Krátká biografie Christiana Huygense. Huygens, křesťané Zajímavosti ze života Huygense

Huygens Christian (1629-1695), holandský fyzik, matematik, mechanik, astronom.

Narozen 14. dubna 1629 v Haagu. V 16 letech nastoupil na univerzitu v Leidenu, o dva roky později pokračoval ve studiu na univerzitě v Bredě. Žil většinou v Paříži; byl členem pařížské akademie věd.

Huygens se stal známým jako skvělý matematik. Osud však rozhodl, že byl současníkem I. Newtona, což znamená, že byl vždy ve stínu talentu někoho jiného. Huygens byl jedním z vývojářů mechaniky po Galileovi a Descartovi. Ujal se vedení při vytváření kyvadlových hodin s únikovým mechanismem. Podařilo se mu vyřešit problém určení středu kmitání fyzikálního kyvadla a stanovit zákony určující dostředivou sílu. Také zkoumal a odvodil zákony upravující srážku pružných těles.

Před Newtonem vyvinul Huygens vlnovou teorii světla. Huygensův princip (1678) – mechanismus, který objevil pro šíření světla – platí dodnes. Huygens na základě své teorie světla vysvětlil řadu optických jevů, s velkou přesností změřil geometrické charakteristiky islandského nosníku a objevil v něm dvojlom, poté viděl stejný jev v krystalech křemene. Huygens představil koncept „krystalové osy“ a objevil polarizaci světla. S velkým úspěchem pracoval v oblasti optiky: výrazně zlepšil dalekohled, navrhl okulár a zavedl clony.

Jako jeden ze zakladatelů pařížské observatoře významně přispěl k astronomii - objevil 8. prstenec Saturnu a Titanu, jeden z největších satelitů sluneční soustavy, rozlišil polární čepičky na Marsu a pruhy na Jupiteru. Vědec s velkým zájmem zkonstruoval takzvaný planetární stroj (planetarium) a vytvořil teorii figury Země. Byl první, kdo dospěl k závěru, že Země je stlačena v blízkosti pólů, a vyjádřil myšlenku měření gravitační síly pomocí druhého kyvadla. Huygens se přiblížil objevu zákona univerzální gravitace. Jeho matematické metody se ve vědě používají dodnes.

Plán:

Úvod

• 1 Životopis
• 2 Vědecká činnost
  • 2.1 Matematika a mechanika
  • 2.2 Astronomie
  • 2.3 Optika a vlnová teorie
  • 2.4 Další úspěchy
• 3 Hlavní práce
• 4 Poznámky
Literatura
• 5.1 Díla Huygens v ruském překladu
• 5.2 Literatura o něm

Úvod

Portrét Caspara Nechera (1671), olej, Boerhaave Museum, Leiden

Christian Huygens (poslouchejte (inf.) ) van Zuylichem(Nizozemština. Christiaan Huygens, IPA: [ˈkrɪstijaːn ˈɦœyɣə(n)s], 14. dubna 1629, Haag – 8. července 1695, tamtéž) – holandský mechanik, fyzik, matematik, astronom a vynálezce.

1. Životopis

Huygens se narodil v Haagu. Jeho otec Konstantin Huygens (Huygens), tajný rada knížat z Orange, byl pozoruhodným spisovatelem, kterému se také dostalo dobrého vědeckého vzdělání.

Mladý Huygens vystudoval práva a matematiku na univerzitě v Leidenu, poté se rozhodl věnovat vědě.

Spolu se svým bratrem vylepšil dalekohled, přivedl ho na 92násobné zvětšení a začal studovat oblohu. Huygens se poprvé proslavil, když objevil prstence Saturnu (Galileo je také viděl, ale nedokázal pochopit, co to je) a satelit této planety, Titan.

V roce 1657 obdržel Huygens holandský patent na návrh kyvadlových hodin. V posledních letech svého života se Galileo pokusil vytvořit tento mechanismus, ale jeho progresivní slepota mu zabránila. Huygensovy hodiny skutečně fungovaly a poskytovaly na tu dobu vynikající přesnost. Ústředním prvkem návrhu byla kotva vynalezená Huygensem, která periodicky tlačila kyvadlo a udržovala netlumené oscilace. Přesné a levné kyvadlové hodiny navržené Huygensem se rychle rozšířily po celém světě.

V roce 1665 se na pozvání Colberta usadil v Paříži a byl přijat za člena Akademie věd. V roce 1666 se na návrh téhož Colberta stal jejím prvním prezidentem. Huygens vedl Akademii 15 let.

V roce 1673 byla pod názvem „Pendulum Clock“ vydána výjimečně informativní práce o kinematice zrychleného pohybu. Tato kniha byla referenční knihou pro Newtona, který dokončil stavbu základů mechaniky započatou Galileem a pokračovat Huygensem.

