeur de géométrie au Gresham College. En 1676, il publie ses travaux dans A Description of Helioscopes, and Some Other InstrumentsA Description of Helioscopes, and Some Other Instruments (1676).. De 1677 à 1683, il est le premier secrétaire de la Royal Society. En 1678, il publie ses travaux dans De Potentia RestitutivaDe Potentia Restitutiva, Or of Spring, Explaining the Power of Springing Bodies, to which are Added Some Collections (1678).. En 1705, est publié à titre posthume Discourse of Earthquakes (The Posthumous Works of Dr. Robert Hooke).
Robert Hooke meurt le au Gresham College à Londres et son corps est inhumé à l'église St Helen's Bishopsgate à Londres. L'emplacement de sa tombe est inconnu. Il existait dans cette église un vitrail commémoratif, mais il a été détruit le quand l'Armée républicaine irlandaise provisoire a fait exploser une bombe dans le quartier de Bishopsgate. Une plaque commémorative, dite « blue plaque », est apposée près de l'angle sud-ouest de l'église St Helen..
En 2003, pour le tricentenaire de sa mort, un mémorial est érigé sur le mur de la crypte de la cathédrale Saint-Paul de Londres, à côté de la tombe de « son ami et collègue, Sir Christopher Wren ». Une citation de Micrographia entoure complètement le mémorial The Robert Hooke Society, Freshwater, Isle of Wight, sur le site roberthooke.org, consulté le octobre 2014..
Travaux Physique En 1658-1659, sur demande de Robert Boyle, il a construit la première pompe à air Pneumatical engine, sur le site eoht.info, consulté le octobre 2014. (sur la base des esquisses d'Otto von Guericke et des travaux de ), qui va permettre à Boyle de définir la première loi sur les gaz (la Loi de Boyle-Mariotte) en 1662. L'historien anglais des sciences Robert Gunther a suggéré que Hooke, collaborant et effectuant les observations avec Boyle, peut très bien avoir développé les aspects mathématiques de la loi de Boyle-Mariotte Robert Hooke, sur le site eoht.info, consulté le octobre 2014..
Vers 1660, Robert Hooke étudie les irisations produites par la lumière blanche sur les lames minces, telles les bulles de savon, les minces couches d'huile, les anneaux de couleur engendrés par le contact d'une lentille convexe et d'un plan, ainsi que la décomposition d'un rayon lumineux au travers d'un prisme. Pour expliquer ces phénomènes, et compte tenu de la forme répétitive de ces figures, il est l'auteur d'une des premières théories ondulatoires de la lumière, qui lui vaut sa première confrontation. avec Isaac Newton, en mettant en échec ses conclusionsScott Walter - Éther, sur le site rechercheisidore.fr, consulté le 10 octobre 2014., et sa théorie corpusculaire de la lumière.
L'explication scientifique des interférences lumineuses ne viendra qu'avec le médecin et physicien anglais Thomas Young en 1800, qui confirmera l'aspect ondulatoire de la lumièreBernard Balland, Optique géométrique : imagerie et instruments, PPUR presses polytechniques, 2007, 860 pages, .. En 1660, il découvre la loi de Hooke d'élasticité, qui décrit la variation linéaire de tension avec l'extension, résumée dans ce qui signifie « telle extension, telle force » ou « l'allongement est proportionnel à la force », correspondant à l'anagramme :
Il découvre les propriétés de la courbe de la « chaînette renversée » (« inverted catenary curve » ou « courbe caténaire renversée »). Il l'exprime ainsi en 1675, par , ce qui signifie approximativement « De la même façon que pend un fil flexible, s'élève l'arche rigide, mais de manière inversée »Lectiones Cutlerianæ, or, A collection of lectures, physical, mechanical, geographical, & astronomical : made before the Royal Society on several occasions at Gresham Colledge (1679), paragraphe 2, ., correspondant à l'anagramme Lectiones Cutlerianae, or A collection of lectures, physical, mechanical, geographical & astronomical, sur le site archive.org, consulté le 27 septembre 2014.:
vignette|upright=1.5|Chaînette / chaînette renversée.
L'application pratique directe est la construction d'une voûte ou d'un dôme : la courbe formée par une chaîne de suspension, lorsque renversée, donne la forme d'un arc de maçonnerie « parfait », contenant et suivant la ligne de poussée. Ce modèle de construction sera ensuite utilisé par des physiciens, par exemple Giovanni Poleni à Rome, ou par des architectes : Jacques-Germain Soufflot à Paris, Antoni Gaudí à Barcelone, Eero Saarinen à Saint-Louis, etc.
Apparemment, Robert Hooke avait annoncé sa découverte à la Royal Society autour de 1671, mais il se méfiait de son rival Isaac Newton qui était au courant des travaux de tous les fellows et membres, par le premier secrétaire de l'institution Henry Oldenburg (qu'il accusa par ailleurs d'espionnage). C'est la raison pour laquelle il n'a pas fourni de détails jusqu'en 1675, puis résumé et chiffré ses découvertes sous forme d'anagrammes, afin d'en conserver l'antériorité (méthode courante de protection des découvertes scientifiques, utilisée par exemple, par Galilée, Huygens ou Newton, tout en se donnant du temps pour les contrôler).
