Christiaan Huygens

gigatos | 4 kwietnia, 2023

Streszczenie

Christiaan Huygens, Lord of Zeelhem, FRS (14 kwietnia 1629 – 8 lipca 1695) był holenderskim matematykiem, fizykiem, astronomem i wynalazcą, który jest uważany za jednego z największych naukowców wszech czasów i główną postać rewolucji naukowej. W dziedzinie fizyki Huygens dokonał przełomowych odkryć w optyce i mechanice, natomiast jako astronom jest znany głównie z badań nad pierścieniami Saturna i odkrycia jego księżyca Tytana. Jako wynalazca udoskonalił konstrukcję teleskopów i wynalazł zegar wahadłowy, przełom w dziedzinie pomiaru czasu i najdokładniejszy zegar przez prawie 300 lat. Niezwykle utalentowany matematyk i fizyk, Huygens był pierwszym, który wyidealizował problem fizyczny poprzez zestaw parametrów, a następnie przeanalizował go matematycznie, a także pierwszym, który w pełni zmatematyzował mechanistyczne wyjaśnienie nieobserwowalnego zjawiska fizycznego. Z tych powodów nazywany jest pierwszym fizykiem teoretycznym i jednym z twórców nowoczesnej fizyki matematycznej.

Huygens po raz pierwszy zidentyfikował prawidłowe prawa zderzeń sprężystych w swoim dziele De Motu Corporum ex Percussione, ukończonym w 1656 roku, ale opublikowanym pośmiertnie w 1703 roku. W 1659 roku Huygens wyprowadził geometrycznie standardowe wzory w mechanice klasycznej dla siły odśrodkowej w swoim dziele De vi Centrifuga, dekadę przed Newtonem. W optyce najbardziej znany jest ze swojej falowej teorii światła, którą zaproponował w 1678 r. i opisał w Traité de la Lumière (1690). Jego matematyczna teoria światła została początkowo odrzucona na rzecz korpuskularnej teorii światła Newtona, aż w 1821 roku Augustin-Jean Fresnel zaadoptował zasadę Huygensa, aby dać pełne wyjaśnienie prostoliniowego rozchodzenia się światła i efektów dyfrakcji. Dziś zasada ta znana jest jako zasada Huygensa-Fresnela.

Huygens wynalazł w 1657 roku zegar wahadłowy, który w tym samym roku opatentował. Jego badania nad horologią zaowocowały obszerną analizą wahadła w Horologium Oscillatorium (1673), uważanym za jedno z najważniejszych XVII-wiecznych dzieł z dziedziny mechaniki. Podczas gdy pierwsze i ostatnie części zawierają opisy konstrukcji zegarów, większość książki to analiza ruchu wahadła i teoria krzywych. W 1655 roku Huygens zaczął szlifować soczewki ze swoim bratem Constantijnem, aby zbudować teleskopy refrakcyjne do badań astronomicznych. Odkrył pierwszy z księżyców Saturna, Tytana, i jako pierwszy wyjaśnił dziwny wygląd Saturna jako spowodowany „cienkim, płaskim pierścieniem, nigdzie nie dotykającym i nachylonym do ekliptyki”. W 1662 roku Huygens opracował to, co obecnie nazywa się okularem Huygensa, czyli teleskop z dwiema soczewkami, które zmniejszały wielkość rozproszenia.

Jako matematyk, Huygens rozwinął teorię ewolucji i napisał o grach losowych i problemie punktów w Van Rekeningh in Spelen van Gluck, który Frans van Schooten przetłumaczył i opublikował jako De Ratiociniis in Ludo Aleae (1657). Użycie wartości oczekiwanych przez Huygensa i innych zainspiruje później prace Jacoba Bernoulliego nad teorią prawdopodobieństwa.

Christiaan Huygens urodził się 14 kwietnia 1629 roku w Hadze, w bogatej i wpływowej rodzinie holenderskiej, jako drugi syn Constantijna Huygensa. Christiaan otrzymał imię po swoim ojcowskim dziadku. Jego matka, Suzanna van Baerle, zmarła wkrótce po urodzeniu siostry Huygensa. Para miała pięcioro dzieci: Constantijn (1628), Christiaan (1629), Lodewijk (1631), Philips (1632) i Suzanna (1637).

Constantijn Huygens był dyplomatą i doradcą Domu Orańskiego, a także poetą i muzykiem. Prowadził szeroką korespondencję z intelektualistami z całej Europy; wśród jego przyjaciół byli Galileo Galilei, Marin Mersenne i René Descartes. Christiaan uczył się w domu do ukończenia szesnastu lat i od najmłodszych lat lubił bawić się miniaturami młynów i innych maszyn. Ojciec dał mu liberalne wykształcenie: uczył się języków, muzyki, historii, geografii, matematyki, logiki i retoryki, ale także tańca, szermierki i jazdy konnej.

W 1644 roku Huygens miał za nauczyciela matematyki Jana Jansza Stampioena, który przydzielił 15-latkowi wymagającą listę lektur z zakresu współczesnej nauki. Kartezjusz był później pod wrażeniem jego umiejętności w zakresie geometrii, podobnie jak Mersenne, który ochrzcił go „nowym Archimedesem”.

Przeczytaj także: bitwy – Bitwa pod Castillon

Lata studenckie

W wieku szesnastu lat Constantijn wysłał Huygensa na studia prawnicze i matematyczne na Uniwersytecie w Lejdzie, gdzie studiował od maja 1645 do marca 1647 roku. Frans van Schooten był akademikiem w Lejdzie od 1646 roku i został prywatnym korepetytorem Huygensa i jego starszego brata, Constantijna juniora, zastępując Stampioena za radą Kartezjusza. Van Schooten uaktualnił jego edukację matematyczną, w szczególności zapoznał go z pracami Viète”a, Kartezjusza i Fermata.

Po dwóch latach, od marca 1647 roku, Huygens kontynuował naukę w nowo założonym Orange College w Bredzie, gdzie jego ojciec był kuratorem. Jego pobyt w Bredzie zakończył się ostatecznie, gdy jego brat Lodewijk, który był już zapisany, skończył w pojedynku z innym studentem. Constantijn Huygens był blisko związany z nowym kolegium, które działało tylko do 1669 roku; rektorem był André Rivet. Podczas studiów Christiaan Huygens mieszkał w domu prawnika Johanna Henryka Daubera, a zajęcia z matematyki miał z angielskim wykładowcą Johnem Pell. Studia ukończył w sierpniu 1649 roku. Następnie pracował jako dyplomata w misji u Henryka, księcia Nassau. Zawiozła go ona do Bentheim, a następnie do Flensburga. Wyruszył do Danii, zwiedził Kopenhagę i Helsingør, miał nadzieję przekroczyć Øresund, by odwiedzić Kartezjusza w Sztokholmie. Nie było to możliwe.