1681: v souvislosti s plánovaným zrušením nantského ediktu se Huygens, který nechtěl konvertovat ke katolicismu, vrátil do Holandska, kde pokračoval ve vědeckém bádání.

Pojmenován po Huygens:

• kráter na Měsíci;
• hora Mons Huygens na Měsíci;
• kráter na Marsu;
• asteroid 2801 Huygens;
• evropská vesmírná sonda, která dosáhla Titanu;
• Huygens Laboratory: laboratoř na Leiden University, Nizozemsko.

2. Vědecká činnost

Lagrange napsal, že Huygens „byl předurčen k vylepšení a rozvoji nejdůležitějších objevů Galilea“.

2.1. Matematika a mechanika

Christian Huygens
Rytina z obrazu Kašpara Nechera od G. Edelinka, 1684-1687.

Christian Huygens zahájil svou vědeckou činnost v roce 1651 pojednáním o kvadratuře hyperboly, elipsy a kruhu. V roce 1654 objevil teorii evolut a evolvent.

V roce 1657 Huygens publikoval popis struktury kyvadlových hodin, které vynalezl. Vědci tehdy neměli k experimentům tak potřebný přístroj jako přesné hodinky. Galileo například při studiu zákonů pádu počítal údery svého vlastního tepu. Hodiny s kolečky poháněnými závažím se používaly již dlouhou dobu, ale jejich přesnost byla nevyhovující. Od dob Galilea se kyvadlo používalo samostatně k přesnému měření krátkých časových úseků a bylo nutné počítat počet výkyvů. Huygensovy hodiny měly dobrou přesnost a vědec se pak opakovaně, téměř 40 let, obrátil ke svému vynálezu, vylepšil ho a studoval vlastnosti kyvadla. Huygens zamýšlel použít kyvadlové hodiny k vyřešení problému určování zeměpisné délky na moři, ale výrazně nepokročil. Spolehlivý a přesný námořní chronometr se objevil až v roce 1735 (ve Velké Británii).

V roce 1673 vydal Huygens klasickou práci o mechanice, The Pendulum Clock. Horologium oscilatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrace geometrica"). Skromný název by neměl být zavádějící. Kromě teorie hodin obsahovala práce mnoho prvotřídních objevů v oblasti analýzy a teoretické mechaniky. Huygens tam také kvadraturuje řadu rotačních ploch. Toto a jeho další spisy měly na mladého Newtona obrovský vliv.

V první části práce Huygens popisuje vylepšené, cykloidní kyvadlo, které má konstantní dobu výkyvu bez ohledu na amplitudu. Pro vysvětlení této vlastnosti věnuje autor druhou část knihy vyvozování obecných zákonů pohybu těles v gravitačním poli – volný, pohybující se po nakloněné rovině, valící se po cykloide. Je třeba říci, že toto zlepšení nenašlo praktické uplatnění, protože pro malé výkyvy je zvýšení přesnosti z cykloidního přírůstku hmotnosti nevýznamné. Samotná metodologie výzkumu se však stala součástí zlatého fondu vědy.

Huygens odvozuje zákony rovnoměrně zrychleného pohybu volně padajících těles, založený na předpokladu, že působení působící na těleso konstantní silou nezávisí na velikosti a směru počáteční rychlosti. Odvozením vztahu mezi výškou pádu a druhou mocninou času Huygens poznamenává, že výšky pádů souvisí jako druhé mocniny získaných rychlostí. Dále, vezme-li v úvahu volný pohyb tělesa vrženého vzhůru, zjistí, že těleso se zvedne do největší výšky, když ztratilo veškerou rychlost, která mu byla udělena, a znovu ji získá, když se vrátí zpět.

Galileo bez důkazu připustil, že když tělesa padají po různě nakloněných přímkách ze stejné výšky, nabývají stejné rychlosti. Huygens to dokazuje následovně. Dvě přímky různého sklonu a stejné výšky jsou umístěny svými spodními konci vedle sebe. Pokud tělo vypuštěné z horního konce jednoho z nich nabude větší rychlost než tělo vypuštěné z horního konce druhého, pak může být vypuštěno podél prvního z takového bodu pod horním koncem, že rychlost získaná níže je dostatečná. zvednout tělo k hornímu konci druhého řádku; ale pak by se ukázalo, že tělo se zvedlo do větší výšky, než z jaké spadlo, ale to nemůže být.

Od pohybu tělesa po nakloněné přímce přechází Huygens k pohybu po přerušované čáře a poté k pohybu po libovolné zatáčce a dokazuje, že rychlost získaná při pádu z libovolné výšky podél zatáčky je rovna rychlosti získané během volný pád ze stejné výšky podél svislé čáry a že ke zvednutí stejného tělesa do stejné výšky jak podél svislé přímky, tak podél zatáčky je vyžadována stejná rychlost. Poté přejdeme k cykloide a zvážíme některé její geometrické vlastnosti, autor dokazuje tautochronitu pohybů těžkého bodu podél cykloidy.

