سيرة مختصرة لكريستيان هويجنز. هيوجينز، المسيحيون حقائق مثيرة للاهتمام من حياة هويجنز

هيغنز كريستيان (1629-1695)، عالم فيزياء ورياضيات وميكانيكي وفلكي هولندي.

ولد في 14 أبريل 1629 في لاهاي. في سن ال 16 دخل جامعة ليدن، وبعد عامين واصل دراسته في جامعة بريدا. عاش معظمه في باريس. كان عضوا في أكاديمية باريس للعلوم.

أصبح Huygens معروفًا بأنه عالم رياضيات لامع. ومع ذلك، قرر القدر أنه كان معاصرا لنيوتن، مما يعني أنه كان دائما في ظل موهبة شخص آخر. كان هويجنز أحد مطوري الميكانيكا بعد جاليليو وديكارت. لقد أخذ زمام المبادرة في إنشاء ساعات البندول بآلية ميزان الساعة. تمكن من حل مشكلة تحديد مركز تذبذب البندول الفيزيائي ووضع القوانين التي تحدد قوة الجذب المركزي. كما قام بالتحقيق واشتقاق القوانين التي تحكم تصادم الأجسام المرنة.

قبل نيوتن، طور هويجنز النظرية الموجية للضوء. مبدأ هيغنز (1678) - الآلية التي اكتشفها لانتشار الضوء - لا يزال قابلاً للتطبيق حتى اليوم. واستنادًا إلى نظريته عن الضوء، فسر هويجنز عددًا من الظواهر البصرية، وقاس بدقة كبيرة الخصائص الهندسية لصرية أيسلندا واكتشف الانكسار المزدوج فيها، ثم شاهد نفس الظاهرة في بلورات الكوارتز. قدم هيجنز مفهوم "المحور البلوري" واكتشف استقطاب الضوء. لقد حقق نجاحًا كبيرًا في مجال البصريات: فقد قام بتحسين التلسكوب بشكل كبير، وتصميم العدسة، وإدخال الفتحات.

كونه أحد مؤسسي مرصد باريس، فقد قدم مساهمة كبيرة في علم الفلك - اكتشف الحلقة الثامنة لزحل وتيتان، أحد أكبر الأقمار الصناعية في النظام الشمسي، وميز القبعات القطبية على المريخ والخطوط على كوكب المشتري. قام العالم باهتمام كبير ببناء ما يسمى بآلة الكواكب (القبة السماوية) وأنشأ نظرية حول شكل الأرض. وكان أول من توصل إلى استنتاج مفاده أن الأرض مضغوطة بالقرب من القطبين، وأعرب عن فكرة قياس قوة الجاذبية باستخدام البندول الثاني. اقترب هيجنز من اكتشاف قانون الجاذبية الكونية. ولا تزال أساليبه الرياضية مستخدمة في العلوم حتى يومنا هذا.

يخطط:

مقدمة

• 1 السيرة الذاتية
• 2 النشاط العلمي
  • 2.1 الرياضيات والميكانيكا
  • 2.2 علم الفلك
  • 2.3 البصريات ونظرية الموجة
  • 2.4 إنجازات أخرى
• 3 أعمال رئيسية
• 4 ملاحظات
الأدب
• 5.1 أعمال Huygens في الترجمة الروسية
• 5.2 الأدب عنه

مقدمة

صورة لكاسبار نيشر (1671)، زيت، متحف بورهافي، لايدن

كريستيان هويجنز (استمع (inf.)) من Zuylichem(بالهولندية: كريستيان هويجنز، IPA: [ˈkrɪstijaːn ˈɦœyɣə(n)s]، 14 أبريل 1629، لاهاي - 8 يوليو 1695، المرجع نفسه.) - ميكانيكي وفيزيائي وعالم رياضيات وفلكي ومخترع هولندي.

1. السيرة الذاتية

ولد Huygens في لاهاي. كان والده كونستانتين هويجنز (هويجنز)، المستشار الخاص لأمراء أورانج، كاتبًا رائعًا تلقى أيضًا تعليمًا علميًا جيدًا.

درس يونغ هيغنز القانون والرياضيات في جامعة ليدن، ثم قرر أن يكرس نفسه للعلوم.

قام مع شقيقه بتحسين التلسكوب، ليصل إلى 92x، وبدأ بدراسة السماء. أصبح Huygens مشهورًا لأول مرة عندما اكتشف حلقات زحل (رأاها جاليليو أيضًا، لكنه لم يستطع فهم ماهيتها) والقمر الصناعي لهذا الكوكب، تيتان.

في عام 1657، حصل هيغنز على براءة اختراع هولندية لتصميم ساعة البندول. وفي السنوات الأخيرة من حياته، حاول غاليليو إنشاء هذه الآلية، لكن عماه التدريجي منعه من ذلك. عملت ساعة Huygens بالفعل وقدمت دقة ممتازة لذلك الوقت. كان العنصر المركزي في التصميم هو المرساة التي اخترعها هويغنز، والتي دفعت البندول بشكل دوري وحافظت على التذبذبات غير المخمدة. سرعان ما انتشرت ساعة البندول الدقيقة وغير المكلفة التي صممها Huygens في جميع أنحاء العالم.

في عام 1665، بدعوة من كولبير، استقر في باريس وتم قبوله كعضو في أكاديمية العلوم. في عام 1666، بناء على اقتراح نفس كولبير، أصبح أول رئيس لها. قاد Huygens الأكاديمية لمدة 15 عامًا.

في عام 1673، تم نشر عمل غني بالمعلومات حول حركيات الحركة المتسارعة تحت عنوان "ساعة البندول". كان هذا الكتاب بمثابة كتاب مرجعي لنيوتن، الذي أكمل بناء أسس الميكانيكا التي بدأها جاليليو وتابعها هويجنز.

1681: فيما يتعلق بالإلغاء المخطط لمرسوم نانت، عاد هيغنز، لعدم رغبته في التحول إلى الكاثوليكية، إلى هولندا، حيث واصل بحثه العلمي.

سميت على اسم هويجنز:

• حفرة على القمر.
• جبل مونس هويجنزعلى القمر؛
• حفرة على سطح المريخ.
• الكويكب 2801 هيجنز;
• والمسبار الفضائي الأوروبي الذي وصل إلى تيتان؛
• مختبر هويجنز: مختبر في جامعة ليدن، هولندا.

2. الأنشطة العلمية

كتب لاغرانج أن هويجنز "كان مقدرًا له تحسين وتطوير أهم اكتشافات جاليليو".

2.1. الرياضيات والميكانيكا

كريستيان هويجنز
نقش من لوحة لكاسبار نيشر بريشة ج. إيديلينك، 1684-1687.

بدأ كريستيان هويجنز نشاطه العلمي عام 1651 بمقال عن تربيع القطع الزائد والقطع الناقص والدائرة. في عام 1654 اكتشف نظرية التطور والالتفاف.

في عام 1657، نشر هيغنز وصفًا لبنية الساعة البندولية التي اخترعها. في ذلك الوقت، لم يكن لدى العلماء أداة ضرورية للتجارب مثل الساعة الدقيقة. غاليليو، على سبيل المثال، عند دراسة قوانين السقوط، كان يحسب نبضات نبضه. لقد تم استخدام الساعات ذات العجلات التي تحركها الأوزان لفترة طويلة، ولكن دقتها لم تكن مرضية. منذ زمن غاليليو، تم استخدام البندول بشكل منفصل لقياس فترات زمنية قصيرة بدقة، وكان من الضروري حساب عدد التقلبات. كانت ساعة Huygens دقة جيدة، ثم تحول العالم مرارا وتكرارا، منذ ما يقرب من 40 عاما، إلى اختراعه، وتحسينه ودراسة خصائص البندول. كان هيغنز يعتزم استخدام الساعات البندولية لحل مشكلة تحديد خط الطول في البحر، لكنه لم يحرز تقدمًا كبيرًا. ظهر الكرونومتر البحري الموثوق والدقيق فقط في عام 1735 (في بريطانيا العظمى).

في عام 1673، نشر هويجنز عملاً كلاسيكيًا عن الميكانيكا، بعنوان الساعة البندولية. مذبذب الساعات، يعمل على حركة البندول وعروض الساعات الملائمة هندسيًا"). لا ينبغي أن يكون الاسم المتواضع مضللاً. بالإضافة إلى نظرية الساعات، احتوى العمل على العديد من الاكتشافات من الدرجة الأولى في مجال التحليل والميكانيكا النظرية. يقوم Huygens أيضًا بتربيع عدد من أسطح الثورة هناك. وكان لهذا الكتاب وكتاباته الأخرى تأثير كبير على نيوتن الشاب.