Chociaż jego ojciec Constantijn chciał, aby jego syn Christiaan został dyplomatą, okoliczności uniemożliwiły mu to. Pierwszy okres bezrządów, który rozpoczął się w 1650 r., oznaczał, że Dom Orański nie był już u władzy, co pozbawiło Constantijna wpływu. Ponadto zdawał sobie sprawę, że jego syn nie jest zainteresowany taką karierą.

Przeczytaj także: bitwy – Bitwa nad Metaurusem

Wczesna korespondencja

Huygens pisał na ogół po francusku lub po łacinie. W 1646 roku, będąc jeszcze studentem kolegium w Lejdzie, rozpoczął korespondencję z przyjacielem ojca, inteligentem Mersenne”em, który zmarł dość szybko w 1648 roku. Mersenne pisał do Constantijna o talencie matematycznym syna, a 3 stycznia 1647 r. pochlebnie porównał go do Archimedesa.

W listach widać wczesne zainteresowanie Huygensa matematyką. W październiku 1646 jest most wiszący i wykazanie, że wiszący łańcuch nie jest parabolą, jak sądził Galileusz. Huygens później oznaczył tę krzywą jako catenaria (katenar) w 1690 roku podczas korespondencji z Gottfriedem Leibnizem.

W ciągu najbliższych dwóch lat (1647-48), Huygens”s listy do Mersenne objęte różne tematy, w tym matematyczny dowód prawa swobodnego spadania, twierdzenie Grégoire de Saint-Vincent kwadratury koła, które Huygens wykazał, aby być błędne, prostowanie elipsy, pociski, i wibrujący ciąg. Niektóre z ówczesnych problemów Mersenne”a, takie jak cykloida (wysłał Huygensowi traktat Torricellego o krzywej), środek drgań i stała grawitacyjna, były sprawami, którymi Huygens zajął się poważnie dopiero pod koniec XVII wieku. Mersenne miał również napisać na teorii muzyki. Huygens preferował temperację meantone; wprowadził innowacje w 31 temperacji równej (która sama w sobie nie była nowym pomysłem, ale była znana Francisco de Salinasowi), używając logarytmów do jej dalszego zbadania i pokazania jej bliskiego związku z systemem meantone.

W 1654 roku Huygens wrócił do domu ojca w Hadze i mógł całkowicie poświęcić się badaniom. Rodzina miała jeszcze jeden dom, niedaleko, w Hofwijck, i tam spędzał czas latem. Mimo dużej aktywności, życie naukowe nie pozwalało mu uniknąć okresów depresji.

Następnie Huygens rozwinął szeroki krąg korespondentów, choć podejmowanie wątków po 1648 r. było utrudnione przez pięcioletnią Frondę we Francji. Odwiedzając Paryż w 1655 roku, Huygens poprosił o przedstawienie się Ismaela Boulliau, który zabrał go do Claude”a Mylona. Paryska grupa sawantów, która skupiła się wokół Mersenne”a, trzymała się razem do lat 50. XVI wieku, a Mylon, który przejął rolę sekretarza, zadał sobie trochę trudu, by utrzymać kontakt z Huygensem. Poprzez Pierre”a de Carcavi Huygens korespondował w 1656 roku z Pierre”em de Fermatem, którego bardzo podziwiał, choć na granicy bałwochwalstwa. Doświadczenie to było słodko-gorzkie i nieco zastanawiające, ponieważ stało się jasne, że Fermat wypadł z głównego nurtu badań, a jego twierdzenia o pierwszeństwie prawdopodobnie nie mogły być w niektórych przypadkach spełnione. Poza tym Huygens szukał już wtedy zastosowania matematyki do fizyki, podczas gdy Fermat zajmował się czystymi tematami.

Przeczytaj także: historia-pl – Gestapo

Debiut naukowy

Podobnie jak niektórzy z jego współczesnych, Huygens często niechętnie oddawał swoje wyniki i odkrycia do druku, preferując rozpowszechnianie swoich prac za pomocą listów. W początkowym okresie jego mentor Frans van Schooten dostarczał mu technicznych uwag i był ostrożny ze względu na jego reputację.

W latach 1651-1657 Huygens opublikował szereg prac, które świadczyły o jego talencie matematycznym i opanowaniu geometrii klasycznej i analitycznej, co pozwoliło mu zwiększyć zasięg i reputację wśród matematyków. Mniej więcej w tym samym czasie Huygens zaczął kwestionować prawa kolizji Kartezjusza, które były w dużej mierze błędne, wyprowadzając poprawne prawa algebraicznie, a później za pomocą geometrii. Wykazał, że dla dowolnego układu ciał środek ciężkości układu pozostaje taki sam niezależnie od prędkości i kierunku, co Huygens nazwał zachowaniem „ilości ruchu”. Jego teoria zderzeń była najbliższa idei energii kinetycznej komukolwiek przed Newtonem. Wyniki te były znane dzięki korespondencji i krótkiemu artykułowi w Journal des Sçavans, ale pozostały w dużej mierze niepublikowane aż do czasu, gdy po śmierci Huygensa ukazało się De Motu Corporum ex Percussione (O ruchu zderzających się ciał).

Oprócz pracy nad mechaniką dokonał ważnych odkryć naukowych, takich jak identyfikacja księżyca Saturna – Tytana w 1655 r. i wynalezienie zegara wahadłowego w 1657 r., które przyniosły mu sławę w całej Europie. 3 maja 1661 roku Huygens zaobserwował tranzyt planety Merkury nad Słońcem, używając teleskopu producenta instrumentów Richarda Reeve”a w Londynie, wraz z astronomem Thomasem Streete i Reeve”em. Streete następnie debatował nad opublikowanym zapisem tranzytu Heweliusza, w kontrowersji tej pośredniczył Henry Oldenburg. Huygens przekazał Heweliuszowi rękopis Jeremiasza Horrocksa o tranzycie Wenus, 1639, który tym samym został wydrukowany po raz pierwszy w 1662 roku.

W tym samym roku Huygens, który grał na klawesynie, zainteresował się teoriami Simona Stevina na temat muzyki; wykazał jednak niewielkie zainteresowanie opublikowaniem jego teorii na temat współbrzmień, z których część zaginęła na wieki. Za jego wkład w naukę, Royal Society of London wybrało go na Fellow w 1665 roku, kiedy Huygens miał zaledwie 36 lat.

Przeczytaj także: biografie-pl – Richard Diebenkorn

Francja

Akademia Montmoru była formą, jaką stare koło Mersenne”a przyjęło po połowie lat 1650. Huygens brał udział w jej debatach i wspierał frakcję „dysydentów”, którzy opowiadali się za eksperymentalnymi demonstracjami, by ukrócić bezowocne dyskusje, i sprzeciwiali się postawom amatorskim. W 1663 roku złożył trzecią wizytę w Paryżu; Akademia Montmoru została zamknięta, a Huygens skorzystał z okazji, by opowiedzieć się za bardziej Baconowskim programem w nauce. Trzy lata później, w 1666 roku, przeniósł się do Paryża na zaproszenie do obsadzenia stanowiska w nowej francuskiej Académie des sciences króla Ludwika XIV.