Třetí část práce nastiňuje teorii evolut a evolvent, objevenou autorem již v roce 1654; zde najde typ a polohu evoluce cykloidy.

Čtvrtá část nastiňuje teorii fyzikálního kyvadla; Huygens zde řeší problém, který nebyl dán tolika geometrům své doby – problém určení středu kmitání. Vychází z následující věty:

Pokud složité kyvadlo, které opustilo klid, dokončilo nějakou část svého výkyvu, větší než poloviční výkyv, a pokud je spojení mezi všemi jeho částicemi zničeno, pak každá z těchto částic vystoupí do takové výšky, že jejich společný střed gravitace bude v té výšce, ve které bylo, když kyvadlo opustilo klid.

Toto Huygensem neprokázané tvrzení se mu jeví jako základní princip, zatímco nyní představuje prostý důsledek zákona zachování energie.

Teorii fyzikálního kyvadla podal Huygens ve zcela obecné podobě a aplikoval ji na tělesa různého druhu. Huygens opravil Galileovu chybu a ukázal, že izochronismus kmitání kyvadla, který hlásá, probíhá jen přibližně. Poznamenal také dvě další chyby Galilea v kinematice: rovnoměrný kruhový pohyb je spojen se zrychlením (Galileo to popřel) a odstředivá síla není úměrná rychlosti, ale druhé mocnině rychlosti.

V poslední, páté části své práce Huygens uvádí třináct vět o odstředivé síle. Tato kapitola poprvé poskytuje přesné kvantitativní vyjádření pro odstředivou sílu, která později sehrála důležitou roli při studiu pohybu planet a objevu zákona univerzální gravitace. Huygens v něm uvádí (slovně) několik základních vzorců:

V roce 1657 Huygens napsal žádost „ O kalkulacích v hazardu„ke knize svého učitele van Schooten „Matematická studia“. To byla smysluplná prezentace počátků tehdy vznikající teorie pravděpodobnosti. Huygens spolu s Fermatem a Pascalem položil její základy. Z této knihy se s teorií pravděpodobnosti seznámil Jacob Bernoulli, který dokončil vytvoření základů teorie.

Titulní strana Huygensova populárního astronomického a filozofického pojednání "Cosmotheoros"

2.2. Astronomie

Huygens nezávisle zlepšil dalekohled; v roce 1655 objevil Saturnův měsíc Titan a popsal Saturnovy prstence. V roce 1659 popsal celý systém Saturn v díle, které vydal.

V roce 1672 objevil na jižním pólu Marsu ledovou čepici.

Objevil také mlhovinu v Orionu a další mlhoviny, pozoroval dvojhvězdy a odhadl (docela přesně) dobu rotace Marsu kolem své osy.

Poslední kniha „ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ sive de terris coelestibus earumque ornatu conjecturae“ (v latině; vyšla v Haagu v roce 1698) je filozofickou a astronomickou úvahou o vesmíru. Věřil, že i jiné planety obývají lidé. Huygensova kniha získala široký oběh v Evropě, kde byla přeložena do angličtiny (1698), holandštiny (1699), francouzštiny (1702), němčiny (1703) a švédštiny (1774). Dekretem Petra I. byla přeložena do ruštiny Jacobem Brucem v roce 1717 pod názvem „Kniha světa“. Je považována za první knihu v Rusku, která vysvětluje heliocentrický systém Koperníka.

2.3. Optika a vlnová teorie

• Huygens se účastnil současných debat o povaze světla. V roce 1678 vydal své Pojednání o světle, nástin vlnové teorie světla. Další pozoruhodné dílo vydal v roce 1690; tam nastínil kvalitativní teorii odrazu, lomu a dvojlomu na islandském nosníku ve stejné podobě, jak je nyní prezentována v učebnicích fyziky. Formuloval tzv Huygensův princip, který nám umožňuje studovat pohyb vlnoplochy, následně vyvinutý Fresnelem a hrál důležitou roli ve vlnové teorii světla a teorii difrakce.

• Vlastní originální vylepšení dalekohledu, které používal při astronomických pozorováních a zmínil se o něm v odstavci o astronomii. Je také vynálezcem diaskopického projektoru – tzv. "kouzelná lucerna"
• Vynalezl Huygensův okulár sestávající ze dvou plankonvexních čoček.

2.4. Další úspěchy

Kapesní mechanické hodinky

• Teoretický objev zploštělosti Země na pólech, stejně jako vysvětlení vlivu odstředivé síly na směr gravitace a na délku druhého kyvadla v různých zeměpisných šířkách.
• Řešení problému srážky pružných těles současně s Wallisem a Renem.
• Jedním z řešení otázky typu těžkého homogenního řetězce v rovnováze je: (řetězová čára).
• Vynález hodinové spirály, nahrazující kyvadlo, je nesmírně důležitý pro navigaci; První hodinky se spirálkou navrhl v Paříži hodinář Thuret v roce 1674.
• V roce 1675 si nechal patentovat kapesní hodinky.
• První požadoval volbu univerzální přirozené míry délky, kterou navrhl jako 1/3 délky kyvadla s periodou kmitu 1 sekunda (to je přibližně 8 cm).