في الجزء الأول من العمل، يصف هيغنز بندولًا دائريًا محسّنًا، والذي يتمتع بوقت تأرجح ثابت بغض النظر عن سعته. لشرح هذه الخاصية، يخصص المؤلف الجزء الثاني من الكتاب لاستنباط القوانين العامة لحركة الأجسام في مجال الجاذبية - الحرة، التي تتحرك على طول مستوى مائل، وتتدحرج على طول الشكل الدائري. يجب أن أقول أن هذا التحسن لم يجد تطبيقًا عمليًا، لأنه بالنسبة للتقلبات الصغيرة فإن الزيادة في الدقة من زيادة الوزن الدائري تكون ضئيلة. ومع ذلك، أصبحت منهجية البحث نفسها جزءًا من الصندوق الذهبي للعلوم.

يشتق هيجنز قوانين الحركة المتسارعة بشكل منتظم للأجسام المتساقطة سقوطًا حرًا، بناءً على افتراض أن الفعل المنقول إلى الجسم بواسطة قوة ثابتة لا يعتمد على مقدار واتجاه السرعة الأولية. من خلال استخلاص العلاقة بين ارتفاع السقوط ومربع الزمن، أشار هيغنز إلى أن ارتفاعات السقوط مرتبطة بمربعات السرعات المكتسبة. علاوة على ذلك، بالنظر إلى الحركة الحرة للجسم، الذي تم إلقاءه، يجد أن الجسم يرتفع إلى أعظم ارتفاع، بعد أن فقد كل السرعة المقدمة إليه، ويكتسبها مرة أخرى عند العودة.

واعترف جاليليو دون دليل أنه عندما تسقط الأجسام على خطوط مستقيمة مختلفة الميل من نفس الارتفاع، فإنها تكتسب سرعات متساوية. يثبت Huygens هذا على النحو التالي. يتم وضع خطين مستقيمين مختلفين الميول والارتفاعات متساوية بحيث تكون أطرافهما السفلية بجانب بعضها البعض. إذا اكتسب الجسم المنطلق من الطرف العلوي لأحدهما سرعة أكبر من الجسم المنطلق من الطرف العلوي للآخر، فيمكن إطلاقه على طول الأول من نقطة أسفل الطرف العلوي بحيث تكون السرعة المكتسبة أدناه كافية لرفع الجسم إلى الطرف العلوي من السطر الثاني؛ ولكن بعد ذلك يتبين أن الجسد ارتفع إلى ارتفاع أكبر من الذي سقط منه، لكن هذا لا يمكن أن يكون.

ومن حركة جسم على طول خط مستقيم مائل، ينتقل هيجنز إلى الحركة على طول خط متقطع ومن ثم إلى الحركة على طول أي منحنى، ويثبت أن السرعة المكتسبة عند السقوط من أي ارتفاع على طول منحنى تساوي السرعة المكتسبة خلال السقوط الحر من نفس الارتفاع على طول خط عمودي، وأن نفس السرعة مطلوبة لرفع نفس الجسم إلى نفس الارتفاع على طول خط مستقيم رأسي وعلى طول منحنى. بعد ذلك، وبالانتقال إلى الشكل الدائري والنظر في بعض خصائصه الهندسية، أثبت المؤلف تزامن حركات النقطة الثقيلة على طول الشكل الدائري.

يوضح الجزء الثالث من العمل نظرية التطور والالتفاف، التي اكتشفها المؤلف في عام 1654؛ وهنا يجد نوع وموضع الشكل الدائري.

أما الجزء الرابع فيتناول نظرية البندول الفيزيائي؛ هنا يحل Huygens المشكلة التي لم تكن متاحة للعديد من القياسات الهندسية في عصره - مشكلة تحديد مركز التذبذب. ويرتكز على الجملة التالية:

إذا كان البندول المعقد، بعد أن ترك السكون، قد أكمل جزءًا من تأرجحه، أكبر من نصف التأرجح، وإذا تم تدمير الاتصال بين جميع جزيئاته، فإن كل من هذه الجسيمات سترتفع إلى الارتفاع الذي يجعل مركزها المشترك ستكون الجاذبية عند هذا الارتفاع الذي كانت عليه عندما ترك البندول حالة السكون.

هذه الفرضية، التي لم يثبتها هويجنز، تبدو له كمبدأ أساسي، في حين أنها تمثل الآن نتيجة بسيطة لقانون حفظ الطاقة.

نظرية البندول الفيزيائي قدمها هيغنز بشكل عام تمامًا وتم تطبيقها على الأجسام بمختلف أنواعها. قام هيغنز بتصحيح خطأ غاليليو وأظهر أن تزامن تذبذبات البندول، الذي أعلنه الأخير، يحدث بشكل تقريبي فقط. وأشار أيضًا إلى خطأين آخرين لجاليليو في علم الحركة: الحركة الدائرية المنتظمة مرتبطة بالتسارع (نفى جاليليو ذلك)، وقوة الطرد المركزي لا تتناسب مع السرعة، بل مع مربع السرعة.

في الجزء الخامس الأخير من عمله، قدم هيغنز ثلاثة عشر نظرية حول قوة الطرد المركزي. يقدم هذا الفصل لأول مرة تعبيرًا كميًا دقيقًا لقوة الطرد المركزي، والتي لعبت لاحقًا دورًا مهمًا في دراسة حركة الكواكب واكتشاف قانون الجاذبية العامة. يقدم Huygens فيه (لفظيًا) عدة صيغ أساسية:

في عام 1657، كتب هيغنز الطلب " حول الحسابات في القمار"إلى كتاب أستاذه فان شوتن "الدراسات الرياضية". لقد كان هذا عرضًا مفيدًا لبدايات نظرية الاحتمال الناشئة آنذاك. وقد وضع هيغنز، مع فيرما وباسكال، أسسها. ومن هذا الكتاب تعرف جاكوب برنولي على نظرية الاحتمالية، وهو الذي أكمل وضع أسس النظرية.

صفحة العنوان لأطروحة هيغنز الفلكية والفلسفية الشهيرة "كوزموثيوروس"

2.2. الفلك

قام Huygens بشكل مستقل بتحسين التلسكوب. وفي عام 1655 اكتشف قمر زحل تيتان ووصف حلقات زحل. وفي عام 1659، وصف نظام زحل بأكمله في عمل نشره.

وفي عام 1672، اكتشف غطاءً جليديًا في القطب الجنوبي للمريخ.

كما اكتشف سديم الجبار وغيره من السدم، ولاحظ النجوم المزدوجة، وقدر (بدقة تامة) فترة دوران المريخ حول محوره.

الكتاب الأخير "ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ sive de terris coelestibus Earumque ornatu conjecturae" (باللاتينية، نُشر في لاهاي عام 1698) هو انعكاس فلسفي وفلكي للكون. كان يعتقد أن الكواكب الأخرى يسكنها البشر أيضًا. حظي كتاب هيغنز بانتشار واسع في أوروبا، حيث تُرجم إلى الإنجليزية (1698)، والهولندية (1699)، والفرنسية (1702)، والألمانية (1703)، والسويدية (1774). وبموجب مرسوم من بيتر الأول، ترجمه جاكوب بروس إلى اللغة الروسية عام 1717 تحت عنوان "كتاب العالم". يعتبر أول كتاب في روسيا يشرح نظام مركزية الشمس لكوبرنيكوس.

2.3. البصريات ونظرية الموجة

• شارك Huygens في المناقشات المعاصرة حول طبيعة الضوء. في عام 1678، نشر كتابه أطروحة عن الضوء، وهو الخطوط العريضة للنظرية الموجية للضوء. ونشر عملاً رائعًا آخر عام 1690؛ هناك أوجز النظرية النوعية للانعكاس والانكسار والانكسار المزدوج في أيسلندا بنفس الشكل الذي يتم تقديمه الآن في كتب الفيزياء المدرسية. صياغة ما يسمى مبدأ هيجنز، الذي يسمح لنا بدراسة حركة جبهة الموجة، والذي طوره فريسنل لاحقًا ولعب دورًا مهمًا في النظرية الموجية للضوء ونظرية الحيود.

• ويمتلك التحسين الأصلي للتلسكوب الذي استخدمه في الرصد الفلكي وذكره في الفقرة الخاصة بعلم الفلك. وهو أيضًا مخترع جهاز العرض الضوئي - ما يسمى ب. "الفانوس السحري"
• اخترع عدسة هويجنز المكونة من عدستين مستويتين محدبتين.

2.4. إنجازات أخرى

ساعة الجيب الميكانيكية

• الاكتشاف النظري لتفلطح الأرض عند القطبين، وكذلك شرح تأثير القوة الطاردة المركزية على اتجاه الجاذبية وعلى طول البندول الثاني عند خطوط العرض المختلفة.
• حل مشكلة اصطدام الأجسام المرنة بالتزامن مع واليس ورين.
• ومن حلول سؤال نوع السلسلة الثقيلة المتجانسة في حالة الاتزان: (خط السلسلة).
• إن اختراع دوامة الساعة، ليحل محل البندول، مهم للغاية للملاحة؛ تم تصميم أول ساعة حلزونية في باريس على يد صانع الساعات ثوريت في عام 1674.
• وفي عام 1675 حصل على براءة اختراع لساعة الجيب.
• دعا الأول إلى اختيار مقياس طبيعي عالمي للطول، والذي اقترحه على أنه ثلث طول البندول مع فترة تذبذب قدرها ثانية واحدة (أي حوالي 8 سم).