Podczas pobytu w Paryżu Huygens miał ważnego patrona i korespondenta w osobie Jean-Baptiste Colberta, pierwszego ministra Ludwika XIV. Jednak jego stosunki z Akademią nie zawsze były łatwe, a w 1670 roku Huygens, ciężko chory, wybrał Francisa Vernona, aby w razie jego śmierci przeprowadził darowiznę jego papierów do Royal Society w Londynie. Następstwa wojny francusko-holenderskiej (1672-78), a zwłaszcza rola Anglii w niej, mogły zaszkodzić jego stosunkom z Royal Society. Robertowi Hooke”owi, jako przedstawicielowi Royal Society, zabrakło finezji, by poradzić sobie z sytuacją w 1673 roku.

Fizyk i wynalazca Denis Papin był asystentem Huygensa od 1671 roku. Jednym z ich projektów, który nie zaowocował bezpośrednio, był silnik prochowy. Papin przeniósł się w 1678 roku do Anglii, aby kontynuować prace w tej dziedzinie. Również w Paryżu Huygens prowadził dalsze obserwacje astronomiczne, korzystając z niedawno ukończonego w 1672 roku obserwatorium. Przedstawił Nicolaasa Hartsoekera francuskim naukowcom, takim jak Nicolas Malebranche i Giovanni Cassini w 1678 roku.

Huygens poznał młodego dyplomatę Gottfrieda Leibniza, odwiedzającego Paryż w 1672 roku z próżną misją spotkania się z Arnauldem de Pomponne, francuskim ministrem spraw zagranicznych. W tym czasie Leibniz pracował nad maszyną liczącą, a na początku 1673 roku przeniósł się z dyplomatami z Moguncji do Londynu. Od marca 1673 r. Leibniz pobierał korepetycje z matematyki u Huygensa, który uczył go geometrii analitycznej. Wywiązała się obszerna korespondencja, w której Huygens początkowo niechętnie akceptował zalety rachunku infinitywnego Leibniza.

Przeczytaj także: biografie-pl – William Wilberforce

Ostatnie lata

Huygens przeniósł się z powrotem do Hagi w 1681 roku po tym, jak przeszedł kolejny atak poważnej choroby depresyjnej. W 1684 r. opublikował Astroscopia Compendiaria na swoim nowym bezrurowym teleskopie lotniczym. W 1685 r. próbował wrócić do Francji, ale odwołanie Edyktu z Nantes uniemożliwiło ten ruch. Jego ojciec zmarł w 1687 r., a on odziedziczył Hofwijck, który w następnym roku uczynił swoim domem.

Podczas swojej trzeciej wizyty w Anglii Huygens spotkał się osobiście z Isaakiem Newtonem 12 czerwca 1689 roku. Rozmawiali o drzewcu Islandii, a następnie korespondowali na temat ruchu oporowego.

W ostatnich latach życia Huygens powrócił do tematów matematycznych i w 1693 roku zaobserwował zjawisko akustyczne znane dziś jako flanging. Dwa lata później, 8 lipca 1695, Huygens zmarł w Hadze i został pochowany w nieoznaczonym grobie w tamtejszym Grote Kerk, podobnie jak jego ojciec przed nim.

Huygens nigdy się nie ożenił.

Huygens stał się najpierw znany na całym świecie dzięki swojej pracy w dziedzinie matematyki, publikując szereg ważnych wyników, które zwróciły uwagę wielu europejskich geometrów. W opublikowanych pracach Huygens preferował metodę Archimedesa, choć w swoich prywatnych notatnikach szerzej stosował geometrię analityczną Kartezjusza i techniki nieskończoności Fermata.

Przeczytaj także: biografie-pl – Tupac Amaru

Theoremata de Quadratura

Pierwszą publikacją Huygensa były Theoremata de Quadratura Hyperboles, Ellipsis et Circuli (Twierdzenia o kwadraturze hiperboli, elipsy i okręgu), wydane przez Elzevierów w Lejdzie w 1651 roku. Pierwsza część dzieła zawierała twierdzenia dotyczące obliczania powierzchni hiperbol, elips i okręgów, które były analogiczne do prac Archimedesa nad odcinkami stożkowymi, w szczególności do jego Kwadratury paraboli. Druga część zawierała obalenie twierdzeń Grégoire”a de Saint-Vincenta na temat kwadratury koła, które wcześniej omówił z Mersenne”em.

Huygens wykazał, że środek ciężkości odcinka dowolnej hiperboli, elipsy lub koła jest bezpośrednio związany z polem tego odcinka. Następnie był w stanie wykazać związek między trójkątami wpisanymi w odcinki stożkowe a środkiem ciężkości dla tych odcinków. Uogólniając te twierdzenia na wszystkie odcinki stożkowe, Huygens rozszerzył klasyczne metody, uzyskując nowe wyniki.

Kwadratura była żywym tematem w latach 50-tych XVI wieku i poprzez Mylona, Huygens interweniował w dyskusję na temat matematyki Thomasa Hobbesa. Wytrwale próbując wyjaśnić błędy, w które popadł Hobbes, zdobył międzynarodową sławę.

Przeczytaj także: biografie-pl – Erik von Kuehnelt-Leddihn

De Circuli Magnitudine Inventa

Kolejną publikacją Huygensa było De Circuli Magnitudine Inventa (Nowe ustalenia w zakresie pomiaru koła), wydane w 1654 roku. W tej pracy Huygens był w stanie zmniejszyć lukę między wielokątami wpisanymi i obwodzonymi znalezionymi w Mierzeniu koła Archimedesa, pokazując, że stosunek obwodu do jego średnicy lub π musi leżeć w pierwszej trzeciej części tego przedziału.

Wykorzystując technikę równoważną ekstrapolacji Richardsona, Huygens był w stanie skrócić nierówności stosowane w metodzie Archimedesa; w tym przypadku, wykorzystując środek ciężkości odcinka paraboli, był w stanie przybliżyć środek ciężkości odcinka okręgu, co skutkowało szybszym i dokładniejszym przybliżeniem kwadratury okręgu. Z tych twierdzeń Huygens uzyskał dwa zestawy wartości π: pierwszy pomiędzy 3,1415926 a 3,1415927, a drugi pomiędzy 3,1415926538 a 3,1415926533.

Huygens pokazał również, że w przypadku hiperboli to samo przybliżenie za pomocą odcinków parabolicznych daje szybką i prostą metodę obliczania logarytmów. Na końcu pracy dołączył zbiór rozwiązań klasycznych problemów pod tytułem Illustrium Quorundam Problematum Constructiones (Konstrukcja niektórych ilustrowanych problemów).

