math4school.okis.ru

1629–1695

 

Кроме того, предлагается исследовать первопричины, которые в совершенном согласии обусловливают как строение всех физических тел, так и все наблюдаемые нами явления, полезность чего окажется бесконечной, когда эта цель будет достигнута. Человечество сможет использовать вновь создаваемые объекты, будучи уверенным в том, как они будут себя вести.

Христиан Гюйгенс 

 

Христиан Гюйгенс (14 апреля 1629 –  8 июля 1695) – голландский математик, астроном и физик, создатель волновой теории света, открыл истинную форму колец Сатурна, и выполнил оригинальные работы в области динамики – исследовал результаты действия на тела различным образом приложенных сил.

Гюйгенс происходил из зажиточной семьи, принадлежавшей к среднему классу. Его отец Константин Гюйгенс, дипломат, латинист и поэт, дружил и переписывался со многими выдающимися и умнейшими людьми своего времени, включая философа и ученого Рене Декарта.

В восемь лет Христиан усвоил четыре действия арифметики, хорошо изучил латинский язык и свободное время посвящал пению. Когда Христиану исполнилось десять лет, он увлекся изучением латинского стихосложения и игрой на скрипке. Одиннадцатилетним подростком он свободно играл на лютне. К двенадцатому году своей жизни он твердо усвоил законы логики и свободно применял их в своих рассуждениях и доказательствах.

С юных лет Христиан демонстрировал выдающиеся способности к механике, математике и черчению.

С 14 до 16 лет своей жизни Христиан с увлечением занимался математикой по программе и учебнику, составленным специально для него профессором Франциском Схоутеном, автором трактата о конических сечениях и нескольких книг «Математические упражнения». В результате этих занятий шестнадцатилетний Христиан хорошо овладел «Арифметикой» Диофанта и «Геометрией» Декарта. Познакомился со всеми оригинальными задачами, на геометрические места Паппа Александрийского и с задачами на отыскание максимумов и минимумов по работам Пьера Ферма.

В 1645 году Гюйгенс поступил в Лейденский университет, где изучал юриспруденцию и математику. Из математики он самостоятельно проштудировал бессмертные произведения Архимеда и «Конические сечения» Аполлония.

При изучении механики Стевина он столкнулся с утверждением, что фигура равновесия материальной нити, свободно подвешенной между двумя точками, есть кривая – парабола. Гюйгенс устанавливает, что это утверждение неправильно, и доказывает, что в общем случае этой фигурой будет так называемая цепная линия.

Профессор Схоутен, руководивший математическими занятиями Христиана, посылает первые научные работы молодого математика своему другу Декарту на отзыв. Декарт с большой похвалой отозвался о работах Гюйгенса. Он писал Схоутену, что Гюйгенс со временем станет «выдающимся ученым». Прошло еще несколько лет, и предсказание великого Декарта сбылось. Христиан Гюйгенс удивил мир своими замечательными открытиями и изобретениями.

Любимым ученым Христиана Гюйгенса был Архимед, живший в III веке до новой эры. Работы Архимеда выдержали испытания веков и не потеряли своего значения для нашего времени. Математический гений Архимеда оказал огромное влияние на все творчество Гюйгенса. Недаром отец в шутку называл своего сына «новым Архимедом». Известно, что в трактате «Измерение круга» Архимед дал довольно точное значение числа Пи.

Этот результат Архимед получил при вычислении периметра 96-угольника. Гюйгенс написал свой трактат «О квадратуре круга», в котором развил идеи Архимеда. Гюйгенс предложил более эффективный метод для приближенного вычисления числа Пи, чем метод Архимеда. Так, результат, полученный Архимедом из рассмотрения 96-угольника, Гюйгенс получает из рассмотрения периметров 12-угольника и 6-угольника.

Еще на пять лет ранее двадцатилетний Гюйгенс под влиянием Архимедовых книг «О плавающих телах» написал свой трактат «О теории плавания тел», который по существу также явился дальнейшим развитием идей гениального Архимеда.

В расцвете своей научной деятельности Гюйгенс опубликовал еще одно математическое сочинение, посвященное молодой тогда науке – теории вероятностей. Тогда Гюйгенсу было 28 лет.

В 1655 году Гюйгенс впервые посетил Париж, где знатное происхождение, богатство, и культурное поведение открыло ему двери в дома самых верхних слоев интеллигенции и общественных деятелей. Во время своего второго визита в Париж в 1660 году он лично познакомился с Блезом Паскалем, с кем он уже состоял в переписке по поводу математических проблем. Гюйгенс к тому времени уже приобрел Европейскую репутацию своими математическими публикациями, особенно "De Circuli Magnitudine Inventa" от 1654 года, и открытием в 1659 истиной формы колец Сатурна, что стало возможным при помощи усовершенствованного телескопа, для линз которого он применил придуманный им новый метод шлифовки и полировки линз. Используя этот же усовершенствованный телескоп, он в марте 1655 года обнаружил спутник Сатурна, а в 1656 году сумел рассмотреть структуру туманности Ориона. Астрономические интересы Гюйгенса требовали точных измерений времени, что повлекло за собой изобретение конструкции часов, в которых в качестве регулирующего механизма используется маятник, как это описано в его "Horologium..." (1658).

