Христиан Гюйгенс
| В оригинале | Christiaan Huygens |
|---|---|
| Варианты имени | Гюйгенс, Христиан |
| Даты и места | |
| Дата рождения | 14 апреля 1629 |
| Место рождения | Гаага |
| Дата смерти | 8 июля 1695 |
| Место смерти | Гаага |
| Деятельность | |
| Сфера | Наука и образование |
| Род занятий | математик, физик, астроном, изобретатель |
| Организации | Королевская академия наук в Париже, Королевское общество |
| Признание | |
| Известные работы | Маятниковые часы, Трактат о свете, Устройство Сатурна, О расчёте в игре в кости, Космотеорос |
| Связи | |
| Связанные люди | Константин Гюйгенс, Рене Декарт, Готфрид Вильгельм Лейбниц, Исаак Ньютон, Жан-Батист Кольбер |
| Идентификаторы | |
| Wikidata | Q39599 |
| VIAF | 9894043 |
| ISNI | 0000000108687618 |
| Редакционные сведения | |
| Статус | опубликовано |
| Структурированных источников | 2 |
| Проверено редакцией | 0 |
Христиан Гюйгенс (14 апреля 1629, Гаага — 8 июля 1695, Гаага) — нидерландский математик, физик и астроном.[1][2]
По оценке норвежской энциклопедии, Гюйгенс — один из великих основателей естествознания нового времени и наряду с Кеплером составляет связующее звено между Галилеем и Ньютоном.[1]
Семья и учение
Гюйгенс происходил из зажиточной семьи и мог жить свободным исследователем.[1][2]
Это была видная нидерландская семья, издавна кальвинистская и верная Оранскому дому.[2] Отец, Константин, кроме дипломатической службы, был, по оценке итальянского справочника, одним из крупнейших поэтов страны, а также музыкантом и любителем наук.[2] Состоя в дружеских отношениях с Декартом, он поручил обучение сыновей в том числе последователям новой философии.[2]
В отличие от старшего брата, секретаря штатгальтера и затем короля Англии Вильгельма Третьего, Христиан никогда не занимал политических или дипломатических должностей: свободный от денежных забот, он посвятил всю жизнь наукам.[2]
Учась в Лейдене и Бреде, уже семнадцати лет он смог доказать Мерсенну верность галилеева закона падения тел ходом, независимым от принятого самим Галилеем. Именно чтение галилеевых «Бесед» окончательно направило его к физико-математическим изысканиям.[2]
Под руководством картезианца Франса ван Схотена Гюйгенс овладел приёмами новой аналитической геометрии, в которую внёс и самобытные вклады.[2]
Разрыв с Декартом
Физика Декарта начала терять в глазах Гюйгенса достоинство науки и представилась ему скорее собранием «догадок и вымыслов».[2]
Первое открытое столкновение касается задачи об ударе. В «Началах философии» семь правил передачи движения суть один из яснейших примеров количественно точных законов, но некоторые из них явно опровергаются опытом. Между 1652 и 1656 годами Гюйгенс обнаружил, что верно лишь первое из них.[2]
Переделывая прочие, он пользуется началом инерции и началом безразличия общего движения — относительности, — показанным Галилеем на опыте с большим кораблём.[2] Для тел разной величины введённые им предположения приводят к опровержению картезианского начала сохранения количества движения.[2] По оценке итальянского справочника, удар картезианскому построению был весьма тяжёл, ибо это начало выводилось прямо из неизменности божественного действия.[2]
Решив задачу об ударе твёрдых тел, понимаемых им как совершенно упругие, Гюйгенс пришёл к новым законам сохранения — инерционного движения общего центра тяжести и величины mv². Обнародованные в 1669 году, они легли в основание последующего развития динамики у Лейбница.[2]
Механика и маятник
Исходя из законов, найденных Галилеем для простейших движений, Гюйгенс нашёл законы для более сложных: движения тел по круговым путям, удара между телами и физического маятника.[1]
По вопросу измерения времени, решение которого дало бы и орудие для науки, и возможность определять долготу в море, Гюйгенса запрашивали Генеральные штаты уже в 1655 году. Первым итогом стали маятниковые часы, сделанные в 1657 году, где равнопродолжительность колебаний достигалась изогнутыми металлическими крыльями по бокам нити.[2] Изобретение маятниковых часов норвежская энциклопедия относит к 1656 году.[1]
Очертание крыльев в этих часах определялось опытным путём, и потому сочинение «Часы» 1658 года этого приёма не содержит.[2] Теоретическое решение пришло в конце 1659 года, после того как вызов, брошенный Паскалем математикам о свойствах циклоиды, привлёк внимание Гюйгенса к этой кривой: он открыл её изохронное свойство.[2]
Изучая круговое движение с намерением определить постоянную ускорения тяжести, он пришёл к мере центробежной силы mv²/r и к значению ускорения тяжести 9,79 метра в секунду за секунду.[2]