Przeczytaj także: biografie-pl – George Segal

De Ratiociniis in Ludo Aleae

Huygens zainteresował się grami losowymi po tym, jak odwiedził Paryż w 1655 roku i spotkał się z pracami Fermata, Blaise”a Pascala i Girarda Desarguesa wiele lat wcześniej. Ostatecznie opublikował to, co było w tamtym czasie najbardziej spójną prezentacją matematycznego podejścia do gier losowych w De Ratiociniis in Ludo Aleae (O rozumowaniu w grach losowych). Frans van Schooten przetłumaczył oryginalny holenderski manuskrypt na łacinę i opublikował go w swoim Exercitationum Mathematicarum (1657).

Praca zawiera wczesne pomysły z zakresu teorii gier i zajmuje się w szczególności problemem punktów. Huygens przejął od Pascala koncepcje „uczciwej gry” i sprawiedliwego kontraktu (tj. równego podziału, gdy szanse są równe) i rozszerzył argumentację, by stworzyć niestandardową teorię wartości oczekiwanych.

W 1662 roku Sir Robert Moray przesłał Huygensowi tabelę życia Johna Graunta, a z czasem Huygens i jego brat Lodewijk zajęli się długością życia.

Przeczytaj także: biografie-pl – Edward Męczennik

Praca niepublikowana

Huygens ukończył wcześniej rękopis na wzór O ciałach pływających Archimedesa zatytułowany De Iis quae Liquido Supernatant (O częściach unoszących się nad cieczami). Powstał on około 1650 roku i składał się z trzech ksiąg. Mimo że wysłał ukończone dzieło do Fransa van Schootena, by ten je zaopiniował, ostatecznie Huygens nie zdecydował się na jego publikację, a w pewnym momencie zasugerował, by je spalić. Niektóre ze znalezionych tu wyników zostały ponownie odkryte dopiero w XVIII i XIX wieku.

Huygens pierwszy re-derives Archimedes wyniki dla stabilności sfery i paraboloidy przez sprytne zastosowanie zasady Torricelli (tj. że ciała w systemie poruszać tylko wtedy, gdy ich środek ciężkości opada). On następnie udowadnia ogólne twierdzenie, że dla pływającego ciała w równowadze, odległość między jego środka ciężkości i jego zanurzonej części jego w minimum. Huygens wykorzystuje to twierdzenie do uzyskania oryginalnych rozwiązań dotyczących stabilności pływających stożków, równoległościanów i cylindrów, w niektórych przypadkach przez cały cykl obrotu. Jego podejście było więc równoważne z zasadą pracy wirtualnej. Huygens jako pierwszy zauważył, że dla jednorodnych ciał stałych, ich ciężar właściwy i proporcje są podstawowymi parametrami stabilności hydrostatycznej.

Huygens był czołowym europejskim filozofem przyrody między Kartezjuszem a Newtonem. Jednak w przeciwieństwie do wielu swoich współczesnych, Huygens nie gustował w wielkich systemach teoretycznych czy filozoficznych i generalnie unikał zajmowania się kwestiami metafizycznymi (w razie potrzeby trzymał się kartezjańskiej i mechanistycznej filozofii swoich czasów). Zamiast tego Huygens doskonalił się w rozszerzaniu pracy swoich poprzedników, takich jak Galileusz, w celu znalezienia rozwiązań nierozwiązanych problemów fizycznych, które można było poddać analizie matematycznej. W szczególności szukał wyjaśnień, które opierałyby się na kontakcie między ciałami i unikały działań na odległość.

Wspólnie z Robertem Boylem i Jacquesem Rohaultem, Huygens opowiadał się w latach paryskich za eksperymentalnie zorientowaną, korpuskularno-mechaniczną filozofią przyrody. Podejście to było czasem opatrywane etykietą „Baconian”, nie będąc przy tym indukcjonistą ani nie utożsamiając się w prostacki sposób z poglądami Francisa Bacona.

Po pierwszej wizycie w Anglii w 1661 roku i uczestniczeniu w spotkaniu w Gresham College, gdzie dowiedział się bezpośrednio o eksperymentach Boyle”a z pompą powietrzną, Huygens spędził czas pod koniec 1661 i na początku 1662 roku na powielaniu pracy. Okazało się to długim procesem, wydobyło na powierzchnię problem doświadczalny („anomalne zawieszenie”) i teoretyczny problem horror vacui, a zakończyło się w lipcu 1663 roku, gdy Huygens został Członkiem Royal Society. Mówi się, że Huygens ostatecznie zaakceptował pogląd Boyle”a na temat pustki, w przeciwieństwie do kartezjańskiego jej zaprzeczenia, a także, że replikacja wyników z Lewiatana i Pompy Powietrza wypadła nieporządnie.

W oddziaływaniu Newtona na Johna Locke”a pośredniczył Huygens, który zapewnił Locke”a o słuszności matematyki Newtona, co doprowadziło do zaakceptowania przez Locke”a fizyki korpuskularno-mechanicznej.

Przeczytaj także: biografie-pl – Lafcadio Hearn

Prawa ruchu, uderzenia i grawitacji

Ogólne podejście filozofów mechaniki polegało na postulowaniu teorii w rodzaju tych, które obecnie nazywamy „działaniem kontaktowym”. Huygens przyjął tę metodę, ale nie bez dostrzegania jej trudności i niepowodzeń. Leibniz, jego uczeń w Paryżu, później porzucił tę teorię. Postrzeganie wszechświata w ten sposób sprawiło, że teoria zderzeń stała się centralnym elementem fizyki. Materia w ruchu tworzyła wszechświat i tylko wyjaśnienia w tych kategoriach mogły być naprawdę zrozumiałe. Choć pozostawał pod wpływem podejścia kartezjańskiego, był mniej doktrynalny. W latach 50. XVI w. badał zderzenia sprężyste, ale przez ponad dekadę zwlekał z publikacją.

Huygens dość wcześnie doszedł do wniosku, że prawa Kartezjusza dotyczące sprężystego zderzenia dwóch ciał muszą być błędne, i sformułował właściwe prawa. Ważnym krokiem było uznanie przez niego galileuszowej niezmienności problemów. Huygens faktycznie opracował prawa zderzenia w latach 1652-6 w rękopisie zatytułowanym De Motu Corporum ex Percussione, ale jego wyniki potrzebowały wielu lat, by znaleźć się w obiegu. W 1661 roku przekazał je osobiście Williamowi Brounckerowi i Christopherowi Wrenowi w Londynie. To, co Spinoza napisał o nich do Henryka Oldenburga w 1666 roku, czyli w czasie drugiej wojny angielsko-holenderskiej, było strzeżone. Wojna zakończyła się w 1667 roku, a Huygens ogłosił swoje wyniki w Royal Society w 1668 roku. Później opublikował je w Journal des Sçavans w 1669 roku.