3. الأعمال الكبرى

• Horologium oscillatorium، 1673 (ساعة البندول، باللاتينية).
• كوزموثيروس. (الترجمة الإنجليزية لطبعة 1698) - الاكتشافات الفلكية لهيغنز، فرضيات حول الكواكب الأخرى.
• أطروحة عن الضوء (أطروحة عن الضوء، الترجمة الإنجليزية).

4. ملاحظات

1. وفقًا للنسخ العملي الهولندي-الروسي، فمن الأصح إعادة إنتاج هذا الاسم واللقب باللغة الروسية كريستيان هويجنز .
2. جينديكين إس جي.قصص عن علماء الفيزياء والرياضيات - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html. - الطبعة الثالثة، موسعة. - م: MTsNMO، 2001. - ص 110. - ISBN 5-900916-83-9
3. كوزنتسوف ب.جاليليو جاليلي. - م: ناوكا، 1964، ص 165، 174.
4. كل شيء عن كوكب المريخ - x-mars.narod.ru/investig.htm

الأدب

5.1. أعمال Huygens في الترجمة الروسية

• جوينز ه.كتاب النظرة والرأي في الكرات السماوية والأرضية وزخارفها. لكل. جاكوب بروس. سانت بطرسبرغ، 1717؛ الطبعة الثانية، 1724 (الطبعة الروسية لا تشير إلى اسم المؤلف واسم المترجم)
• أرخميدس. هيغنز. ليجيندر. لامبرت.حول تربيع الدائرة مع تطبيق تاريخ القضية التي جمعها F. Rudio. لكل. إس إن بيرنشتاين. أوديسا، ماثيسيس، 1913. (طبع: M.: URSS، 2002)
• هيوجينز ه.أطروحة عن الضوء، تشرح أسباب ما يحدث له أثناء الانعكاس والانكسار، وخاصة أثناء الانكسار الغريب للبلورة الأيسلندية. م.-ل: أونتي، 1935.
• هيوجينز ه.ثلاث مذكرات عن الميكانيكا. - publ.lib.ru/ARCHIVES/G/GYUYGENS_Hristian/Gyuygens_H._Tri_memuara_po_mehanike.(1951)...zip M.: دار النشر. أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، 1951. السلسلة: كلاسيكيات العلوم.
  • بندول الساعة.
  • على حركة الأجسام تحت تأثير التأثير.
  • حول قوة الطرد المركزي.
  • التطبيقات:
    • كيه كيه بومغارت. كريستيان هويجنز. رسم سيرة ذاتية مختصرة.
    • كيه كيه بومغارت. أعمال كريستيان هويجنز في الميكانيكا.
  • فهرس الاسم.

5.2. الأدب عنه

• فيسيلوفسكي آي.ن.هيغنز. م: أوتشبيدجيز، 1959.
• تاريخ الرياضيات حرره A. P. Yushkevich في ثلاثة مجلدات، M.: Nauka، المجلد 2. رياضيات القرن السابع عشر. (1970) - ilib.mccme.ru/djvu/istoria/istmat2.htm
• جينديكين إس جي.قصص عن الفيزيائيين وعلماء الرياضيات. - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html م: MCNMO، 2001.
• كوستابيل ب.اختراع البندول الدائري على يد كريستيان هويجنز وحرفة عالم الرياضيات. البحوث التاريخية والرياضية، المجلد. 21، 1976، ص. 143-149.
• ماخ إي.علم الميكانيكا. مقالة تاريخية ونقدية عن تطورها. إيجيفسك: رد، 2000.
• فرانكفورت دبليو آي، فرانك إيه إم.كريستيان هويجنز. م: ناوكا، 1962.
• شال، ميشيل.مراجعة تاريخية لأصل وتطور الأساليب الهندسية - ru.wikisource.org/wiki/Historical_review_of_the_origin_and_development_of_geometric_methods/Huygens. ت 1، لا. 11-14. م، 1883.
• جون جيه أوكونورو إدموند ف. روبرتسون. هيغنز، كريستيان - www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Huygens.html (الإنجليزية) في أرشيف MacTutor.
• أعمال كريستيان هويجنز - www.gutenberg.org/author/Christiaan Huygens في مشروع جوتنبرج

الموسوعة السوفييتية الكبرى:هيغنز، هيغنز كريستيان (14.4.1629، لاهاي، - 8.7.1695، المرجع نفسه)، ميكانيكي وفيزيائي وعالم رياضيات هولندي، مبتكر النظرية الموجية للضوء. أول عضو أجنبي في الجمعية الملكية في لندن (من 1663). درس في جامعتي ليدن وبريدا حيث درس القانون والرياضيات. في سن الثانية والعشرين، نشر بحثًا حول تحديد طول أقواس الدائرة والقطع الناقص والقطع الزائد. وفي عام 1654، ظهر عمله "في تحديد حجم الدائرة"، والذي كان بمثابة مساهمة كبيرة في نظرية تحديد نسبة الدائرة إلى القطر (حساب الرقم p). وأعقب ذلك أطروحات رياضية مهمة أخرى حول دراسة الخطوط الدائرية واللوغاريتمية والسلسلية، وما إلى ذلك. وتعد أطروحته "حول الحسابات في النرد" (1657) واحدة من أولى الدراسات في مجال نظرية الاحتمالات. أنشأ G. مع R. Hooke نقاط ميزان حرارة ثابتة - نقطة انصهار الجليد ونقطة غليان الماء. خلال هذه السنوات نفسها، عمل G. على تحسين عدسات التلسكوبات الفلكية، في محاولة لزيادة فتحة العدسة والقضاء على الانحراف اللوني. بمساعدتهم، اكتشف G. في عام 1655 القمر الصناعي لكوكب زحل (تيتان)، وحدد فترة ثورته وأثبت أن زحل محاط بحلقة رقيقة، وليست مجاورة له في أي مكان ويميل إلى مسير الشمس. تم تقديم جميع الملاحظات بواسطة G. في العمل الكلاسيكي "نظام زحل" (1659). في نفس العمل، أعطى G. الوصف الأول للسديم في كوكبة أوريون وأبلغ عن خطوط على أسطح كوكب المشتري والمريخ.
تتطلب الملاحظات الفلكية قياسًا دقيقًا ومريحًا للوقت. في عام 1657، اخترع G. أول ساعة بندول مجهزة بآلية ميزان الساعة؛ وصف G. اختراعه في عمله "ساعة البندول" (1658). نُشرت الطبعة الثانية الموسعة لهذا العمل عام 1673 في باريس. في الأجزاء الأربعة الأولى منه، قام G. بالتحقيق في عدد من المشكلات المرتبطة بحركة البندول. لقد قدم حلاً لمشكلة إيجاد مركز تأرجح البندول الفيزيائي - وهي المشكلة الأولى في تاريخ الميكانيكا حول حركة نظام من النقاط المادية المتصلة في مجال قوة معين. في نفس العمل، أنشأ G. تزامنًا زمنيًا للحركة على طول الشكل الدائري، وبعد أن طور نظرية تطور المنحنيات المستوية، أثبت أن تطور الشكل الدائري هو أيضًا شكل دائري، ولكنه يقع بشكل مختلف بالنسبة للمحاور.
في عام 1665، عند تأسيس الأكاديمية الفرنسية للعلوم، تمت دعوة ج. إلى باريس كرئيس لها، حيث عاش بشكل شبه مستمر لمدة 16 عامًا (1665-81). في عام 1680، عمل G. على إنشاء "آلة كوكبية" - النموذج الأولي للقبة السماوية الحديثة - والتي طور تصميمها نظرية كاملة إلى حد ما للكسور المستمرة أو المستمرة. وهذا هو آخر عمل أكمله في باريس.
في عام 1681، بعد أن عاد إلى وطنه، شارك مرة أخرى في العمل البصري. وفي 1681-1687، قام بصقل عدسات ذات أبعاد بؤرية ضخمة تبلغ 37.54.63 مترًا، وفي الوقت نفسه، صمم ج. عدسة عينية تحمل اسمه، والتي لا تزال قيد الاستخدام (انظر العدسة). تنتهي الدورة الكاملة لأعمال جي البصرية بـ "دراسة عن الضوء" الشهيرة (1690). فيه، ولأول مرة، يتم تقديم النظرية الموجية للضوء بشكل واضح تمامًا ويتم تطبيقها على تفسير الظواهر البصرية. في الفصل الخامس من رسالة الضوء، قدم ج. شرحًا لظاهرة الانكسار المزدوج المكتشفة في بلورات الصاري في أيسلندا؛ لا يزال يتم شرح النظرية الكلاسيكية للانكسار في البلورات أحادية المحور بصريًا على أساس هذا الفصل.
أضاف ج. إلى "أطروحة عن الضوء" حجة "حول أسباب الجاذبية" كملحق، حيث اقترب من اكتشاف قانون الجاذبية الشاملة. في أطروحته الأخيرة "Cosmoteoros" (1698)، التي نُشرت بعد وفاته، يعتمد G. على نظرية تعدد العوالم وصلاحيتها للسكن. في عام 1717 تُرجمت الرسالة إلى اللغة الروسية. اللغة بأمر من بيتر الأول.