В 1666 Гюйгенс стал одним из членов-основателей Французской Академии наук, что предоставляло ему большую пенсию, чем для простых членов академии, а также деньги на построение собственной квартиры. За исключением случайных визитов в Голландию он с 1666 по 1681 год жил в Париже, где и познакомился с немецким философом и математиком Готфридом Вильгельмом Лейбницем, последующую дружбу с которым он поддерживал до конца своей жизни.

Основным событием Парижского периода жизни Гюйгенса стала публикация в 1673 году его книги "Horologium Oscillatorium". Эта блестящая работа содержала теорию математических кривых, а также точные решения таких проблем динамики, как получение формулы периода колебаний математического маятника,  

 

Некоторые результаты были даны без доказательств в качестве приложений, и не были опубликованы Гюйгенсом до его смерти.

Вращение трактовалось на удачном использовании принципа, что в любой системе отсчета центр тяжести должен всегда находиться в покое. Ранее Гюйгенс применял этот же принцип к решению проблемы столкновений, для которой он еще в 1656 году получил точное решение для случая абсолютно упругих тел, хотя результаты оставались неопубликованными до 1669 года.

Гюйгенс никогда не отличался хорошим здоровьем, болезни часто вызывали рецидивы и осложнения, одно из которых (в 1670 году) было настолько серьезным, что он серьезно опасался за свою жизнь.

Тяжелая болезнь в 1681 году толкнула его на возвращение в Голландию, где он предполагал оставаться только временно. Но смерть в 1683 году его покровителя Жана-Батиста Кольбера, главного консультанта Луи XIV, и чрезвычайно реакционная политика Луи, не способствовали его возвращению в Париж.

Гюйгенс в 1689 году посетил Лондон, где встретился с Исааком Ньютоном и прочитал лекции по его собственной теории гравитации перед членами Королевского Общества. Но, хотя он и не вступал в прямую публичную дискуссию с Ньютоном – а это очевидно из корреспонденции Гюйгенса особенно с Лейбницем – и, несмотря на его восхищение математической гениальностью "Principia...", он считал теорию тяготения коренным образом неприемлемой, если она лишена любого механического объяснения. Его собственная теория, опубликованная в 1690 году в книге "Discours de la cause de la pesanteur" ("Соображения о причинах тяготения"), и переизданная в 1669 году, содержала механическое объяснение тяготения, основанное на декартовых вихрях. Книга Гюйгенса "Trait de la Lumire" ("Трактат о свете"), в основном, завершенная к 1678 году, также была опубликована только в 1690 году. В ней он снова высказывал необходимость механических объяснений в трактованиях природы света. Но его прекрасные объяснения отражения и преломления света – далеко превосходившие Ньютоновы – были полностью свободными от механических объяснений и базировались исключительно на Гюйгенсовском принципе вторичных волновых фронтов.

"Трактат о свете" Гюйгенса вошел в историю науки как первое научное сочинение по волновой оптике. В этом "Трактате" сформулирован принцип распространения волны, известный ныне под названием принципа Гюйгенса.

Теория распространения и преломления света в одноосных кристаллах – замечательное достижение оптики Гюйгенса. Он был первым физиком, установившим факт поляризации света.

Цвета Гюйгенс в своем трактате не рассматривает, равно как и дифракцию света. Его трактат посвящен только обоснованию отражения и преломления (включая и двойное преломление) с волновой точки зрения. Вероятно, это обстоятельство было причиной того, что теория Гюйгенса, несмотря на поддержку ее в XVIII веке Ломоносовым и Эйлером, не получила признания до тех пор, пока Френель в начале XIX веке не воскресил волновую теорию на новой основе.

Гюйгенс имел большой талант математика, но не был гением. Ему иногда доставляли трудности в понимании новые методы Лейбница, но он восхищался Ньютоном из-за своей любви к обобщающим методам. Почти все XVIII столетие его работы, касающиеся динамики и теории света, затмевались работами того же Ньютона. В области тяготения его теории никогда не рассматривались серьезно и в настоящее время представляют только исторический интерес. Но его теория вращающихся тел и вклад в теорию света имеют непреходящее значение. Забытые до начала XIX века последние сегодня считаются одним из наиболее блестящих и оригинальных вкладов в современную науку, и люди всегда будут помнить принцип, носящий его имя.

Кроме всего прочего, Гюйгенсу принадлежит изобретение часовой спирали, заменяющей маятник, крайне важное для навигации; первые часы со спиралью были сконструированы в Париже часовым мастером Тюре в 1674 году. В 1675 году он запатентовал карманные часы. Гюйгенс открыл теоретическим путем сплюснутости Земли у полюсов, а также объяснение влияния центробежной силы на направление силы тяжести и на длину секундного маятника на разных широтах. Гюйгенс первым призвал выбрать всемирную натуральную меру длины, в качестве которой предложил 1/3 длины маятника с периодом колебаний 1 секунда (это примерно 8 см).

Последние пять лет жизни Гюйгенса были отмечены непрерывными болезнями, острыми чувствами одиночества и меланхолии. В марте 1695 года он окончательно поправил свое завещание и после мучительных страданий 8 июня 1695 года скончался.

Имя Гюйгенса носят:

• кратер на Луне
• гора на Луне
• кратер на Марсе
• астероид
• европейский космический зонд, достигший Титана
• лаборатория в Лейденском университете, Нидерланды

 

По материалам Википедии и сайтов: mathsun.ru и astrogalaxy1.narod.ru .