В «Маятниковых часах» 1673 года он изложил устройство часов — по оценке норвежской энциклопедии, столь блестяще, что в главных чертах на этом строят до сих пор.[1] Итальянский справочник считает этот труд самым славным из его сочинений, заглавие которого не должно вводить в заблуждение: достижения о развёртках, о падении тел, о центре колебания и о круговом движении далеко выходят за цель объяснить работу часов и очерчивают полное аксиоматико-дедуктивное изложение механики.[2]
Сатурн и оптика
Гюйгенс сам изготавливал научные приборы: уже с 1655 года он готовит стёкла отменного качества для микроскопов и телескопов — из-за чего, по итальянскому справочнику, вошёл в общение и со Спинозой.[2]
Наблюдения новыми приборами позволили ему открыть первый спутник Сатурна, Титан, и установить, что кольцо вокруг Сатурна свободно висит; обнародовано это в «Устройстве Сатурна» 1659 года.[1][2]
Он улучшил зрительную трубу, в том числе устройством составного окуляра — окуляра Гюйгенса, — который до сих пор применяется в микроскопах, и исследовал двойное преломление света.[1]
Волновая теория света
Гюйгенс основал волновую теорию света, опиравшуюся на предположение о светоносном эфире, и составил важное начало построения волнового фронта, известное как начало Гюйгенса.[1][2]
По итальянскому справочнику, положение дела изменили две новости: письмо Ньютона о свете и цветах 1672 года, чьё объяснение хроматической аберрации Гюйгенс принимает, но которое не удовлетворяет его вполне, потому что не толкует разной преломляемости механически; и измерение скорости света Рёмером в 1676 году, подтвердившее прежнее отрицательное суждение Гюйгенса о картезианском допущении мгновенного распространения.[2]
Именно подтверждение конечной скорости света составляет исход «Трактата о свете», оконченного в 1678 году, но изданного лишь в 1690-м. Гюйгенс отвергает мысль, что свет состоит в переносе вещества, — и по величайшей его скорости, и потому что лучи пересекаются, не мешая друг другу, — и по сходству с распространением звука предлагает предположение о волновом движении тончайшего и невидимого вещества с необычайными упругими свойствами.[2]
Начало Гюйгенса разрешает трудность о том, что частицы на деле не выстроены по прямой: светящаяся частица производит возмущение, дающее первичную шаровую волну, а каждая возбуждённая ею частица порождает вторичную волну, столь же быструю; вторичные волны совпадают с первичной лишь в одном месте, усиливая её, а в прочих оказываются почти ничтожными.[2]
Трактат объясняет главные явления света, но опускает причину цветов.[2]
Вероятности и математика
По оценке норвежской энциклопедии, Гюйгенс дал очень важные вклады в математику;[1] особо она выделяет сочинение «О расчёте в игре в кости» 1657 года, дающее первое последовательное изложение исчисления вероятностей.[1]
Любопытство к маятниковым часам привело его к изучению циклоид; он ввёл понятие эволюты кривой, определил цепную линию и нашёл новые свойства ряда известных кривых.[1]
Положения об ударе и о круговом движении многие годы оставались неизданными: Гюйгенс не желал печатать сочинения, не доведённые до совершенства в доказательствах.[2] Он владел новыми математическими орудиями, но требование строгости заставляло его смотреть с подозрением на исчисление бесконечно малых; это крайнее следование древним итальянский справочник считает главной причиной того, что многие его открытия не были изданы вовремя.[2]
Париж
В 1666 году Людовик Четырнадцатый призвал Гюйгенса на хорошо оплачиваемое место в недавно учреждённой Академии наук в Париже.[1]
По итальянскому справочнику, его, единственного иностранца, назначил членом рождающейся Академии министр Кольбер, дав ему и своего рода первенство в собрании.[2] Гюйгенс поселился при Королевской библиотеке и пользовался славой величайшего учёного материка; Лейбниц был введён им в высшую математику в 1672—1676 годах.[2]
Признание пришло к нему и раньше: с 1650-х годов Гюйгенс был в сношениях с флорентийской Академией опыта, а в 1663 году стал членом Королевского общества.[2]
В парижские годы он углублял физические изыскания, среди них определение причины тяжести. Он сохраняет картезианскую мысль свести тяжесть к движению тонкого вещества, но отвергает односторонние вихри Декарта и вводит круговое движение тонкого вещества во всех направлениях.[2]
В 1669 году он издал законы удара — без доказательств, — вокруг которых возник спор о первенстве с англичанами Валлисом и Реном.[2]
Возвращение
По норвежской энциклопедии, Гюйгенс жил в Париже до 1681 года и вернулся на родину из-за войны с Нидерландами.[1]