كريستيان هويجنز عالم هولندي وعالم رياضيات وعالم فلك وفيزيائي، وهو أحد مؤسسي البصريات الموجية. في 1665-81 كان يعمل في باريس. اخترع (1657) ساعة بندولية ذات آلية ميزان، وأعطى نظريتها، ووضع قوانين تذبذب البندول الفيزيائي، ووضع أسس نظرية التأثير. ابتكر (1678، نُشر 1690) النظرية الموجية للضوء، وأوضح الانكسار المزدوج. قام بالتعاون مع روبرت هوك بإنشاء نقاط قياس حرارة ثابتة. تحسين التلسكوب. صمم عدسة تحمل اسمه. تم اكتشاف الحلقة المحيطة بكوكب زحل أيضًا بواسطة قمره الصناعي تيتان. مؤلف أحد الأعمال الأولى حول نظرية الاحتمالات (1657).

الصحوة المبكرة للمواهب

احتل أسلاف كريستيان هويجنز مكانة بارزة في تاريخ بلاده. كان والده كونستانتين هويجنز (1596-1687)، الذي ولد فيه العالم الشهير في المستقبل، رجلاً متعلمًا على نطاق واسع، يعرف اللغات، وكان مولعا بالموسيقى؛ بعد عام 1630 أصبح مستشارًا لوليام الثاني (ولاحقًا لوليام الثالث). رفعه الملك جيمس الأول إلى رتبة فارس، ومنحه لويس الثالث عشر وسام القديس ميخائيل. كما ترك أبناؤه - 4 أبناء (الثاني مسيحي) وابنة واحدة - بصمة جيدة في التاريخ.

تجلت موهبة كريستيان في سن مبكرة. في سن الثامنة كان قد درس اللاتينية والحساب، ودرس الغناء، وفي سن العاشرة أصبح على دراية بالجغرافيا وعلم الفلك. وفي عام 1641، كتب معلمه إلى والد الطفل: "إنني أرى وأكاد أحسد ذكرى كريستيان الرائعة"، وبعد ذلك بعامين: "أعترف أن كريستيان يجب أن يُسمى معجزة بين الأولاد".

وكريستيان في هذا الوقت، بعد أن درس اليونانية والفرنسية والإيطالية وأتقن العزف على القيثارة، أصبح مهتمًا بالميكانيكا. ولكن ليس هذا فقط: فهو يستمتع أيضًا بالسباحة والرقص وركوب الخيل. في سن السادسة عشرة، دخل كريستيان هويجنز مع شقيقه الأكبر كونستانتين جامعة ليدن لدراسة القانون والرياضيات (كان الأخير أكثر استعدادًا ونجاحًا؛ قرر المعلم إرسال أحد أعماله إلى رينيه ديكارت).

بعد عامين، يبدأ الأخ الأكبر في العمل لدى الأمير فريدريك هنريك، وينتقل كريستيان وشقيقه الأصغر إلى بريدا، إلى "كلية وهران". كما قام والد كريستيان بإعداده للخدمة العامة، ولكن كانت لديه تطلعات أخرى، ففي عام 1650، عاد إلى لاهاي، حيث لم يعاق عمله العلمي إلا بسبب الصداع الذي طارده لبعض الوقت.

الأعمال العلمية الأولى

استمر نطاق الاهتمامات العلمية لكريستيان هويجنز في التوسع. وهو مهتم بأعمال أرخميدس في الميكانيكا وديكارت (ولاحقًا مؤلفين آخرين، بما في ذلك الإنجليز نيوتن وهوك) في مجال البصريات، لكنه لا يتوقف عن دراسة الرياضيات. في الميكانيكا، يتعلق بحثه الرئيسي بنظرية التأثير ومشكلة بناء الساعة، والتي كانت لها في ذلك الوقت أهمية تطبيقية بالغة الأهمية واحتلت دائمًا أحد الأماكن المركزية في عمل هيغنز.

يمكن أيضًا تسمية إنجازاته الأولى في مجال البصريات بأنها "تطبيقية". يعمل كريستيان هويجنز مع شقيقه قسطنطين على تحسين الأدوات البصرية ويحقق نجاحًا كبيرًا في هذا المجال (لم يتوقف هذا النشاط لسنوات عديدة؛ ففي عام 1682 اخترع عدسة عينية ثلاثية العدسات، والتي لا تزال تحمل اسمه). تحسين التلسكوبات، ومع ذلك، كتب Huygens في "Dioptrics": "... الشخص: الذي يستطيع أن يخترع منظارًا، بناءً على النظرية فقط، دون تدخل الصدفة، يجب أن يكون لديه عقل فوق طاقة البشر").

تسمح الأدوات الجديدة بإجراء ملاحظات مهمة: في 25 مارس 1655، اكتشف هيغنز تيتان، أكبر قمر صناعي لزحل (الذي كان مهتمًا بحلقاته لفترة طويلة). في عام 1657، ظهر عمل آخر لهيجنز بعنوان "حول الحسابات في النرد" - وهو أحد الأعمال الأولى في نظرية الاحتمالات. ويكتب لأخيه مقالاً آخر بعنوان "في تأثير الأجساد".

بشكل عام، كانت الخمسينيات من القرن السابع عشر هي وقت أعظم نشاط هيغنز. حصل على شهرة في العالم العلمي. وفي عام 1665 انتخب عضوا في أكاديمية باريس للعلوم.

"مبدأ هيوجينز"

درس هيجنز أعمال نيوتن البصرية باهتمام لا يكل، لكنه لم يقبل نظريته الجسيمية للضوء. وكانت آراء روبرت هوك وفرانشيسكو جريمالدي أقرب إليه كثيرًا، والذين اعتقدوا أن للضوء طبيعة موجية.

لكن فكرة الضوء كموجة أثارت على الفور العديد من الأسئلة: كيف نفسر الانتشار المستقيم للضوء وانعكاسه وانكساره؟ وقد أعطى نيوتن إجابات تبدو مقنعة لهم. الاستقامة هي مظهر من مظاهر القانون الأول للديناميكية: تتحرك الجسيمات الضوئية بشكل منتظم وفي خط مستقيم ما لم يتم التأثير عليها بواسطة أي قوى. تم تفسير الانعكاس أيضًا على أنه الارتداد المرن للجسيمات من أسطح الأجسام. كان الوضع مع الانكسار أكثر تعقيدًا إلى حد ما، ولكن هنا أيضًا قدم نيوتن تفسيرًا. كان يعتقد أنه عندما تطير جسيمة خفيفة إلى حدود الجسم، تبدأ قوة جاذبة من المادة في التأثير عليها، مما ينقل تسارع الجسيم. ويؤدي ذلك إلى تغير في اتجاه سرعة الجسيم (انكساره) وحجمه؛ لذلك، وفقًا لنيوتن، فإن سرعة الضوء في الزجاج، على سبيل المثال، أكبر منها في الفراغ. هذا الاستنتاج مهم فقط لأنه يسمح بالتحقق التجريبي (التجربة اللاحقة دحضت رأي نيوتن).

يعتقد كريستيان هيغنز، مثل أسلافه المذكورين أعلاه، أن كل الفضاء مملوء بوسيط خاص - الأثير، وأن الضوء عبارة عن موجات في هذا الأثير. وبقياس الموجات على سطح الماء، توصل هيجنز إلى الصورة التالية: عندما تصل مقدمة الموجة (أي الحافة الأمامية) إلى نقطة معينة، أي تصل الاهتزازات إلى هذه النقطة، تصبح هذه التذبذبات هي المراكز موجات جديدة متباعدة في كل الاتجاهات، وحركة غلاف كل هذه الموجات تعطي صورة لانتشار جبهة الموجة، والاتجاه العمودي على هذه الجبهة هو اتجاه انتشار الموجة. لذلك، إذا كانت مقدمة الموجة في الفراغ مسطحة في لحظة ما، فإنها تظل دائمًا مسطحة، وهو ما يتوافق مع الانتشار المستقيم للضوء. فإذا وصلت مقدمة الموجة الضوئية إلى حد الوسط، فإن كل نقطة على هذا الحد تصبح مركزًا لموجة كروية جديدة، ومن خلال بناء غلافات هذه الموجات في الفضاء فوق الحد وتحته، ليس الأمر صعبًا لشرح كل من قانون الانعكاس وقانون الانكسار (ولكن في هذه الحالة، علينا أن نقبل أن سرعة الضوء في الوسط تكون n مرات أقل منها في الفراغ، حيث n هو نفس معامل انكسار الوسط الذي تم تضمينه في قانون الانكسار الذي اكتشفه مؤخرًا ديكارت وسنيل).