3. Hlavní práce

• Horologium oscilatorium, 1673 (Kyvadlové hodiny, latinsky).
• Kosmotheeoros. (Anglický překlad vydání z roku 1698) - astronomické objevy Huygens, hypotézy o jiných planetách.
• Pojednání o světle (Treatise on Light, anglický překlad).

4. Poznámky

1. Podle holandsko-ruské praktické transkripce je správnější reprodukovat toto jméno a příjmení v ruštině jako Christian Huygens .
2. Gindikin S.G. Příběhy o fyzicích a matematicích - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html. - třetí vydání, rozšířené. - M.: MTsNMO, 2001. - S. 110. - ISBN 5-900916-83-9
3. Kuzněcov B.G. Galileo Galilei. - M.: Nauka, 1964, s. 165, 174.
4. Vše o planetě Mars - x-mars.narod.ru/investig.htm

Literatura

5.1. Díla Huygens v ruském překladu

• Guens H. Kniha světonázoru a mínění o nebeských a pozemských glóbech a jejich ozdobách. Za. Jacob Bruce. Petrohrad, 1717; 2. vyd., 1724 (v ruském vydání není uvedeno jméno autora a jméno překladatele)
• Archimedes. Huygens. Legendre. Lambert. O kvadraturu kruhu. S aplikací historie problematiky sestavené F. Rudiem. Za. S. N. Bernstein. Odessa, Mathesis, 1913. (Reprint: M.: URSS, 2002)
• Huygens H. Pojednání o světle, které vysvětluje důvody toho, co se s ním děje při odrazu a lomu, zejména při podivném lomu islandského krystalu. M.-L.: ONTI, 1935.
• Huygens H. Tři paměti o mechanice. - publ.lib.ru/ARCHIVES/G/GYUYGENS_Hristian/Gyuygens_H._Tri_memuara_po_mehanike.(1951)..zip M.: Nakladatelství. Akademie věd SSSR, 1951. Řada: Classics of Science.
  • Kyvadlové hodiny.
  • O pohybu těles pod vlivem nárazu.
  • O odstředivé síle.
  • APLIKACE:
    • K. K. Baumgart. Christian Huygens. Stručný životopisný náčrt.
    • K. K. Baumgart. Práce Christiaana Huygense o mechanice.
  • Jmenný rejstřík.

5.2. Literatura o něm

• Veselovský I. N. Huygens. M.: Uchpedgiz, 1959.
• Dějiny matematiky upravil A.P. Juškevič ve třech svazcích, M.: Nauka, svazek 2. Matematika 17. století. (1970) - ilib.mccme.ru/djvu/istoria/istmat2.htm
• Gindikin S.G. Příběhy o fyzicích a matematicích. - www.mccme.ru/free-books/gindikin/index.html M: MCNMO, 2001.
• Costabel P. Vynález cykloidního kyvadla od Christiana Huygense a řemeslo matematika. Historický a matematický výzkum, sv. 21, 1976, str. 143-149.
• Mach E. Mechanika. Historický a kritický esej o jeho vývoji. Iževsk: RHD, 2000.
• Frankfurt W.I., Frank A.M. Christian Huygens. M.: Nauka, 1962.
• Šátek, Michel. Historický přehled vzniku a vývoje geometrických metod - ru.wikisource.org/wiki/Historical_review_of_the_origin_and_development_of_geometric_methods/Huygens. T. 1, č. 11-14. M., 1883.
• John J. O'Connor A Edmund F. Robertson. Huygens, Christian - www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Huygens.html (anglicky) v archivu MacTutora.
• Díla Christiaana Huygense – www.gutenberg.org/author/Christiaan Huygens o projektu Gutenberg

