XVII століття було дуже сприятливим для наукових часів, і це було досягнуто в галузі фізики, математики, хімії та природничих наук. Протягом століття вперше спостерігали кілька планет і лун, були зроблені точні моделі для прогнозування рухів планет, і був задуманий закон загального тяжіння.
У розпалі цього серед інших залишилося ім'я Крістіана Гюйгенса. Як один із видатних вчених свого часу, він став ключовим у розробці годинників, механіки та оптики. І в галузі астрономії він відкрив Кільця Сатурна і його найбільший місяць - Титан. Завдяки Гюйгенсу наступні покоління астрономів були натхнені досліджувати зовнішню Сонячну систему, що призвело до відкриття інших кронічних лун, Урана та Нептуна в наступному столітті.
Раннє життя:
Крістіан Гюйгенс народився в Гаазі 14 квітня 1629 року в багатій і впливовій голландській родині. Крістіян був другим сином Константійна Гюйгенса та Сюзанні ван Беерле, яка назвала Крістіана своїм дідом-батьком. Константійн - відомий поет, композитор і порадник Будинку помаранчевого - дружив з багатьма сучасними філософами, включаючи Галілея Галілея, Маріна Мерсенна та Рене Декарта.
Зв'язки та особисті стосунки його батька дозволили Крістіаану отримати всебічну освіту в галузі мистецтв і наук, а також створили винахідник і астроном. До шістнадцяти років Крістіан був домашнім школярем і здобув ліберальну освіту, вивчаючи мови, музику, історію, географію, математику, логіку, риторику, а також танці, фехтування та верхову їзду.
Освіта:
У 1645 році Крістіана відправили вивчати право та математику в Лейденський університет, на півдні Нідерландів. Через два роки Гюйгенс продовжив навчання в новоствореному коледжі Оранжевого в Бреді, де його батько був куратором, до закінчення навчання в 1649 році. Хоча батько сподівався, що він продовжить бути дипломатом, інтерес Крістіана до математики і науки були очевидні.
У 1654 році Гюйгенс повернувся до будинку свого батька в Гаазі і почав повністю присвячуватися дослідженню. Значна частина цього відбулася в іншому будинку, який його родина володів у сусідньому Хофвейку, де він провів більшу частину літа. У цей час Гюйгенс розробив широке коло кореспондентів, яке включало Мерсенна та коло вчених, з якими він оточував себе в Парижі.
До 1655 р. Гюйгенс неодноразово почав відвідувати Париж і брав участь в дискусіях, проведених Академією Монтмора - яка перейшла з кола Мерсена після його смерті в 1648 р. Перебуваючи в Академії Монтмора, Гюйгенс виступав за науковий метод та експерименти над традиційними ортодоксальності та те, що він бачив як аматорське ставлення.
У 1661 році Гюйгенс здійснив свій перший візит до Англії, де він відвідав засідання групи Грешемського коледжу - суспільства вчених, під впливом нового наукового методу (за підтримки Франсиса Бекона). У 1663 році Гюйгенс став членом Королівського товариства, яке перейшло на зміну Груші Грешема, і зустрів таких впливових вчених, як Ісаак Ньютон та Роберт Бойл, беручи участь у багатьох дискусіях та дискусіях з іншими людьми.
У 1666 році Гюйгенс переїхав до Парижа і став одним із членів-засновників нової Французької академії наук Людовика XIV. Перебуваючи там, він використовував Паризьку обсерваторію, щоб зробити свої найбільші відкриття в галузі астрономії (див. Нижче), вев листування з Королівським товариством і працював разом з колегами-астрономами Джованні Кассіні (який відкрив для Сатурна місяці Япету, Рею, Тетіс і Діону) .
За роботу в Академії йому було призначено пенсію, більшу, ніж будь-який інший член, та квартиру в його будинку. Окрім випадкових візитів до Голландії, він жив у Парижі з 1666 по 1681 рік і познайомився з німецьким математиком і філософом Готфрід Вільгельмом Лейбніцом, з яким він залишився в дружніх стосунках до кінця свого життя.
Досягнення в астрономії:
З 1652-53 рр. Гюйгенс почав вивчати сферичні лінзи з теоретичної точки зору, з кінцевою метою розуміння телескопів. До 1655 р. У співпраці з братом Константиніном він почав шліфувати та шліфувати власні лінзи, і врешті-решт сконструював те, що зараз називається окуляр Гюйгена - телескоп-окуляр, що складається з двох лінз.
До 1660-х років його робота з лінзами дозволила йому соціально познайомитися з Барухом Спінозою - відомим голландським філософом, ученим та раціоналістом - який їх професійно ґрунтував. Використовуючи ці вдосконалення, які він ввів у лінзи, які він, у свою чергу, використовував для створення власних телескопів, Гюйгенс почав вивчати планети, зірки та Всесвіт.