ويترتب على مبدأ هويجنز أن الضوء، مثل أي موجة، يمكن أن ينحني حول العوائق. هذه الظاهرة ذات الأهمية الأساسية موجودة بالفعل، لكن هويجنز اعتبر أن «الموجات الجانبية» التي تنشأ أثناء مثل هذا الانحناء لا تستحق الكثير من الاهتمام.

كانت أفكار كريستيان هويجنز حول الضوء بعيدة كل البعد عن الحداثة. وهكذا كان يعتقد أن موجات الضوء طولية، أي. أن اتجاهات التذبذبات تتوافق مع اتجاه انتشار الموجة. قد يبدو هذا أكثر غرابة لأن هيغنز نفسه كان على ما يبدو لديه فكرة عن ظاهرة الاستقطاب، والتي لا يمكن فهمها إلا من خلال النظر في الموجات المستعرضة. لكن هذا ليس الشيء الرئيسي. كان لمبدأ هيغنز تأثير حاسم على أفكارنا ليس فقط حول البصريات، ولكن أيضًا حول فيزياء أي اهتزازات وموجات، والتي تحتل الآن أحد الأماكن المركزية في علمنا. (في آي غريغورييف)

المزيد عن كريستيان هويجنز:

كريستيان هويجنز فون زويليشن - ابن النبيل الهولندي كونستانتين هويجنز "المواهب والنبلاء والثروة كانت على ما يبدو وراثية في عائلة كريستيان هويجنز" ، كتب أحد كتاب سيرته الذاتية. كان جده كاتبًا وشخصيًا، وكان والده مستشارًا خاصًا لأمراء أورانج، وعالم رياضيات، وشاعرًا. لم تستعبد الخدمة المخلصة لملوكهم مواهبهم، ويبدو أن المسيحي كان محددًا مسبقًا بنفس المصير الذي يحسد عليه الكثيرون. درس الحساب واللاتينية والموسيقى والشعر. لم يستطع معلمه هاينريش برونو الاكتفاء من تلميذه البالغ من العمر أربعة عشر عامًا:

"أعترف أن كريستيان يجب أن يطلق عليه معجزة بين الأولاد... فهو يطور قدراته في مجال الميكانيكا والهياكل، ويصنع آلات مذهلة، ولكنها ليست ضرورية." كان المعلم مخطئا: كان الصبي يبحث دائما عن فوائد دراسته. سيجد عقله الملموس والعملي قريبًا مخططات للآلات التي يحتاجها الناس حقًا.

ومع ذلك، لم يكرس نفسه على الفور للميكانيكا والرياضيات. قرر الأب أن يجعل ابنه محاميا، وعندما بلغ كريستيان سن السادسة عشرة، أرسله لدراسة القانون في جامعة لندن. أثناء دراسة العلوم القانونية في الجامعة، كان هيغنز مهتمًا في نفس الوقت بالرياضيات والميكانيكا وعلم الفلك والبصريات العملية. وهو حرفي ماهر، يقوم بطحن النظارات البصرية بشكل مستقل ويحسن الأنبوب، والذي سيساعده لاحقًا في تحقيق اكتشافاته الفلكية.

كان كريستيان هويجنز الخليفة المباشر لجاليليو جاليلي في العلوم. وفقًا لاغرانج، كان هيغنز "مُقدرًا له تحسين وتطوير أهم اكتشافات غاليليو". هناك قصة حول كيفية تواصل هيغنز لأول مرة مع أفكار غاليليو. كان هيوجينز البالغ من العمر سبعة عشر عامًا يعتزم إثبات أن الأجسام المقذوفة أفقيًا تتحرك في قطع مكافئة، ولكن بعد أن اكتشف الدليل في كتاب جاليليو، لم يرغب في "كتابة الإلياذة بعد هوميروس".

بعد تخرجه من الجامعة، يصبح كريستيان هويجنز أحد زينة حاشية كونت ناسو، الذي كان في طريقه إلى الدنمارك في مهمة دبلوماسية. الكونت غير مهتم بحقيقة أن هذا الشاب الوسيم هو مؤلف أعمال رياضية مثيرة للاهتمام، وهو بالطبع لا يعرف كيف يحلم المسيحي بالانتقال من كوبنهاغن إلى ستوكهولم لرؤية ديكارت. لذلك لن يلتقيا أبدًا: في غضون بضعة أشهر سيموت ديكارت.

في سن الثانية والعشرين، نشر كريستيان هويجنز كتابه "خطابات حول مربع القطع الزائد والقطع الناقص والدائرة". وفي عام 1655، قام ببناء تلسكوب واكتشف أحد أقمار زحل، تيتان، ونشر "اكتشافات جديدة في حجم الدائرة". في سن السادسة والعشرين، كتب كريستيان ملاحظات حول الديوبتريك. في سن الثامنة والعشرين، نُشرت أطروحته "حول العمليات الحسابية في لعبة النرد"، حيث تختبئ خلف العنوان التافه إحدى الدراسات الأولى في التاريخ في مجال نظرية الاحتمالات.

أحد أهم اكتشافات هويجنز كان اختراع الساعة البندولية. حصل على براءة اختراع لاختراعه في 16 يوليو 1657 ووصفه في مقال قصير نُشر عام 1658. وكتب عن ساعته للملك الفرنسي لويس الرابع عشر: «آلاتي الموضوعة في شققكم، لا تدهشكم كل يوم بالمؤشر الصحيح للوقت فحسب، بل إنها مناسبة، كما كنت أتمنى منذ البداية، لتحديد الوقت». خط طول مكان ما في البحر." عمل كريستيان هويجنز على مهمة إنشاء وتحسين الساعات، وخاصة الساعات البندولية، لمدة أربعين عامًا تقريبًا: من 1656 إلى 1693. وصف أ. سومرفيلد هيغنز بأنه "صانع الساعات الأكثر ذكاءً في كل العصور".

في الثلاثين، يكشف كريستيان هويجنز سر حلقة زحل. تم ملاحظة حلقات زحل لأول مرة بواسطة جاليليو على شكل ملحقين جانبيين "يدعمان" زحل. ثم بدت الخواتم كالخط الرفيع، فلم ينتبه إليها ولم يذكرها مرة أخرى. لكن أنبوب غاليليو لم يكن يتمتع بالدقة اللازمة والتكبير الكافي. مراقبة السماء من خلال تلسكوب 92x. يكتشف كريستيان أن حلقة زحل كانت مخطئة على أنها نجوم جانبية. حل هيغنز لغز زحل ووصف حلقاته الشهيرة لأول مرة.

في ذلك الوقت، كان كريستيان هويجنز شابًا وسيمًا للغاية وله عيون زرقاء كبيرة وشارب مشذّب بشكل أنيق. تجعيد الشعر المستعار المحمر ، الملتوي بشكل حاد وفقًا لموضة ذلك الوقت ، سقط على الكتفين ، ملقاة على دانتيل برابانت الأبيض الثلجي ذو الياقة باهظة الثمن. لقد كان ودودًا وهادئًا. لم يره أحد متحمسًا أو مرتبكًا بشكل خاص، أو يندفع إلى مكان ما، أو على العكس من ذلك، منغمسًا في أحلام اليقظة البطيئة. لم يكن يحب التواجد في «المجتمع» ونادرا ما ظهر هناك، رغم أن أصله فتح له أبواب كل قصور أوروبا. ومع ذلك، عندما يظهر هناك، لا يبدو محرجًا أو محرجًا على الإطلاق، كما حدث غالبًا مع علماء آخرين.

ولكن عبثًا يبحث الساحر نينون دي لينكلوس عن صحبته، فهو ودود دائمًا، لا أكثر، هذا العازب المقنع. يمكنه أن يشرب مع الأصدقاء، ولكن قليلا فقط. العب مزحة صغيرة، اضحك قليلاً. القليل من كل شيء، القليل جدًا، بحيث يبقى أكبر قدر ممكن من الوقت للشيء الرئيسي - العمل. العمل - وهو شغف لا يتغير ويستهلك كل شيء - يحرقه باستمرار.

تميز كريستيان هويجنز بتفانيه الاستثنائي. كان يدرك قدراته ويسعى إلى استخدامها على أكمل وجه. كتب عنه أحد معاصريه: "إن الترفيه الوحيد الذي سمح به هيغنز لنفسه في مثل هذه الأعمال المجردة هو أنه كان يدرس الفيزياء بين الفترات. ما كان مهمة شاقة بالنسبة لشخص عادي كان الترفيه بالنسبة لهويجنز.

في عام 1663، تم انتخاب هيغنز عضوا في الجمعية الملكية في لندن. وفي عام 1665، وبدعوة من كولبير، استقر في باريس، وفي العام التالي أصبح عضوًا في أكاديمية باريس للعلوم المنظمة حديثًا.