По итальянскому справочнику, кальвинист Гюйгенс пользовался большими милостями, но растущее ханжество двора делало его положение всё труднее, и оно казалось ему шатким, поскольку Академия всецело зависит «от нрава государя и от милости министра».[2] По тому же справочнику, отмена Нантского эдикта и смерть Кольбера в 1683 году окончательно изменили его положение, а новый покровитель Академии Лувуа выказывал к нему враждебность; считая почётное возвращение в Париж невозможным, Гюйгенс решил окончательно поселиться в своей стране.[2]
В 1670 году Гюйгенс впервые был поражён тяжкой болезнью.[2]
Последние годы
Последние годы прошли в отчем доме в Гааге и в ближней усадьбе Хофвейк, ныне музее его и отца.[2]
Среди замыслов этих лет — устройство планетария, приводимого в движение рукоятью и дающего легко понятный образец коперниковой системы, которой он держался всегда и которая ещё преследовалась в католических странах.[2]
В 1686 году, размышляя о центробежной силе и причине тяжести, Гюйгенс выработал предположение о сплюснутости Земли. Поездки 1686—1687 и 1690—1692 годов подтвердили уменьшение земной тяжести на низких широтах, где маятник качается медленнее, но не удались в отношении долготы — прежде всего из-за перемен от скачков тепла и влаги в веществах часов.[2]
Спор с Ньютоном
В 1687 году Гюйгенс получил и тотчас прочёл «Начала» Ньютона.[2] Отклик его был весьма противоречив: необычайные достоинства труда были ему сразу ясны, но некоторые стороны показались неприемлемыми.[2]
По оценке итальянского справочника, главной чертою последних лет жизни Гюйгенса кажется сравнение с Ньютоном, с которым он лично познакомился в 1689 году и имел по меньшей мере две долгие беседы.[2] Расхождений по меньшей мере три: учение о цветах и свете, причина тяжести и безусловная или относительная природа пространства и движения.[2]
О тяжести Гюйгенс осуждает учение о всемирном тяготении, которое как будто предполагает действие на расстоянии и потому непоправимо противоречит его механистическим убеждениям.[2] По оценке справочника, ошибочным оно кажется ему не потому, что противоречит картезианской философии, защитой которой он никогда не занимался, а потому, что несовместимо с образом мира новых учёных в целом.[2]
При этом в изданном вместе с «Трактатом о свете» в 1690 году «Рассуждении о причине тяжести» Гюйгенс принимает без оговорок уменьшение тяжести по обратному квадрату расстояния и доказательство эллиптического очертания небесных путей, влекущие окончательное разрушение картезианских вихрей, — и отвергает начало притяжения.[2]
О пространстве и движении он ничего не издал, но написал много страниц заметок.[2] Его собственный взгляд на это переменился: к безусловной природе вращения Гюйгенс пришёл ещё в 1669 году, но незадолго до 1687-го перевернул это положение, выдвинув решительно релятивистское, основанное на невозможности найти неподвижные точки отсчёта в бесконечном пространстве.[2]
Смерть
В 1691 году Гюйгенс издал краткий очерк о теории музыки, где предлагает деление октавы на тридцать один равный промежуток, вычисленный через логарифмы. В 1694 году он составил «Космотеорос», вышедший посмертно в 1698-м, с догадками об обитателях иных миров, опирающимися на точные наблюдения в телескоп.[2]
По оценке итальянского справочника, сочинение позволяет судить о его убеждениях: оставаясь наружно верным кальвинистскому правоверию, Гюйгенс выказывает здесь склонность к мягко вольнодумным положениям и отказывается придавать Земле и человеку особое место в творении.[2]
В 1694 году он снова заболел и, к отчаянию родных, обнаружил религиозное неверие и недоверие к бессмертию души, отказавшись от утешения пастора. Он умер 8 июля 1695 года в Гааге, оставив многие неизданные сочинения; его рукописное наследие издано почти целиком начиная с 1888 года.[2]
Примечания
- ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 Trygve Holtebekk (Universitetet i Oslo). Christiaan Huygens // Store norske leksikon. — https://snl.no/Christiaan_Huygens+
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 2,14 2,15 2,16 2,17 2,18 2,19 2,20 2,21 2,22 2,23 2,24 2,25 2,26 2,27 2,28 2,29 2,30 2,31 2,32 2,33 2,34 2,35 2,36 2,37 2,38 2,39 2,40 2,41 2,42 2,43 2,44 2,45 2,46 2,47 2,48 2,49 2,50 Gianfranco Mormino. La Rivoluzione scientifica: i protagonisti. Christiaan Huygens // Istituto della Enciclopedia Italiana (Treccani), Storia della Scienza (2002). — https://www.treccani.it/enciclopedia/la-rivoluzione-scientifica-i-protagonisti-christiaan-huygens_(Storia-della-Scienza)/+
Литература
- Christiaan Huygens // Store norske leksikon. — Oslo.
- Mormino G. Christiaan Huygens // Storia della Scienza. — Roma: Istituto della Enciclopedia Italiana, 2002.