W 1659 roku Huygens znalazł stałą przyspieszenia grawitacyjnego i podał w formie kwadratowej to, co obecnie znane jest jako drugie z praw ruchu Newtona. Wyprowadził geometryczny, obecnie standardowy wzór na siłę odśrodkową, wywieraną na obiekt widziany w obracającym się układzie odniesienia, na przykład podczas jazdy po łuku. W nowoczesnej notacji:

gdzie m to masa obiektu, w to prędkość kątowa, a r to promień. Swoje wyniki zebrał w traktacie pod tytułem De vi Centrifuga, wydanym pośmiertnie w 1703 roku. Ogólny wzór na siłę odśrodkową został jednak opublikowany w 1673 roku i stanowił istotny krok w badaniu orbit w astronomii. Umożliwił on przejście od trzeciego prawa ruchu planetarnego Keplera do odwrotnego kwadratowego prawa grawitacji. Interpretacja prac Newtona nad grawitacją dokonana przez Huygensa różniła się jednak od interpretacji newtonistów takich jak Roger Cotes; nie nalegał on na aprioryczne podejście Kartezjusza, ale nie akceptował też tych aspektów przyciągania grawitacyjnego, których w zasadzie nie można było przypisać kontaktowi cząstek.

Podejście zastosowane przez Huygensa ominęło również pewne centralne pojęcia fizyki matematycznej, co nie umknęło uwadze innych. W swojej pracy o wahadłach Huygens zbliżył się do teorii prostego ruchu harmonicznego; temat ten został jednak po raz pierwszy w pełni omówiony przez Newtona w II księdze Principia Mathematica (1687). W 1678 roku Leibniz wyłuskał z pracy Huygensa o zderzeniach ideę prawa zachowania, którą Huygens pozostawił domyślną.

Przeczytaj także: biografie-pl – Nicolas Poussin

Horologia

W 1657 roku, zainspirowany wcześniejszymi badaniami nad wahadłami jako mechanizmami regulacyjnymi, Huygens wynalazł zegar wahadłowy, który stanowił przełom w dziedzinie odmierzania czasu i stał się najdokładniejszym czasomierzem przez prawie 300 lat, aż do lat 30. XX wieku. Zegar wahadłowy był znacznie dokładniejszy niż istniejące zegary werblowe i foliotyczne i od razu zyskał popularność, szybko rozprzestrzeniając się po Europie. Wykonanie swoich projektów zegarów zlecił Salomonowi Costerowi w Hadze, który zbudował zegar. Huygens nie zarobił jednak na swoim wynalazku zbyt wiele. Pierre Séguier odmówił mu praw francuskich, natomiast Simon Douw w Rotterdamie i Ahasuerus Fromanteel w Londynie skopiowali jego projekt w 1658 roku. Najstarszy znany zegar wahadłowy w stylu Huygensa pochodzi z 1657 roku i można go zobaczyć w Museum Boerhaave w Leiden.

Jednym z powodów wynalezienia zegara wahadłowego była chęć stworzenia dokładnego chronometru morskiego, który mógłby być wykorzystywany do określania długości geograficznej za pomocą nawigacji niebieskiej podczas podróży morskich. Jednak zegar okazał się nieskuteczny jako morski czasomierz, ponieważ ruch kołyszący statku zakłócał ruch wahadła. W 1660 roku Lodewijk Huygens przeprowadził próbę podczas rejsu do Hiszpanii i poinformował, że ciężka pogoda uczyniła zegar bezużytecznym. Alexander Bruce wdarł się na pole walki w 1662 roku, a Huygens wezwał Sir Roberta Moraya i Royal Society do mediacji i zachowania części swoich praw. Próby trwały do lat sześćdziesiątych XVI wieku, a najlepsze wiadomości pochodziły od kapitana Royal Navy Roberta Holmesa działającego przeciwko holenderskim posiadłościom w 1664 roku. Lisa Jardine wątpi, czy Holmes dokładnie zrelacjonował wyniki procesu, podobnie jak Samuel Pepys wyraził wówczas swoje wątpliwości.

Proces dla Akademii Francuskiej w sprawie wyprawy do Kajenny zakończył się źle. Jean Richer zaproponował korektę figury Ziemi. Do czasu wyprawy Holenderskiej Kompanii Wschodnioindyjskiej w 1686 roku do Przylądka Dobrej Nadziei, Huygens był w stanie dostarczyć korektę retrospektywnie.

Szesnaście lat po wynalezieniu zegara wahadłowego, w 1673 roku, Huygens opublikował swoje główne dzieło z zakresu horologii zatytułowane Horologium Oscillatorium: Sive de Motu Pendulorum ad Horologia Aptato Demonstrationes Geometricae (Zegar wahadłowy: albo demonstracje geometryczne dotyczące ruchu wahadła w zastosowaniu do zegarów). Jest to pierwsza nowoczesna praca z dziedziny mechaniki, w której problem fizyczny jest wyidealizowany przez zestaw parametrów, a następnie analizowany matematycznie.

Motywacją Huygensa była obserwacja Mersenne”a i innych, że wahadła nie są całkiem izochroniczne: ich okres zależy od szerokości wahań, przy czym szerokie wahania trwają nieco dłużej niż wąskie. Mersenne rozwiązał ten problem, znajdując krzywą, po której masa pod wpływem siły ciężkości zsuwa się w tym samym czasie, niezależnie od punktu wyjścia; był to tzw. problem tautochronu. Metodami geometrycznymi, które wyprzedziły rachunek, Huygens wykazał, że jest to cykloida, a nie łuk kołowy bobu wahadła, a zatem, że wahadła muszą poruszać się po torze cykloidalnym, aby były izochroniczne. Matematyka niezbędna do rozwiązania tego problemu doprowadziła Huygensa do opracowania teorii ewolucji, którą przedstawił w III części Horologium Oscillatorium.

Rozwiązał też problem postawiony wcześniej przez Mersenne”a: jak obliczyć okres wahadła zbudowanego z wahliwego ciała sztywnego o dowolnym kształcie. Wymagało to odkrycia środka oscylacji i jego wzajemnej relacji z punktem obrotu. W tej samej pracy analizował wahadło stożkowe, składające się z ciężarka na sznurku poruszającego się po okręgu, wykorzystując pojęcie siły odśrodkowej.

Huygens jako pierwszy wyprowadził wzór na okres idealnego wahadła matematycznego (o pozbawionym masy pręcie lub sznurze i długości znacznie większej niż jego wychylenie), w nowoczesnej notacji:

gdzie T oznacza okres, l długość wahadła, a g przyspieszenie grawitacyjne. Badając okres oscylacji wahadeł złożonych Huygens wniósł zasadniczy wkład w rozwój pojęcia momentu bezwładności.

Huygens zaobserwował również sprzężone oscylacje: dwa jego zegary z wahadłem zamontowane obok siebie na tej samej podpórce często synchronizowały się, kołysząc się w przeciwnych kierunkach. Zgłosił te wyniki listownie do Royal Society, a w protokole tegoż towarzystwa zostało to określone jako „dziwny rodzaj współczucia”. Koncepcja ta jest obecnie znana jako entrainment.