في عام 1673، نُشرت مقالته "الساعة البندولية"، والتي تعطي الأسس النظرية لاختراع هيغنز. في هذا العمل، أثبت هيغنز أن الشكل الدائري يمتلك خاصية التزامن الزمني، وقام بتحليل الخصائص الرياضية للدويري.

من خلال دراسة الحركة المنحنية لنقطة ثقيلة، يواصل هيغنز تطوير الأفكار التي عبر عنها غاليليو، ويوضح أن الجسم عند سقوطه من ارتفاع معين على طول مسارات مختلفة، يكتسب سرعة نهائية لا تعتمد على شكل المسار، ولكن يعتمد فقط على ارتفاع السقوط، ويمكن أن يرتفع إلى ارتفاع يساوي (في حالة عدم وجود مقاومة) الارتفاع الأولي. هذا الوضع، الذي يعبر بشكل أساسي عن قانون الحفاظ على الطاقة للحركة في مجال الجاذبية، يستخدمه هيغنز في نظرية البندول الفيزيائي. يجد تعبيرًا عن انخفاض طول البندول، ويؤسس مفهوم مركز التأرجح وخصائصه. ويعبر عن صيغة البندول الرياضية للحركة الدائرية والتذبذبات الصغيرة للبندول الدائري كما يلي:

"إن زمن اهتزازة صغيرة للبندول الدائري يرتبط بوقت سقوطه على طول ضعف طول البندول، تمامًا كما يرتبط محيط الدائرة بقطرها."

من المهم أن يقدم العالم في نهاية عمله عددًا من المقترحات (بدون استنتاج) حول قوة الجذب المركزي ويثبت أن تسارع الجذب المركزي يتناسب مع مربع السرعة ويتناسب عكسيًا مع نصف قطر الدائرة. وهذه النتيجة هيأت نظرية نيوتن لحركة الأجسام تحت تأثير القوى المركزية

ومن الدراسات الميكانيكية لكريستيان هويجنز، بالإضافة إلى نظرية البندول وقوة الجذب المركزي، تُعرف نظريته حول تأثير الكرات المرنة، والتي قدمها لمشكلة تنافسية أعلنتها الجمعية الملكية في لندن عام 1668. تعتمد نظرية التأثير لهويجنز على قانون الحفاظ على القوى الحية والزخم ومبدأ النسبية لجاليليو. ولم يتم نشره إلا بعد وفاته عام 1703. سافر هيغنز كثيرًا، لكنه لم يكن أبدًا سائحًا خاملاً. خلال رحلته الأولى إلى فرنسا، درس البصريات، وفي لندن شرح أسرار صنع تلسكوباته. لقد عمل لمدة خمسة عشر عامًا في بلاط لويس الرابع عشر، خمسة عشر عامًا من الأبحاث الرياضية والفيزيائية الرائعة. وخلال خمسة عشر عامًا - رحلتان قصيرتان فقط إلى وطنه لتلقي العلاج الطبي

عاش كريستيان هويجنز في باريس حتى عام 1681، عندما عاد بروتستانتي إلى وطنه بعد إلغاء مرسوم نانت. أثناء وجوده في باريس، كان يعرف رومر جيدًا وساعده بنشاط في الملاحظات التي أدت إلى تحديد سرعة الضوء. كان هويجنز أول من ذكر نتائج رومر في أطروحته.

في المنزل، في هولندا، مرة أخرى لا يعرف التعب، يقوم Huygens ببناء القبة السماوية الميكانيكية، والتلسكوبات العملاقة سبعين مترا، ويصف عوالم الكواكب الأخرى.

يظهر عمل هويجنز عن الضوء باللغة اللاتينية، وقد صححه المؤلف وأعيد نشره بالفرنسية في عام 1690. وقد دخلت "أطروحة عن الضوء" لهيجنز تاريخ العلم كأول عمل علمي في البصريات الموجية. صاغت هذه الرسالة مبدأ انتشار الموجات، المعروف الآن باسم مبدأ هيغنز. وبناءً على هذا المبدأ تم اشتقاق قوانين انعكاس وانكسار الضوء، وتم تطوير نظرية الانكسار المزدوج في أيسلندا. وبما أن سرعة انتشار الضوء في البلورة تختلف في اتجاهات مختلفة، فإن شكل سطح الموجة لن يكون كرويًا، بل إهليلجيًا.

تعتبر نظرية انتشار وانكسار الضوء في البلورات أحادية المحور إنجازًا رائعًا لبصريات هيغنز. كما وصف كريستيان هويجنز اختفاء أحد الشعاعين عند مروره عبر البلورة الثانية باتجاه معين بالنسبة للأول. وهكذا، كان هويجنز أول فيزيائي يثبت حقيقة استقطاب الضوء.

وقد حظيت أفكار هويجنز بتقدير كبير من قبل خليفته فريسنل. وقد وضعهم فوق كل اكتشافات نيوتن في البصريات، معتبرًا أن اكتشاف هويجنز "قد يكون أكثر صعوبة من كل اكتشافات نيوتن في مجال الظواهر الضوئية".

لم يأخذ هيغنز في الاعتبار الألوان في أطروحته، كما أنه لم يأخذ في الاعتبار حيود الضوء. أطروحته مخصصة فقط لإثبات الانعكاس والانكسار (بما في ذلك الانكسار المزدوج) من وجهة نظر الموجة. ربما كان هذا الظرف هو السبب وراء عدم الاعتراف بنظرية هيغنز، على الرغم من دعمها في القرن الثامن عشر من قبل لومونوسوف وأويلر، حتى قام فريسنل بإحياء النظرية الموجية على أساس جديد في بداية القرن التاسع عشر.

توفي كريستيان هويجنز في 8 يونيو 1695، عندما كان كتابه الأخير كوس موتيروس يُطبع في المطبعة. (سامين د.ك. 100 عالم عظيم. - م: فيتشي، 2000)

المزيد عن كريستيان هويجنز:

هيوغنز (كريستيان هويجنسفان زويليشيم)، - عالم رياضيات وعالم فلك وفيزيائي، اعترف به نيوتن على أنه عظيم. كان والده، السيد فان زويليتشيم، سكرتير أمراء أورانج، كاتبًا رائعًا ومثقفًا علميًا.

بدأ كريستيان هويجنز نشاطه العلمي عام 1651 بمقال عن تربيع القطع الزائد والقطع الناقص والدائرة. في عام 1654 اكتشف نظرية التطور والالتفاف، وفي عام 1655 اكتشف قمر زحل ونوع الحلقات، وفي عام 1659 وصف نظام زحل في عمل نشره. في عام 1665، بدعوة من كولبير، استقر في باريس وتم قبوله كعضو في أكاديمية العلوم.

لقد تم استخدام الساعات ذات العجلات التي تحركها الأوزان لفترة طويلة، ولكن تنظيم سرعة هذه الساعات لم يكن مرضيا. منذ زمن غاليليو، تم استخدام البندول بشكل منفصل لقياس فترات زمنية قصيرة بدقة، وكان من الضروري حساب عدد التقلبات. في عام 1657، نشر كريستيان هويجنز وصفًا لبنية الساعة البندولية التي اخترعها. العمل الشهير Horologium oscillatorium, sive de mota pendulorum an horologia aptato المظاهرات الهندسية، الذي نشره لاحقًا، في عام 1673، في باريس، والذي يحتوي على بيان لأهم الاكتشافات في الديناميكيات، يحتوي في جزئه الأول أيضًا على وصف لبنية الساعات، ولكن مع إضافة تحسينات في طريقة وزن البندول، جعل البندول دائريا، له زمن تأرجح ثابت، بغض النظر عن التأرجح. لشرح خاصية البندول الدائري، خصص المؤلف الجزء الثاني من الكتاب لاستنتاج قوانين سقوط الأجسام الحرة والمتحركة على خطوط مستقيمة مائلة، وأخيرا على طول الشكل الدائري. هنا، لأول مرة، يتم التعبير بوضوح عن بداية استقلال الحركات: تسارع بشكل موحد بسبب عمل الجاذبية، وموحد بسبب القصور الذاتي.

أثبت كريستيان هويجنز قوانين الحركة المتسارعة بشكل منتظم للأجسام المتساقطة سقوطًا حرًا، استنادًا إلى مبدأ مفاده أن الفعل الذي تمارسه قوة ذات حجم واتجاه ثابتين لا يعتمد على مقدار واتجاه السرعة التي يمتلكها الجسم بالفعل. من خلال استخلاص العلاقة بين ارتفاع السقوط ومربع الزمن، أشار هيغنز إلى أن ارتفاعات السقوط مرتبطة بمربعات السرعات المكتسبة. علاوة على ذلك، بالنظر إلى الحركة الحرة للجسم، الذي تم إلقاءه، يجد أن الجسم يرتفع إلى أعظم ارتفاع، بعد أن فقد كل السرعة المنقولة إليه ويكتسبها مرة أخرى عند العودة.