Velká sovětská encyklopedie: Huygens, Huygens Christian (14.4.1629, Haag, - 8.7.1695, tamtéž), holandský mechanik, fyzik a matematik, tvůrce vlnové teorie světla. První zahraniční člen Královské společnosti v Londýně (od roku 1663). G. studoval na univerzitách v Leidenu a Bredě, kde studoval práva a matematiku. Ve 22 letech publikoval práci o určování délky oblouků kružnice, elipsy a hyperboly. V roce 1654 se objevila jeho práce „O určení velikosti kruhu“, která byla hlavním příspěvkem k teorii určování poměru kruhu k průměru (výpočet čísla p). Následovaly další významná matematická pojednání o studiu cykloidy, logaritmických a řetězcových čar atd. Jeho pojednání „O výpočtech v kostkách“ (1657) je jednou z prvních studií v oblasti teorie pravděpodobnosti. G. spolu s R. Hookem stanovili konstantní body teploměru - bod tání ledu a bod varu vody. Ve stejných letech G. pracoval na vylepšení čoček astronomických dalekohledů, snažil se zvětšit jejich světelnost a odstranit chromatickou aberaci. S jejich pomocí objevil G. v roce 1655 satelit planety Saturn (Titan), určil jeho otočnou periodu a zjistil, že Saturn je obklopen tenkým prstencem, nikde k němu nepřiléhá a je nakloněný k ekliptice. Všechna pozorování uvádí G. v klasickém díle „Systém Saturnu“ (1659). V téže práci G. poprvé popsal mlhovinu v souhvězdí Orion a popsal pruhy na povrchu Jupitera a Marsu.
Astronomická pozorování vyžadovala přesné a pohodlné měření času. V roce 1657 G. vynalezl první kyvadlové hodiny vybavené únikovým mechanismem; G. svůj vynález popsal ve svém díle „Pendulum Clock“ (1658). Druhé, rozšířené vydání tohoto díla vyšlo roku 1673 v Paříži. V prvních 4 jeho dílech G. zkoumal řadu problémů spojených s pohybem kyvadla. Dal řešení problému nalezení středu kývání fyzikálního kyvadla - první problém v historii mechaniky o pohybu soustavy spojených hmotných bodů v daném silovém poli. G. v téže práci ustanovil tautochronismus pohybu podél cykloidy a po rozvinutí teorie evolucí rovinných křivek dokázal, že evoluce cykloidy je také cykloida, ale umístěná jinak vzhledem k osám.
V roce 1665, při založení Francouzské akademie věd, byl G. pozván jako její předseda do Paříže, kde žil téměř nepřetržitě 16 let (1665-81). V roce 1680 G. pracoval na vytvoření „planetárního stroje“ - prototypu moderního planetária - pro jehož konstrukci vyvinul poměrně úplnou teorii pokračujících nebo pokračujících zlomků. Toto je poslední dílo, které dokončil v Paříži.
V roce 1681, po návratu do vlasti, se G. znovu pustil do optické práce. V letech 1681-87 vyleštil čočky s obrovskými ohniskovými vzdálenostmi 37, 54,63 m. G. zároveň navrhl okulár nesoucí jeho jméno, který se dodnes používá (viz Okulár). Celý cyklus G. optických děl končí slavným „Pojednání o světle“ (1690). V ní je poprvé ve zcela přehledné podobě představena vlnová teorie světla a aplikována na vysvětlení optických jevů. V kapitole 5 Pojednání o světle podal G. vysvětlení fenoménu dvojího lomu objeveného v krystalech islandských nosníků; Na základě této kapitoly je stále vykládána klasická teorie lomu v opticky jednoosých krystalech.
K Pojednání o světle přidal G. jako dodatek argument „O příčinách gravitace“, v němž se přiblížil objevu zákona univerzální gravitace. G. ve svém posledním pojednání Cosmoteoros (1698), vydaném posmrtně, vychází z teorie plurality světů a jejich obyvatelnosti. V roce 1717 bylo pojednání přeloženo do ruštiny. jazyk na příkaz Petra I.

Christiaan Huygens je nizozemský vědec, matematik, astronom a fyzik, jeden ze zakladatelů vlnové optiky. V letech 1665-81 působil v Paříži. Vynalezl (1657) kyvadlové hodiny s únikovým mechanismem, dal svou teorii, stanovil zákony kmitání fyzického kyvadla a položil základy pro teorii nárazu. Vytvořil (1678, publikoval 1690) vlnovou teorii světla, vysvětlil dvojitý lom. Spolu s Robertem Hookem stanovil konstantní body teploměru. Vylepšený dalekohled; navrhl okulár pojmenovaný po něm. Prstenec kolem Saturnu objevil i jeho satelit Titan. Autor jedné z prvních prací o teorii pravděpodobnosti (1657).

Včasné probuzení talentů

Předkové Christiaana Huygense zaujímali významné místo v historii jeho země. Jeho otec Konstantin Huygens (1596-1687), v jehož domě se budoucí slavný vědec narodil, byl široce vzdělaný, znal jazyky a měl rád hudbu; po roce 1630 se stal poradcem Viléma II. (a následně Viléma III.). Král Jakub I. ho povýšil do rytířského stavu a Ludvík XIII. mu udělil Řád svatého Michala. Jeho děti - 4 synové (druhý je Christian) a jedna dcera - také zanechali dobrou stopu v historii.

Christianův talent se projevil již v raném věku. V osmi letech už studoval latinu a počítání, studoval zpěv a v deseti letech se seznámil s geografií a astronomií. V roce 1641 jeho učitel napsal otci dítěte: „Vidím a téměř závidím Christianovu pozoruhodnou paměť“ a o dva roky později: „Přiznávám, že Christian musí být nazýván zázrakem mezi chlapci.