У 1655 році, використовуючи 50-градусний телескоп, що заломлюється потужністю, він став першим астрономом, який виявив Кільця Сатурна, який він правильно оцінив форму через чотири роки. У своїй роботіSystema Saturnium (1659), він стверджував, що Сатурн був "оточений тонким плоским кільцем, нікуди не торкаючись, і схильним до екліптики".
Також в 1655 році він став першим астрономом, який спостерігав найбільшу луну Сатурна - Титан. У той час він назвав місяць Сатурні Луна (Лат. «Місяць Місяця Сатурна»), який він назвав у своєму тракті під назвою De Saturni Luna Observatio Nova (“Нове спостереження Місяця Сатурна »).
Того ж року він використав сучасний телескоп для спостереження туманності Оріона і успішно поділив її на різні зірки. Він також створив першу в історії її ілюстрацію - яку він також опублікував у Systema Saturnium Через це більш яскравий інтер'єрний регіон отримав назву "ім Гюйгенський регіон на його честь.
Незадовго до смерті в 1695 році Гюйгенс завершив Космотеорос, яка була опублікована посмертно в 1698 р. (через досить єретичні пропозиції). У ньому Гюйгенс міркував про існування позаземного життя на інших планетах, яке, як він уявляв, буде подібне до життя Землі. Такі спекуляції не були рідкістю в той час, зокрема, завдяки коперніканській (геліоцентричній) моделі.
Але Гюйгенс детальніше зупинився, заявивши, що наявність води в рідкому вигляді є важливою для життя і що властивості води повинні змінюватись від планети до планети, щоб відповідати температурному діапазону. Свої спостереження над темними та світлими плямами на поверхнях Марса та Юпітера він вважав водою та льодом на цих планетах.
Звертаючись до можливостей Біблійних викликів, він стверджував, що позаземне життя Біблією не було ні підтверджене, ні заперечене, і запитав, чому Бог створить інші планети, якщо вони не мають бути заселені як Земля. У цій книзі Гюйгенс опублікував свій метод оцінки зоряних відстаней, заснований на припущенні (пізніше виявилося невірним), що всі зірки були такими ж світними, як і Сонце.
У 1659 році Гюйгенс також заявив, що зараз називається другим із законів руху Ньютона у квадратичній формі. У той час він отримав те, що зараз є стандартною формулою для доцентрової сили, яку здійснює об'єкт, що описує круговий рух, наприклад, на струні, до якої він прикріплений. У математичній формі це виражається як Fc = mv² / r, де m маса предмета, v швидкість і r радіус.
Публікація загальної формули цієї сили в 1673 р. - хоч і стосувалася його роботи в маятникових годинниках, а не астрономії (див. Нижче) - була вагомим кроком у вивченні орбіт астрономії. Це дало змогу перейти від третього закону руху планети Кеплера до закону зворотного квадрата тяжіння.
Інші досягнення:
Його інтерес як астронома до точного вимірювання часу також призвів до відкриття маятника як регулятора годин. Його винахід маятникового годинника, який він прототипував до кінця 1656 р., Був проривом у часовому режимі, що дозволяв отримати більш точні годинники, ніж були наявні на той час.
У 1657 році Гюйгенс уклав контракт із виробниками годин у Гаазі, щоб побудувати його годинник, і подав заявку на місцевий патент. В інших країнах, таких як Франція та Британія, він мав менший успіх, і дизайнери намагалися вкрасти його дизайн для власного використання. Однак опублікована робота Гюйгена над цією концепцією гарантувала йому винахід за винахід. Найдавніший відомий маятниковий годинник в стилі Гюйгенса датується 1657 р. І його можна побачити в музеї Бурхаве в Лейдені (показано вище).
У 1673 році опублікував Гюйгенс Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (Теорія та конструкція маятникового годинника), його основна робота з маятників та горології. У ній він торкнувся проблем, порушених попередніми вченими, які вважали маятники не однотонними - тобто їх період залежно від ширини їх розгойдування, при цьому широкі розмахування займають трохи довше, ніж вузькі гойдалки.
Гюйгенс проаналізував цю проблему за допомогою геометричних методів (раннє використання обчислення) і визначив, що час, який потрібно, є однаковим, незалежно від його початкового моменту. Крім того, він вирішив проблему, як обчислити період маятника, описуючи зворотну залежність між центром коливань і точкою зрізу. У цій же роботі він проаналізував конічний маятник - вагу на шнурі, що рухається по колу, що використовує поняття відцентрової сили.