W 1675 roku, badając oscylacyjne właściwości cykloidy, Huygens był w stanie przekształcić cykloidalne wahadło w wibrującą sprężynę dzięki połączeniu geometrii i matematyki wyższej. W tym samym roku Huygens zaprojektował spiralną sprężynę balansową i opatentował zegarek kieszonkowy. Zegarki te są godne uwagi ze względu na brak bezpiecznika do wyrównywania momentu obrotowego sprężyny głównej. Wynika z tego, że Huygens sądził, iż jego spiralna sprężyna będzie izochronizować balans w taki sam sposób, w jaki cykloidalne krawężniki zawieszenia w jego zegarach będą izochronizować wahadło.

Później używał sprężyn spiralnych w bardziej konwencjonalnych zegarkach, wykonywanych dla niego przez firmę Thuret w Paryżu. Takie sprężyny są niezbędne w nowoczesnych zegarkach z odłączonym mechanizmem dźwigniowym, ponieważ można je regulować pod kątem izochronizmu. W zegarkach z czasów Huygensa stosowano jednak bardzo nieskuteczny mechanizm werblowy, który zakłócał izochroniczne właściwości każdej formy sprężyny balansowej, spiralnej lub innej.

Projekt Huygensa powstał mniej więcej w tym samym czasie, co projekt Roberta Hooke”a, choć niezależnie od niego. Kontrowersje dotyczące pierwszeństwa sprężyny balansowej trwały przez wieki. W lutym 2006 roku w szafie w Hampshire w Anglii odkryto dawno zaginioną kopię odręcznych notatek Hooke”a z kilkudziesięciu spotkań Royal Society, co prawdopodobnie przechyliło szalę na korzyść Hooke”a.

Przeczytaj także: biografie-pl – Karl Ludwig von Haller

Optyka

Huygens od dawna interesował się badaniami nad załamaniem światła i soczewkami lub dioptriami. Z 1652 roku pochodzą pierwsze szkice łacińskiego traktatu na temat teorii dioptrii, znanego jako Tractatus, który zawierał wszechstronną i rygorystyczną teorię teleskopu. Huygens był jednym z niewielu, którzy stawiali teoretyczne pytania dotyczące właściwości i działania teleskopu, i prawie jedynym, który skierował swoją biegłość matematyczną na rzeczywiste instrumenty używane w astronomii.

Huygens wielokrotnie zapowiadał jej publikację swoim kolegom, ale ostatecznie odłożył ją na rzecz znacznie obszerniejszego traktatu, teraz pod nazwą Dioptrica. Składała się ona z trzech części. Pierwsza część skupiała się na ogólnych zasadach refrakcji, druga zajmowała się aberracją sferyczną i chromatyczną, natomiast trzecia obejmowała wszystkie aspekty budowy teleskopów i mikroskopów. W przeciwieństwie do dioptrii Kartezjusza, która dotyczyła jedynie idealnych (eliptycznych i hiperbolicznych) soczewek, Huygens zajmował się wyłącznie soczewkami sferycznymi, które były jedynym rodzajem soczewek, jakie można było rzeczywiście wykonać i wbudować w urządzenia takie jak mikroskopy i teleskopy.

Huygens opracował również praktyczne sposoby minimalizacji efektów aberracji sferycznej i chromatycznej, takie jak długie ogniskowe obiektywu teleskopu, wewnętrzne ograniczniki zmniejszające aperturę oraz nowy rodzaj okularu w postaci zestawu dwóch soczewek planoconvex, znanego obecnie jako okular Huygensa. Dioptrica nie została nigdy opublikowana za życia Huygensa i ukazała się w prasie dopiero w 1703 roku, kiedy większość jej treści była już znana światu naukowemu.

W optyce Huygens jest szczególnie pamiętany za swoją falową teorię światła, którą po raz pierwszy przedstawił w 1678 roku w Académie des sciences w Paryżu. Pierwotnie był to wstępny rozdział jego Dioptrica, teoria Huygensa została opublikowana w 1690 roku pod tytułem Traité de la Lumière (Traktat o świetle) i zawiera pierwsze w pełni zmatematyzowane, mechanistyczne wyjaśnienie nieobserwowalnego zjawiska fizycznego (tj. rozchodzenia się światła). Huygens powołuje się na Ignace-Gaston Pardies, którego rękopis dotyczący optyki pomógł mu w jego teorii fal.

Wyzwaniem w tamtym czasie było wyjaśnienie optyki geometrycznej, ponieważ większość zjawisk optyki fizycznej (takich jak dyfrakcja) nie była obserwowana lub doceniana jako zagadnienia. Huygens eksperymentował w 1672 roku z podwójnym załamaniem światła (birefringence) w islandzkim drzewcu (kalcyt), zjawisku odkrytym w 1669 roku przez Rasmusa Bartholina. Początkowo nie potrafił wyjaśnić tego zjawiska, ale później udało mu się je wyjaśnić za pomocą teorii frontu falowego i koncepcji ewolutów. Rozwinął również idee dotyczące kaustyki. Huygens zakłada, że prędkość światła jest skończona, opierając się na raporcie Ole Christensena Rømera z 1677 roku, ale przypuszcza się, że Huygens wierzył już wcześniej. Teoria Huygensa zakłada, że światło to promieniujące fale, a powszechne pojęcie promieni świetlnych przedstawia propagację normalną do tych fal. Propagacja fal jest następnie wyjaśniana jako wynik emisji fal sferycznych w każdym punkcie wzdłuż frontu falowego (znane dziś jako zasada Huygensa-Fresnela). Zakładała ona wszechobecny eter, z transmisją przez doskonale sprężyste cząstki, co było rewizją poglądu Kartezjusza. Naturą światła była zatem fala podłużna.

Jego teoria światła nie była powszechnie akceptowana, podczas gdy konkurencyjna korpuskularna teoria światła Newtona, zawarta w jego Opticks (1704), zyskała większe poparcie. Jednym z silnych zarzutów wobec teorii Huygensa było to, że fale podłużne mają tylko jedną polaryzację, co nie może tłumaczyć obserwowanej birefringencji. Jednak eksperymenty interferencyjne Thomasa Younga w 1801 roku i wykrycie plamki Poissona przez François Arago w 1819 roku nie dały się wyjaśnić za pomocą teorii cząstek Newtona ani żadnej innej, ożywiając idee Huygensa i modele falowe. Fresnel poznał prace Huygensa i w 1821 roku był w stanie wyjaśnić birefringencję jako wynik tego, że światło nie jest falą podłużną (jak zakładano), lecz poprzeczną. Tak nazwana zasada Huygensa-Fresnela była podstawą rozwoju optyki fizycznej, wyjaśniając wszystkie aspekty rozchodzenia się światła aż do momentu, gdy teoria elektromagnetyczna Maxwella doprowadziła do rozwoju mechaniki kwantowej i odkrycia fotonu.