A Christian se v té době, po studiu řečtiny, francouzštiny a italštiny a zvládnutí hry na cembalo, začal zajímat o mechaniku. Ale nejen to: rád plave, tančí a jezdí na koni. V šestnácti letech nastoupil Christiaan Huygens spolu se svým starším bratrem Konstantinem na univerzitu v Leidenu studovat práva a matematiku (ta byla ochotnější a úspěšnější, učitel se rozhodl poslat jednu ze svých prací René Descartesovi).

Po 2 letech začíná starší bratr pracovat pro prince Fredericka Henrika a Christian a jeho mladší bratr se stěhují do Bredy na „Oran College“. Christianův otec ho také připravoval na veřejnou službu, ale měl jiné aspirace.V roce 1650 se vrátil do Haagu, kde jeho vědeckou práci brzdily jen bolesti hlavy, které ho už nějakou dobu pronásledovaly.

První vědecké práce

Rozsah vědeckých zájmů Christiana Huygense se nadále rozšiřoval. Zajímá se o práce Archiméda o mechanice a Descarta (a později dalších autorů včetně Angličanů Newtona a Hooka) o optice, ale nepřestává studovat matematiku. V mechanice se jeho hlavní výzkum týká teorie rázu a problému konstrukce hodin, které měly v té době mimořádně důležitý aplikační význam a vždy zaujímaly jedno z ústředních míst v Huygensově díle.

Jeho první úspěchy v optice lze také nazvat „aplikovanými“. Christian Huygens se spolu se svým bratrem Constantinem zabývá zdokonalováním optických přístrojů a dosahuje v této oblasti významných úspěchů (tato činnost neustává dlouhá léta; v roce 1682 vynalezl tříčočkový okulár, který dodnes nese jeho jméno. zdokonalující dalekohledy, Huygens však v „Dioptrii“ “ napsal: „...člověk: kdo by dokázal vynalézt dalekohled pouze na základě teorie, bez zásahu náhody, musel by mít nadlidskou mysl“).

Nové přístroje umožňují provádět důležitá pozorování: 25. března 1655 Huygens objevuje Titan, největší satelit Saturnu (o jehož prstence se dlouhou dobu zajímal). V roce 1657 se objevila další Huygensova práce „O výpočtech v kostkách“ – jedna z prvních prací o teorii pravděpodobnosti. Píše další esej „O dopadu těles“ pro svého bratra.

Obecně platí, že padesátá léta 17. století byla dobou největší Huygensovy aktivity. Získává slávu ve vědeckém světě. V roce 1665 byl zvolen členem pařížské akademie věd.

"Huygensův princip"

H. Huygens studoval Newtonova optická díla s neutuchajícím zájmem, ale nepřijal jeho korpuskulární teorii světla. Mnohem bližší mu byly názory Roberta Hooka a Francesca Grimaldiho, kteří věřili, že světlo má vlnovou povahu.

Ale myšlenka světla jako vlny okamžitě vyvolala mnoho otázek: jak vysvětlit přímočaré šíření světla, jeho odraz a lom? Newton na ně dal zdánlivě přesvědčivé odpovědi. Přímost je projevem prvního zákona dynamiky: lehké tělíska se pohybují rovnoměrně a přímočaře, pokud na ně nepůsobí žádné síly. Odraz byl také vysvětlován jako pružný odraz tělísek od povrchů těles. Situace s refrakcí byla poněkud složitější, ale i zde nabídl Newton vysvětlení. Věřil, že když lehká tělíska přiletí k hranici tělesa, začne na ni působit přitažlivá síla z látky, která tělísku udělí zrychlení. To vede ke změně směru rychlosti (refrakce) tělíska a jeho velikosti; proto je podle Newtona rychlost světla například ve skle větší než ve vakuu. Tento závěr je důležitý už jen proto, že umožňuje experimentální ověření (pozdější zkušenosti vyvrátily Newtonův názor).

Christian Huygens, stejně jako jeho výše zmínění předchůdci, věřil, že veškerý prostor je vyplněn zvláštním médiem – éterem, a že světlo jsou vlny v tomto éteru. Pomocí analogie s vlnami na vodní hladině došel Huygens k následujícímu obrázku: když čelo (tj. náběžná hrana) vlny dosáhne určitého bodu, tj. oscilace dosáhnou tohoto bodu, pak se tyto oscilace stanou středy. nových vln rozbíhajících se ve všech směrech a pohyb obálky všech těchto vln dává obraz o šíření čela vlny a směr kolmý na toto čelo je směrem šíření vlny. Pokud je tedy vlnoplocha ve vakuu v určitém okamžiku plochá, pak vždy zůstává plochá, což odpovídá přímočarému šíření světla. Pokud čelo světelné vlny dosáhne hranice prostředí, pak se každý bod na této hranici stane středem nové kulové vlny a sestrojením obálek těchto vln v prostoru jak nad, tak pod hranicí není obtížné vysvětlit jak zákon odrazu, tak zákon lomu (ale v tomto případě musíme přijmout, že rychlost světla v prostředí je nkrát menší než ve vakuu, kde n je stejný index lomu prostředí který je zahrnut v zákonu lomu, který nedávno objevili Descartes a Snell).