Гюйгенсу також приписують розробку весняних годинників для балансування, в той же період, що і Роберт Гук (1675). Суперечки щодо того, хто був першим, тривали століттями, але поширена думка, що розвиток Гюйгена відбувався незалежно від Гука.
Гейгенса пам’ятають також своїм внеском у оптику, особливо за його хвильову теорію світла. Ці теорії вперше були передані в 1678 році Паризькій академії наук і були опубліковані в 1690 році в його "Традиція люмієра" (“Трактат про світло“). У ній він аргументував переглянуту версію поглядів Декарта, в якій швидкість світла нескінченна і поширюється за допомогою сферичних хвиль, випромінюваних по хвилі фронту.
Також опублікований в 1690 р. Трактат Гюйгена про гравітацію "Discours de la причину de la pesanteur ” (“Дискурс з причини тяжкості"), Яке містило механічне пояснення сили тяжіння на основі декартових вихорів. Це являло собою відхід від теорії гравітації Ньютона, яка, незважаючи на його загальне захоплення Ньютоном, вважала Гюйгена позбавленою будь-якого математичного принципу.
Інші винаходи Гюйгенса включали його конструкцію двигуна внутрішнього згоряння в 1680 році, який вибіг з пороху, хоча жодного прототипу не було побудовано. Гюйгенс також побудував три телескопи за власним дизайном, фокусні відстані 37,5, 55 та 64 метри (123, 180 та 210 футів), які згодом були представлені Королівському товариству.
Смерть і спадщина:
Гюйгенс переїхав назад до Гааги в 1681 році після перенесеної серйозної нападу депресивної хвороби, яка мучила його протягом усього життя. Він намагався повернутися до Франції у 1685 р., Але скасування Нантського едикту, який дозволив французьким протестантам (гугенотам) свободу сповідувати свою релігію - це перешкоджало цьому. Коли батько помер у 1687 році, він успадкував Хофвік, який він зробив своїм домом наступного року.
У 1689 році він здійснив свій третій і останній візит до Англії, побачившись Ісааком Ньютоном ще раз для обміну ідеями щодо руху та оптики. Він помер у Гаазі 8 липня 1695 р. Після погіршення здоров'я і був похований у гроте Сінт-Якобскерк - Великій або церкві Сент-Джеймса, визначній протестантській церкві в Гаазі.
За свою життєву працю та внесок у багато галузей науки Гюйгена удостоєні найрізноманітніших способів. На знак вдячності за час роботи в університеті Лейдена була побудована лабораторія Гюйгенса, яка є будинком кафедри фізики університету. Європейське космічне агентство (ESA) також створило будівлю Гюйгенса, яка розташована навпроти Європейського космічного науково-технічного центру (ESTEC) в парку космічного бізнесу в Нордвейку, Нідерланди.
У університеті Радбаун, що знаходиться в Неймегені, Нідерланди, також є будинок імені Гюйгенса, який є однією з головних будівель наукового відділу університету. Коледж Крістіана Гюйгенса, середня школа, розташована в Ейндховені, Нідерланди, також названа на його честь, як і Стипендійна програма Гюйгена - спеціальний посібник для міжнародних та голландських студентів.
Існує також двоелементний окуляр для телескопів, розроблений Гюйгенсом, який відомий як окуляр Гюйгена. Пакет обробки мікроскопа, відомий як програмне забезпечення Huygens, також був названий на його честь. На честь і Крістіана, і його батька, іншого відомого голландського вченого і вченого, Нідерландський національний суперкомп'ютерний центр в Амстердамі створив суперкомп'ютер Гюйгенса.
А через його внесок у сферу астрономії багато небесні об’єкти, особливості та транспортні засоби отримали ім’я Гюйгенса. До них відносяться Астероїд 2801 Гюйгенс, кратер Гюйгенс на Марсі, і Монс Гюйгенс - гора на Місяці. І звичайно, є зонд Гюйгенса, земля, яка використовується для обстеження поверхні Титану, як частина місії Кассіні-Гюйгенса в Сатурн.
Космічний журнал має багато цікавих статей про Крістіана Гюйгенса та його відкриття. Наприклад, ось один визнаний 375-й день народження Крістіана Гюйгенса, стаття про Місячний титан Сатурна та деталі про місію Гюйгена та те, що було розкрито про атмосферу Титана.
У програмі Astronomy Cast також є інформативний підкаст на цю тему, Епізод 230: Крістіан Хюйгенс та Епізод 150: Телескопи, наступний рівень
Для отримання додаткової інформації перегляньте сторінку дослідження НАСА про Крістіан Гюйгенс та біографію Крістіана Хюйгенса.