Wraz z bratem Constantijnem, Huygens zaczął szlifować własne soczewki w 1655 roku w celu ulepszenia teleskopów. W 1662 roku zaprojektował to, co obecnie nazywamy okularem Huygensa, z dwiema soczewkami, jako okular teleskopu. Soczewki były również wspólnym przedmiotem zainteresowania, dzięki któremu Huygens mógł w latach 60. XVI wieku spotkać się towarzysko z Baruchem Spinozą, który szlifował je zawodowo. Mieli oni raczej różne poglądy na naukę, Spinoza był bardziej zaangażowanym kartezjaninem, a część ich dyskusji przetrwała w korespondencji. Zetknął się z pracami Antoniego van Leeuwenhoeka, innego szlifierza soczewek, w dziedzinie mikroskopii, która interesowała jego ojca.

Huygens badał również zastosowanie soczewek w projektorach. Uważa się go za wynalazcę magicznej latarni, opisanej w korespondencji z 1659 roku. Istnieją inni, którym przypisuje się takie urządzenie latarni, jak Giambattista della Porta i Cornelis Drebbel, choć w projekcie Huygensa zastosowano soczewki dla lepszej projekcji (przypisuje się to również Athanasiusowi Kircherowi).

Przeczytaj także: historia-pl – Unia kalmarska

Astronomia

W 1655 roku Huygens odkrył pierwszy z księżyców Saturna, Tytana, oraz obserwował i szkicował Mgławicę Oriona za pomocą teleskopu refrakcyjnego o 43-krotnym powiększeniu własnej konstrukcji. Huygensowi udało się podzielić mgławicę na różne gwiazdy (jaśniejsze wnętrze nosi dziś na jego cześć nazwę regionu Huygena), odkrył też kilka mgławic międzygwiazdowych i kilka gwiazd podwójnych. Był również pierwszym, który zaproponował, że wygląd Saturna, który budził zdziwienie astronomów, był spowodowany „cienkim, płaskim pierścieniem, nigdzie nie dotykającym i nachylonym do ekliptyki”.

Ponad trzy lata później, w 1659 roku, Huygens opublikował swoją teorię i ustalenia w Systema Saturnium. Uważa się ją za najważniejszą pracę z zakresu astronomii teleskopowej od czasu Sidereus Nuncius Galileusza pięćdziesiąt lat wcześniej. To znacznie więcej niż raport o Saturnie, Huygens dostarczył pomiarów względnych odległości planet od Słońca, wprowadził pojęcie mikrometru i pokazał metodę pomiaru średnic kątowych planet, co w końcu pozwoliło na wykorzystanie teleskopu jako instrumentu do mierzenia (a nie tylko obserwacji) obiektów astronomicznych. Był też pierwszym, który podważył autorytet Galileusza w sprawach teleskopowych, co miało być powszechne w latach po jego publikacji.

W tym samym roku Huygens zdołał zaobserwować Syrtis Major, równinę wulkaniczną na Marsie. Wykorzystał powtarzające się obserwacje ruchu tego elementu w ciągu kilku dni do oszacowania długości dnia na Marsie, co zrobił dość dokładnie do 24 1

Za namową Jean-Baptiste Colberta, Huygens podjął się zadania skonstruowania mechanicznego planetarium, które mogłoby wyświetlać wszystkie znane wówczas planety i ich księżyce krążące wokół Słońca. Huygens ukończył swój projekt w 1680 roku i zlecił jego budowę Johannesowi van Ceulenowi. Jednak w międzyczasie Colbert zmarł, a Huygens nigdy nie zdążył dostarczyć swojego planetarium Francuskiej Akademii Nauk, ponieważ nowy minister, Fracois-Michel le Tellier, postanowił nie przedłużać kontraktu z Huygensem.

W swoim projekcie Huygens genialnie wykorzystał ułamki ciągłe, aby znaleźć najlepsze racjonalne przybliżenia, dzięki którym mógł wybrać koła zębate o odpowiedniej liczbie zębów. Stosunek między dwoma kołami zębatymi określał okresy orbitalne dwóch planet. Aby poruszać planety wokół Słońca, Huygens użył mechanizmu zegarowego, który mógł poruszać się w czasie do przodu i do tyłu. Huygens twierdził, że jego planetarium było dokładniejsze niż podobne urządzenie skonstruowane przez Olego Rømera mniej więcej w tym samym czasie, ale jego projekt planetarium został opublikowany dopiero po jego śmierci w Opuscula Posthuma (1703).

Na krótko przed śmiercią w 1695 roku Huygens ukończył Cosmotheoros. Na jego polecenie miał on zostać opublikowany dopiero pośmiertnie przez jego brata, co Constantijn Jr. uczynił w 1698 roku. Spekulował w niej na temat istnienia życia pozaziemskiego, na innych planetach, które wyobrażał sobie jako podobne do tego na Ziemi. Takie spekulacje nie były wówczas rzadkością, uzasadnianą przez kopernikanizm czy zasadę plenitudo. Huygens jednak zagłębiał się w szczegóły, choć bez korzyści w postaci zrozumienia praw grawitacji Newtona czy faktu, że atmosfery na innych planetach składają się z różnych gazów. Dzieło to, przetłumaczone na angielski w roku wydania i zatytułowane The celestial worlds discover”d, było postrzegane jako wpisujące się w fantazyjną tradycję Francisa Godwina, Johna Wilkinsa i Cyrano de Bergerac, a także jako fundamentalnie utopijne; a także jako zawdzięczające swoją koncepcję planety kosmografii w sensie Petera Heylina.

Huygens napisał, że dostępność wody w postaci płynnej jest niezbędna do życia i że właściwości wody muszą się różnić w zależności od planety, aby dopasować się do zakresu temperatur. Swoje obserwacje ciemnych i jasnych plam na powierzchniach Marsa i Jowisza uznał za dowody na istnienie wody i lodu na tych planetach. Twierdził, że życie pozaziemskie nie jest ani potwierdzone, ani zaprzeczone przez Biblię, i kwestionował, dlaczego Bóg miałby stworzyć inne planety, jeśli nie miałyby one służyć większemu celowi niż ten, który polega na podziwianiu ich z Ziemi. Huygens postulował, że wielka odległość między planetami oznacza, że Bóg nie zamierzał, aby istoty na jednej z nich wiedziały o istotach na innych i nie przewidział, jak bardzo ludzie posuną się naprzód w wiedzy naukowej.