Z Huygensova principu vyplývá, že světlo se jako každá vlna může ohýbat kolem překážek. Tento fenomén, který je základním předmětem zájmu, skutečně existuje, ale Huygens se domníval, že „boční vlny“, které vznikají při takovém ohýbání, si nezaslouží příliš pozornosti.

Představy Christiana Huygense o světle byly daleko od moderních. Domníval se tedy, že světelné vlny jsou podélné, tzn. že směry kmitů se shodují se směrem šíření vln. To se může zdát o to zvláštnější, že sám Huygens již zjevně měl představu o fenoménu polarizace, který lze pochopit pouze uvažováním příčných vln. Ale to není to hlavní. Huygensův princip měl rozhodující vliv na naše představy nejen o optice, ale také o fyzice jakýchkoli oscilací a vlnění, která dnes zaujímá jedno z ústředních míst naší vědy. (V.I. Grigorjev)

Více o Christian Huygens:

Christian Huygens von Zuylichen – syn ​​nizozemského šlechtice Constantijna Huygense „Talenty, šlechta a bohatství byly v rodině Christiana Huygense zjevně dědičné,“ napsal jeden z jeho životopisců. Jeho dědeček byl spisovatel a hodnostář, jeho otec byl tajným radou princů z Orange, matematik a básník. Věrná služba jejich panovníkům nezotročila jejich talent a zdálo se, že Christiana předurčil stejný, pro mnohé záviděníhodný osud. Studoval aritmetiku a latinu, hudbu a poezii. Jeho učitel Heinrich Bruno se nemohl nabažit svého čtrnáctiletého žáka:

"Přiznávám, že Christian musí být nazýván zázrakem mezi chlapci... Rozvíjí své schopnosti v oblasti mechaniky a konstrukcí, vyrábí úžasné stroje, ale sotva potřebné." Učitel se mýlil: chlapec vždy hledal výhody studia. Jeho konkrétní, praktická mysl brzy najde schémata strojů, které lidé skutečně potřebují.

Mechanice a matematice se však hned nevěnoval. Otec se rozhodl udělat ze syna právníka, a když Christian dosáhl šestnácti let, poslal ho studovat práva na Londýnskou univerzitu. Během studia právních věd na univerzitě se Huygens současně zajímal o matematiku, mechaniku, astronomii a praktickou optiku. Zručný řemeslník samostatně brousí optická skla a vylepšuje tubus, s jehož pomocí bude později činit své astronomické objevy.

Christiaan Huygens byl bezprostředním nástupcem Galileo-Galilei ve vědě. Podle Lagrange byl Huygens „předurčen k vylepšení a rozvoji nejdůležitějších objevů Galilea“. Existuje příběh o tom, jak Huygens poprvé přišel do kontaktu s myšlenkami Galilea. Sedmnáctiletý Huygens chtěl dokázat, že těla vržená horizontálně se pohybují v parabolách, ale poté, co objevil důkaz v Galileově knize, nechtěl „psat Iliadu po Homérovi“.

Po absolvování univerzity se Christiaan Huygens stává ozdobou družiny hraběte z Nassau, který je na cestě do Dánska na diplomatickou misi. Hraběte nezajímá, že je tento pohledný mladík autorem zajímavých matematických děl, a samozřejmě neví, jak Christian sní o tom, že se dostane z Kodaně do Stockholmu za Descartem. Nikdy se tedy nepotkají: za pár měsíců Descartes zemře.

Ve věku 22 let publikoval Christiaan Huygens „Rozpravy o čtverci hyperboly, elipse a kruhu“. V roce 1655 sestrojí dalekohled a objeví jeden ze Saturnových měsíců, Titan, a publikuje „Nové objevy ve velikosti kruhu“. Christian si ve svých 26 letech píše poznámky o dioptriích. V 28 letech vyšlo jeho pojednání „O výpočtech ve hře v kostky“, kde se za frivolně vyhlížejícím názvem skrývá jedna z prvních studií v historii v oboru teorie pravděpodobnosti.