واعترف جاليليو دون دليل أنه عندما تسقط الأجسام على خطوط مستقيمة مختلفة الميل من نفس الارتفاع، فإنها تكتسب سرعات متساوية. كريستيان هويجنز يثبت ذلك على النحو التالي. يتم وضع خطين مستقيمين مختلفين الميول والارتفاعات متساوية بحيث تكون أطرافهما السفلية بجانب بعضها البعض. إذا اكتسب الجسم المنطلق من الطرف العلوي لأحدهما سرعة أكبر من الجسم المنطلق من الطرف العلوي للآخر، فيمكن إطلاقه على طول الأول من نقطة أسفل الطرف العلوي بحيث تكون السرعة المكتسبة أدناه كافية لرفع الجسم إلى الطرف العلوي من السطر الثاني، ولكن بعد ذلك يتبين أن الجسم ارتفع إلى ارتفاع أكبر من الذي سقط منه، لكن هذا لا يمكن أن يكون.

ومن حركة الجسم على طول خط مستقيم مائل، ينتقل H. Huygens إلى الحركة على طول خط متقطع ثم إلى الحركة على طول أي منحنى، ويثبت أن السرعة المكتسبة عند السقوط من أي ارتفاع على طول منحنى تساوي السرعة المكتسبة أثناء السقوط الحر من نفس الارتفاع على طول خط عمودي، وأن نفس السرعة مطلوبة لرفع نفس الجسم إلى نفس الارتفاع، سواء على طول خط مستقيم رأسي أو على طول منحنى.

بعد ذلك، وبالانتقال إلى الشكل الدائري والنظر في بعض خصائصه الهندسية، أثبت المؤلف تزامن حركات النقطة الثقيلة على طول الشكل الدائري. يحدد الجزء الثالث من العمل نظرية التطور والالتفاف، التي اكتشفها المؤلف في عام 1654؛ يجد المسيحيون هنا نوع وموضع الشكل الدائري.

يعرض الجزء الرابع نظرية البندول الفيزيائي، وهنا يحل كريستيان هويجنز المشكلة التي لم تكن متاحة للعديد من المقاييس الهندسية في عصره - مشكلة تحديد مركز التأرجح. ويستند إلى الافتراض التالي: "إذا كان البندول المركب، بعد أن ترك السكون، قد أكمل جزءًا من تأرجحه، أكبر من نصف التأرجح، وإذا تم تدمير الاتصال بين جميع جزيئاته، فإن كل من هذه الجسيمات سوف يرتفعان إلى ارتفاع بحيث يكون مركز ثقلهما المشترك عند الارتفاع الذي كان عليه عندما ترك البندول حالة السكون. وهذه الفرضية، التي لم يثبتها كريستيان هويجنز، تبدو له كمبدأ أساسي، في حين أنها تمثل الآن تطبيق قانون حفظ الطاقة على البندول. نظرية البندول الفيزيائي قدمها هيغنز بشكل عام تمامًا وتم تطبيقها على الأجسام بمختلف أنواعها. في الجزء الخامس الأخير من عمله، يقدم العالم ثلاثة عشر نظرية حول قوة الطرد المركزي ويفحص دوران البندول المخروطي.

عمل آخر رائع لكريستيان هويجنز هو نظرية الضوء، التي نُشرت عام 1690، والتي يحدد فيها نظرية الانعكاس والانكسار ومن ثم الانكسار المزدوج في أيسلندا بنفس الشكل الذي يتم تقديمه الآن في كتب الفيزياء المدرسية. من بين الآخرين الذين اكتشفهم H. Huygens، سنذكر ما يلي.

اكتشاف المظهر الحقيقي لحلقات زحل وقمره بمساعدة تلسكوب طوله عشرة أقدام صنعه. شارك كريستيان هويجنز مع شقيقه في تصنيع النظارات البصرية وقاموا بتحسين إنتاجها بشكل كبير. تم اكتشاف الشكل الإهليلجي للأرض وضغطها عند القطبين من الناحية النظرية، بالإضافة إلى شرح تأثير القوة الطاردة المركزية على اتجاه الجاذبية وعلى طول البندول الثاني عند خطوط العرض المختلفة. حل مشكلة تصادم الأجسام المرنة في وقت واحد مع واليس وبرين.

اخترع كريستيان هيغنز دوامة الساعة، لتحل محل البندول، وتم بناء أول ساعة حلزونية في باريس على يد صانع الساعات ثوريت عام 1674. كما كان يمتلك أحد الحلول لمشكلة شكل سلسلة ثقيلة متجانسة في حالة توازن.

كريستيان هيوجينز

كريستيان هويجنز فون زويليشن - ابن النبيل الهولندي كونستانتين هويجنز، ولد في 14 أبريل 1629. كتب أحد كتاب سيرته الذاتية: "من الواضح أن المواهب والنبلاء والثروة كانت وراثية في عائلة كريستيان هويجنز". كان جده كاتبًا وشخصيًا، وكان والده مستشارًا خاصًا لأمراء أورانج، وعالم رياضيات، وشاعرًا. لم تستعبد الخدمة المخلصة لملوكهم مواهبهم، ويبدو أن المسيحي كان محددًا مسبقًا بنفس المصير الذي يحسد عليه الكثيرون. درس الحساب واللاتينية والموسيقى والشعر. لم يستطع معلمه هاينريش برونو الاكتفاء من تلميذه البالغ من العمر أربعة عشر عامًا: "أعترف أن كريستيان يجب أن يطلق عليه معجزة بين الأولاد... فهو يطور قدراته في مجال الميكانيكا والتصاميم، ويصنع آلات مذهلة، ولكن ليس من الضروري."

كان المعلم مخطئا: كان الصبي يبحث دائما عن فوائد دراسته. سيجد عقله الملموس والعملي قريبًا مخططات للآلات التي يحتاجها الناس حقًا.

ومع ذلك، لم يكرس نفسه على الفور للميكانيكا والرياضيات. قرر الأب أن يجعل ابنه محاميا، وعندما بلغ كريستيان سن السادسة عشرة، أرسله لدراسة القانون في جامعة لندن. أثناء دراسة العلوم القانونية في الجامعة، كان هيغنز مهتمًا في نفس الوقت بالرياضيات والميكانيكا وعلم الفلك والبصريات العملية. وهو حرفي ماهر، يقوم بطحن النظارات البصرية بشكل مستقل ويحسن الأنبوب، والذي سيساعده لاحقًا في تحقيق اكتشافاته الفلكية.

كان كريستيان هويجنز هو الخليفة المباشر لجاليليو في مجال العلوم. وفقًا لاغرانج، كان هيغنز "مُقدرًا له تحسين وتطوير أهم اكتشافات غاليليو". هناك قصة حول كيفية تواصل هيغنز لأول مرة مع أفكار غاليليو. كان هيوجينز البالغ من العمر سبعة عشر عامًا يعتزم إثبات أن الأجسام المقذوفة أفقيًا تتحرك في قطع مكافئة، ولكن بعد أن اكتشف الدليل في كتاب جاليليو، لم يرغب في "كتابة الإلياذة بعد هوميروس".

بعد تخرجه من الجامعة، يصبح زينة حاشية كونت ناسو، الذي هو في طريقه إلى الدنمارك في مهمة دبلوماسية. الكونت غير مهتم بحقيقة أن هذا الشاب الوسيم هو مؤلف أعمال رياضية مثيرة للاهتمام، وهو بالطبع لا يعرف كيف يحلم المسيحي بالانتقال من كوبنهاغن إلى ستوكهولم لرؤية ديكارت. لذلك لن يلتقيا أبدًا: في غضون بضعة أشهر سيموت ديكارت.

في سن الثانية والعشرين، نشر هيغنز كتابه «خطابات حول مربع القطع الزائد والقطع الناقص والدائرة». وفي عام 1655، قام ببناء تلسكوب واكتشف أحد أقمار زحل، تيتان، ونشر "اكتشافات جديدة في حجم الدائرة". في سن السادسة والعشرين، كتب كريستيان ملاحظات حول الديوبتريك. في سن الثامنة والعشرين، نُشرت أطروحته بعنوان "حول العمليات الحسابية في لعبة النرد"، حيث تختبئ خلف العنوان التافه إحدى الدراسات الأولى في مجال نظرية الاحتمالات في التاريخ.

أحد أهم اكتشافات هويجنز كان اختراع الساعة البندولية. حصل على براءة اختراع لاختراعه في 16 يوليو 1657 ووصفه في مقال قصير نُشر عام 1658. وكتب عن ساعته للملك الفرنسي لويس الرابع عشر: «آلاتي الموضوعة في شققكم، لا تدهشكم كل يوم بالمؤشر الصحيح للوقت فحسب، بل إنها مناسبة، كما كنت أتمنى منذ البداية، لتحديد الوقت». خط طول مكان ما في البحر." عمل كريستيان هويجنز على مهمة إنشاء وتحسين الساعات، وخاصة الساعات البندولية، لمدة أربعين عامًا تقريبًا: من 1656 إلى 1693. وصف أ. سومرفيلد هيغنز بأنه "صانع الساعات الأكثر ذكاءً في كل العصور".