To w tej książce Huygens opublikował swoją metodę szacowania odległości gwiazdowych. Wykonał on serię mniejszych otworów w ekranie skierowanym w stronę Słońca, aż oszacował, że światło ma taką samą intensywność jak światło gwiazdy Syriusz. Następnie obliczył, że kąt nachylenia tej dziury wynosi 1

Za życia Huygensa jego wpływ był wielki, ale wkrótce po jego śmierci zaczął słabnąć. Jego umiejętności jako geometry i jego spostrzeżenia w dziedzinie mechaniki wzbudziły podziw wielu współczesnych mu ludzi, w tym Newtona, Leibniza, l”Hospitala i Bernoullich. Za swoją pracę w dziedzinie fizyki Huygens został uznany za jednego z największych naukowców w historii i wybitną postać rewolucji naukowej, rywalizując jedynie z Newtonem zarówno pod względem głębi spostrzeżeń, jak i liczby uzyskanych wyników. Huygens odegrał również zasadniczą rolę w rozwoju instytucjonalnych ram dla badań naukowych na kontynencie europejskim, co czyni go głównym aktorem w tworzeniu nowoczesnej nauki.

Przeczytaj także: biografie-pl – Sully Prudhomme

Matematyka i fizyka

W matematyce Huygens opanował metody starożytnej geometrii greckiej, zwłaszcza prace Archimedesa, i był biegłym użytkownikiem geometrii analitycznej i technik nieskończoności Kartezjusza, Fermata i innych. Jego styl matematyczny można scharakteryzować jako geometryczną, nieskończoną analizę krzywych i ruchu. Czerpiąc inspirację i wyobrażenie z mechaniki, pozostał czystą matematyką w formie. Huygens wyniósł ten rodzaj analizy geometrycznej na szczyt, ale i na koniec, ponieważ coraz więcej matematyków odwracało się od klasycznej geometrii w stronę rachunku, by móc posługiwać się nieskończonościami, procesami granicznymi i ruchem.

Huygens był ponadto jednym z pierwszych, którzy w pełni wykorzystali matematykę do odpowiedzi na pytania z dziedziny fizyki. Często oznaczało to wprowadzenie prostego modelu do opisu skomplikowanej sytuacji, a następnie przeanalizowanie jej od prostych argumentów do ich logicznych konsekwencji, rozwijając po drodze niezbędną matematykę. Jak napisał na końcu szkicu De vi Centrifuga:

Cokolwiek uznasz za niemożliwe, czy to w kwestii grawitacji, czy ruchu, czy jakiejkolwiek innej, jeśli następnie udowodnisz coś dotyczącego wielkości linii, powierzchni lub ciała, będzie to prawdą; jak na przykład Archimedes w sprawie kwadratury paraboli, gdzie założono, że tendencja ciężkich przedmiotów działa poprzez linie równoległe.

Huygens preferował aksjomatyczne prezentacje swoich wyników, wymagające rygorystycznych metod demonstracji geometrycznej: w wyborze pierwotnych aksjomatów i hipotez dopuszczał poziomy niepewności; z kolei dowody twierdzeń z nich wyprowadzonych nigdy nie mogły budzić wątpliwości. Opublikowane prace Huygensa były postrzegane jako precyzyjne, jednoznaczne i eleganckie, i wywarły duży wpływ na prezentację przez Newtona jego własnych głównych dzieł.

Oprócz zastosowania matematyki do fizyki i fizyki do matematyki, Huygens polegał na matematyce jako metodologii, w szczególności na jej mocy przewidywania w celu generowania nowej wiedzy o świecie. W przeciwieństwie do Galileusza, który używał matematyki głównie jako retoryki lub syntezy, Huygens konsekwentnie stosował matematykę jako metodę odkryć i analiz, a skumulowany efekt jego podejścia stworzył normę dla osiemnastowiecznych naukowców, takich jak Johann Bernoulli.

Choć nigdy nie był przeznaczony do publikacji, Huygens użył wyrażeń algebraicznych do przedstawienia bytów fizycznych w kilku swoich rękopisach dotyczących zderzeń. W ten sposób stał się jednym z pierwszych, którzy zastosowali wzory matematyczne do opisania relacji w fizyce, tak jak to się robi dzisiaj.

Pozycja Huygensa jako największego naukowca w Europie została pod koniec XVII wieku przyćmiona przez pozycję Newtona, mimo że, jak zauważa Hugh Aldersey-Williams, „osiągnięcia Huygensa przewyższają w niektórych ważnych aspektach osiągnięcia Newtona”. Jego bardzo idiosynkratyczny styl i niechęć do publikowania swoich prac znacznie zmniejszyły jego wpływy w następstwie rewolucji naukowej, kiedy to zwolennicy rachunku Leibniza i fizyki Newtona zajęli centralne miejsce.

Jego analiza krzywych spełniających pewne własności fizyczne, takich jak cykloida, doprowadziła do późniejszych badań wielu innych takich krzywych, jak kaustyczna, brachistochronowa, krzywa żagla i katenaryna. Jego zastosowanie matematyki w fizyce, jak np. w analizie dwójłomności, zainspirowało w następnych stuleciach rozwój fizyki matematycznej i mechaniki racjonalnej (choć w języku rachunku). Ponadto Huygens opracował oscylujące mechanizmy odmierzania czasu, wahadło i sprężynę balansową, które od tamtej pory są stosowane w zegarach mechanicznych. Były to pierwsze niezawodne czasomierze nadające się do zastosowań naukowych. Jego prace w tej dziedzinie zapowiadały połączenie matematyki stosowanej z inżynierią mechaniczną w następnych stuleciach.

Przeczytaj także: biografie-pl – Jerzy V

Portrety

Za życia Huygensa i jego ojca zamówiono szereg portretów. Były to między innymi:

Przeczytaj także: biografie-pl – Zygmunt I Stary

Upamiętnienia

Jego imieniem nazwano statek kosmiczny Europejskiej Agencji Kosmicznej, który w 2005 roku wylądował na Tytanie, największym księżycu Saturna.

Wiele pomników Christiaana Huygensa można znaleźć w ważnych miastach Holandii, w tym w Rotterdamie, Delft i Leiden.

Źródło(-a):

Przeczytaj także: bitwy – Bitwa pod Kannami

Inne

Źródła

1. Christiaan Huygens
2. Christiaan Huygens
3. ^ I. Bernard Cohen; George E. Smith (25 April 2002). The Cambridge Companion to Newton. Cambridge University Press. p. 69. ISBN 978-0-521-65696-2. Archived from the original on 16 September 2020. Retrieved 15 May 2013.
4. ^ Niccolò Guicciardini (2009). Isaac Newton on mathematical certainty and method. MIT Press. p. 344. ISBN 978-0-262-01317-8. Archived from the original on 16 September 2020. Retrieved 15 May 2013.
5. Cela malgré des calculs assez improbables pour y parvenir[1]
6. a b Dijksterhuis, E.J.: De mechanisering van het wereldbeeld
7. Hooykaas, R.: Geschiedenis der natuurwetenschappen, Utrecht, 1976
8. Boyer, C.B.: A history of mathematics, New York, 1968
9. a b Andriesse, C.D.: Titan kan niet slapen: een biografie van Christiaan Huygens
10. Genealogie online, Jan Henrickzn van Baerle
11. Согласно нидерландско-русской практической транскрипции, эти имя и фамилию по-русски правильнее воспроизводить как Кристиан Хёйгенс.