En 1676, dans une annexe à son livre Une description des hélioscopes, et divers autres instruments, il indique en :
alinéa 2 : avoir trouvé : « une véritable forme mathématique et mécanique de toutes sortes d'arches pour le bâtiment » ⇛ la solution est l'anagramme A description of Helioscopes, and Some Other Instruments, sur le site e-rara.ch, consulté le 27 septembre 2014. ; alinéa 3 : pour sa loi d'élasticité linéaire « The true Theory of Elasticity or Springiness » ⇛ la solution est l'anagramme . En 1678, il publie plus en détail ses travaux dans De Potentia Restitutiva, Or of Spring, Explaining the Power of Springing Bodies, to which are Added Some Collections.
Il n'a pas fourni, de son vivant, les traductions latines des anagrammes, celles-ci n'ont été données que par son exécuteur testamentaire en 1705, deux ans après sa mort..
Mécanique droite|cadre|Joint universel de Hooke. Robert Hooke est généralement considéré comme l'inventeur du joint de Hooke ou joint universel, bien que le principe du couplage flexible était déjà connu depuis longtemps (joint universel de Gaspar Schott en 1664, mais décrit à tort comme un joint homocinétique)..
Il est couramment utilisé en mécanique, au bout des arbres qui transmettent un mouvement de rotation. Il se compose d'une paire de charnières, orientées à 90° : l'une et l'autre sont reliées par un arbre transversal, formant une croix. Le joint universel a pour gros avantage, par rapport au joint simple, le joint de Cardan, de conserver sur l'arbre de sortie la vitesse de rotation de l'arbre en entrée, quel que soit l’angle formé (mais inférieur à 45°), entre les deux arbres : on parle alors de joint ou d'accouplement homocinétiqueLe terme homocinétique a été inventé en 1928 par l'ingénieur mécanicien Jean-Albert Grégoire..
Il a aussi conçu des appareils, comme une machine à vapeur, sans jamais l'avoir construite Steam engine, sur le site eoht.info, consulté le 2 octobre 2014..
Horlogerie vignette|Image animée d'un échappement à ancre utilisé dans les horloges à pendule. À partir de 1657, il étudie les travaux de l'astronome italien Giovanni Riccioli. Il est fasciné par la mécanique, et axe ses travaux sur le chronométrage, auquel il a apporté une importante contribution : l'introduction du pendule ou du balancier, comme une meilleure régulation des horloges, ou des montres, le ressort spiral ou hélicoïdal, pour améliorer le chronométrage dans une montre, et il existe des preuves substantielles permettant d'affirmer, que Hooke l'a développé indépendamment et une quinzaine d'années avant Christian Huygens (qui a publié son propre travail dans le Journal des Sçavans en ). la proposition d'un chronométreur précis pouvant être utilisé pour trouver la longitude en mer (alors un problème critique pour la navigation), et avec l'aide de Boyle et d'autres, il a tenté de le breveter, en 1670, l'invention d'un élément capital à la régulation : l'échappement à ancre, qui est un système d'engrenage où la roue d'échappement est rivée sur le pignon d'échappement, d'une façon telle que la forme de ses dents varie suivant que le plan d'impulsion est totalement sur l'ancre, totalement sur la dent ou encore partagé entre la roue et l'ancre. En horlogerie, l'échappement est un mécanisme généralement placé entre la source d'énergie (ressort, poids, etc.) et l'organe réglant. L'échappement a pour but d'entretenir et de compter les oscillations du pendule d'une horloge ou du balancier d'une montreÉchappements et moteurs pas à pas, Fédération des Écoles Techniques de Suisse..
Optique Robert Hooke est l'un des premiers scientifiques à construire et utiliser un microscope composéRobert Hooke, sur le site larousse.fr, consulté le 4 octobre 2014., un assemblage de lentilles multiples, habituellement au nombre de trois : un oculaire, une lentille de champ et un objectif. Il donne ainsi, vers 1665, de nombreux conseils pour la fabrication des microscopes au fabricant londonien , appareils qu'il utilisait ensuite pour ses travaux..
Cette attribution semble inexacte, car Zacharias Janssen avait déjà construit des microscopes similaires en 1590. Néanmoins, les microscopes de Hooke atteignaient un grossissement de , ce qui était bien supérieur aux instruments précédents. Cependant, ces microscopes étaient des instruments à lentilles composées, qui souffraient grandement d'aberrations sphériques.
Biologie Son apport en biologie est très important. On lui attribue ainsi la première description d'une cellule biologique faite à partir de l'observation de végétaux. Hooke décrit en 1665 un œil de mouche et une cellule de liège (dans « Observation XVIII » de Micrographia). Il a été le premier à utiliser le mot « cellule » en 1667F. Dufey, Biologie cellulaire, Éditions C.R.P., Kinshasa, 1986, ..