في الثلاثين، يكشف هيغنز سر حلقة زحل. تم ملاحظة حلقات زحل لأول مرة بواسطة جاليليو على شكل ملحقين جانبيين "يدعمان" زحل. ثم بدت الخواتم كالخط الرفيع، فلم ينتبه إليها ولم يذكرها مرة أخرى. لكن أنبوب غاليليو لم يكن يتمتع بالدقة اللازمة والتكبير الكافي. أثناء مراقبة السماء من خلال تلسكوب 92x، يكتشف كريستيان أن حلقة زحل كانت مخطئة على أنها نجوم جانبية. حل هيغنز لغز زحل ووصف حلقاته الشهيرة لأول مرة.

في ذلك الوقت، كان هيغنز شابًا وسيمًا للغاية وله عيون زرقاء كبيرة وشارب مشذّب بشكل أنيق. تجعيد الشعر المستعار المحمر ، الملتوي بشكل حاد وفقًا لموضة ذلك الوقت ، سقط على الكتفين ، ملقاة على دانتيل برابانت الأبيض الثلجي ذو الياقة باهظة الثمن. لقد كان ودودًا وهادئًا. لم يره أحد متحمسًا أو مرتبكًا بشكل خاص، أو يندفع إلى مكان ما، أو على العكس من ذلك، منغمسًا في التفكير البطيء. لم يكن يحب التواجد في «المجتمع» ونادرا ما ظهر هناك، رغم أن أصله فتح له أبواب كل قصور أوروبا. ومع ذلك، عندما يظهر هناك، لا يبدو محرجًا أو محرجًا على الإطلاق، كما حدث غالبًا مع علماء آخرين.

ولكن عبثًا يبحث الساحر نينون دي لينكلوس عن صحبته، فهو ودود دائمًا، لا أكثر، هذا العازب المقنع. يمكنه أن يشرب مع الأصدقاء، ولكن قليلا فقط. العب مزحة صغيرة، اضحك قليلاً. القليل من كل شيء، القليل جدًا، بحيث يبقى أكبر قدر ممكن من الوقت للشيء الرئيسي - العمل. العمل - وهو شغف لا يتغير ويستهلك كل شيء - يحرقه باستمرار.

تميز Huygens بتفانيه غير العادي. كان يدرك قدراته ويسعى إلى استخدامها على أكمل وجه. كتب عنه أحد معاصريه: "إن الترفيه الوحيد الذي سمح به هيغنز لنفسه في مثل هذه الأعمال المجردة هو أنه كان يدرس الفيزياء بين الفترات. ما كان مهمة شاقة بالنسبة لشخص عادي كان الترفيه بالنسبة لهويجنز.

في عام 1663، تم انتخاب هيغنز عضوا في الجمعية الملكية في لندن. وفي عام 1665، وبدعوة من كولبير، استقر في باريس، وفي العام التالي أصبح عضوًا في أكاديمية باريس للعلوم المنظمة حديثًا.

في عام 1673، نُشرت مقالته "الساعة البندولية"، والتي تعطي الأسس النظرية لاختراع هيغنز. في هذا العمل، أثبت هيغنز أن الشكل الدائري يمتلك خاصية التزامن الزمني، وقام بتحليل الخصائص الرياضية للدويري.

من خلال دراسة الحركة المنحنية لنقطة ثقيلة، يواصل هيغنز تطوير الأفكار التي عبر عنها غاليليو، ويوضح أن الجسم عند سقوطه من ارتفاع معين على طول مسارات مختلفة، يكتسب سرعة نهائية لا تعتمد على شكل المسار، ولكن يعتمد فقط على ارتفاع السقوط، ويمكن أن يرتفع إلى ارتفاع يساوي (في حالة عدم وجود مقاومة) الارتفاع الأولي. هذا الوضع، الذي يعبر بشكل أساسي عن قانون الحفاظ على الطاقة للحركة في مجال الجاذبية، يستخدمه هيغنز في نظرية البندول الفيزيائي. يجد تعبيرًا عن انخفاض طول البندول، ويؤسس مفهوم مركز التأرجح وخصائصه. ويعبر عن صيغة البندول الرياضي للحركة الدائرية والاهتزازات الصغيرة للبندول الدائري على النحو التالي: “إن زمن الاهتزازة الصغيرة الواحدة للبندول الدائري يرتبط بوقت السقوط على طول الطول المزدوج للبندول، تماماً كما محيط الدائرة يرتبط بالقطر."

من المهم أن يقدم العالم في نهاية عمله عددًا من المقترحات (بدون استنتاج) حول قوة الجذب المركزي ويثبت أن تسارع الجذب المركزي يتناسب مع مربع السرعة ويتناسب عكسيًا مع نصف قطر الدائرة. وقد أعدت هذه النتيجة نظرية نيوتن حول حركة الأجسام تحت تأثير القوى المركزية.

ومن دراسات هيوجينز الميكانيكية، بالإضافة إلى نظرية البندول وقوة الجذب المركزي، تُعرف نظريته حول تأثير الكرات المرنة، والتي قدمها لمشكلة تنافسية أعلنتها الجمعية الملكية في لندن عام 1668. تعتمد نظرية التأثير لهويجنز على قانون الحفاظ على القوى الحية والزخم ومبدأ النسبية لجاليليو. ولم يتم نشره إلا بعد وفاته عام 1703.

سافر هيغنز كثيرًا، لكنه لم يكن أبدًا سائحًا خاملاً. خلال رحلته الأولى إلى فرنسا، درس البصريات، وفي لندن شرح أسرار صنع تلسكوباته. لقد عمل لمدة خمسة عشر عامًا في بلاط لويس الرابع عشر، خمسة عشر عامًا من الأبحاث الرياضية والفيزيائية الرائعة. وخلال خمسة عشر عامًا - رحلتان قصيرتان فقط إلى وطنه لتلقي العلاج الطبي.

عاش Huygens في باريس حتى عام 1681، عندما عاد، بعد إلغاء مرسوم نانت، باعتباره بروتستانتي، إلى وطنه. أثناء وجوده في باريس، كان يعرف رومر جيدًا وساعده بنشاط في الملاحظات التي أدت إلى تحديد سرعة الضوء. كان هويجنز أول من ذكر نتائج رومر في أطروحته.

في المنزل، في هولندا، مرة أخرى لا يعرف التعب، يقوم Huygens ببناء القبة السماوية الميكانيكية، والتلسكوبات العملاقة سبعين مترا، ويصف عوالم الكواكب الأخرى.

يظهر عمل هيغنز عن الضوء باللغة اللاتينية، وقد صححه المؤلف وأعيد نشره بالفرنسية في عام 1690. دخلت "أطروحة عن الضوء" لهيغنز تاريخ العلم كأول عمل علمي في مجال البصريات الموجية. صاغت هذه الرسالة مبدأ انتشار الموجات، المعروف الآن باسم مبدأ هيغنز. وبناءً على هذا المبدأ تم اشتقاق قوانين انعكاس وانكسار الضوء، وتم تطوير نظرية الانكسار المزدوج في أيسلندا. وبما أن سرعة انتشار الضوء في البلورة تختلف في اتجاهات مختلفة، فإن شكل سطح الموجة لن يكون كرويًا، بل إهليلجيًا.

تعتبر نظرية انتشار وانكسار الضوء في البلورات أحادية المحور إنجازًا رائعًا لبصريات هيغنز. كما وصف هيجنز اختفاء أحد الشعاعين أثناء مرورهما عبر البلورة الثانية في اتجاه معين بالنسبة للأول. وهكذا، كان هويجنز أول فيزيائي يثبت حقيقة استقطاب الضوء.

وقد حظيت أفكار هويجنز بتقدير كبير من قبل خليفته فريسنل. وقد وضعهم فوق كل اكتشافات نيوتن في البصريات، معتبرًا أن اكتشاف هويجنز "قد يكون أكثر صعوبة من كل اكتشافات نيوتن في مجال الظواهر الضوئية".

لم يأخذ هيغنز في الاعتبار الألوان في أطروحته، كما أنه لم يأخذ في الاعتبار حيود الضوء. أطروحته مخصصة فقط لإثبات الانعكاس والانكسار (بما في ذلك الانكسار المزدوج) من وجهة نظر الموجة. ربما كان هذا الظرف هو السبب وراء عدم الاعتراف بنظرية هيغنز، على الرغم من دعم لومونوسوف وأويلر لها في القرن الثامن عشر، حتى قام فريسنل بإحياء النظرية الموجية على أساس جديد في بداية القرن التاسع عشر.

توفي هيغنز في 8 يوليو 1695، عندما كان كتابه الأخير كوزموتيروس يُطبع في المطبعة.