Jedním z Huygensových nejdůležitějších objevů byl vynález kyvadlových hodin. Svůj vynález si nechal patentovat 16. července 1657 a popsal jej v krátkém eseji publikovaném v roce 1658. O svých hodinkách napsal francouzskému králi Ludvíku XIV.: „Moje stroje, umístěné ve vašich bytech, vás nejen ohromují každý den správným udáním času, ale jsou vhodné, jak jsem od samého začátku doufal, k určování zeměpisná délka místa na moři." Christian Huygens pracoval na úkolu vytvořit a vylepšit hodiny, především kyvadlové, téměř čtyřicet let: od roku 1656 do roku 1693. A. Sommerfeld nazval Huygense „nejbrilantnějším hodinářem všech dob“.

Ve třiceti odhaluje Christiaan Huygens tajemství Saturnova prstenu. Prstence Saturnu si poprvé všiml Galileo ve formě dvou bočních přívěsků, které „podporují“ Saturn. Pak byly vidět prsteny jako tenká čára, nevšiml si jich a už se o nich nezmínil. Galileova trubice ale neměla potřebné rozlišení a dostatečné zvětšení. Pozorování oblohy dalekohledem 92x. Christian zjistí, že prstenec Saturnu byl zaměněn za postranní hvězdy. Huygens rozluštil záhadu Saturnu a poprvé popsal jeho slavné prstence.

V té době byl Christiaan Huygens velmi pohledný mladý muž s velkýma modrýma očima a úhledně zastřiženým knírem. Zrzavé kadeře paruky, strmě stočené podle tehdejší módy, padaly na ramena, ležely na sněhově bílé brabantské krajce drahého límce. Byl přátelský a klidný. Nikdo ho neviděl nějak zvlášť vzrušeného nebo zmateného, ​​jak někam spěchá, nebo naopak ponořeného do pomalého snění. Nerad byl ve „společnosti“ a objevoval se tam jen zřídka, ačkoliv mu jeho původ otevíral dveře všech paláců Evropy. Když se tam však objeví, netváří se vůbec trapně nebo rozpačitě, jak se často stávalo u jiných vědců.

Okouzlující Ninon de Lenclos však marně vyhledává jeho společnost, je vždy přátelský, nic víc, tento přesvědčený mládenec. Pít s přáteli umí, ale jen trochu. Zahrajte si trochu žert, trochu se smějte. Od všeho trochu, velmi málo, aby co nejvíce času zbylo na to hlavní – práci. Práce - neměnná vše pohlcující vášeň - ho neustále spalovala.

Christiaan Huygens se vyznačoval mimořádnou obětavostí. Byl si vědom svých schopností a snažil se je využít naplno. „Jediná zábava, kterou si Huygens dopřál v tak abstraktních pracích,“ napsal o něm jeden z jeho současníků, „bylo to v intervalech, kdy studoval fyziku. To, co bylo pro obyčejného člověka únavným úkolem, byla pro Huygense zábava.“

V roce 1663 byl Huygens zvolen členem Královské společnosti v Londýně. V roce 1665 se na pozvání Colberta usadil v Paříži a následujícího roku se stal členem nově organizované pařížské akademie věd.

V roce 1673 vyšla jeho esej „Kyvadlové hodiny“, která podává teoretické základy Huygensova vynálezu. V této práci Huygens prokazuje, že cykloida má vlastnost izochronismu, a analyzuje matematické vlastnosti cykloidy.

Studiem křivočarého pohybu těžkého bodu Huygens, pokračující v rozvíjení myšlenek vyjádřených Galileem, ukazuje, že těleso při pádu z určité výšky po různých drahách získává konečnou rychlost, která nezávisí na tvaru dráhy, ale závisí pouze na výšce pádu a může stoupat do výšky rovné (při absenci odporu) počáteční výšce. Tuto polohu, která v podstatě vyjadřuje zákon zachování energie pro pohyb v gravitačním poli, využívá Huygens pro teorii fyzikálního kyvadla. Najde výraz pro zmenšenou délku kyvadla, stanoví pojem středu švihu a jeho vlastnosti. Matematický vzorec kyvadla pro cykloidní pohyb a malé kmity kruhového kyvadla vyjadřuje takto:

"Doba jednoho malého kmitu kruhového kyvadla souvisí s dobou pádu podél dvojnásobku délky kyvadla, stejně jako obvod kruhu souvisí s průměrem."

Je příznačné, že na konci své práce vědec uvádí řadu návrhů (bez závěru) o dostředivé síle a stanoví, že dostředivé zrychlení je úměrné druhé mocnině rychlosti a nepřímo úměrné poloměru kružnice. Tento výsledek připravil Newtonovu teorii pohybu těles pod vlivem centrálních sil

Z mechanických studií Christiaana Huygense je kromě teorie kyvadla a dostředivé síly známá jeho teorie dopadu pružných kuliček, kterou předložil pro soutěžní problém vyhlášený Royal Society of London v roce 1668. Huygensova teorie dopadu je založena na zákonu zachování živých sil, hybnosti a Galileově principu relativity. Vyšlo až po jeho smrti v roce 1703. Huygens cestoval docela dost, ale nikdy nebyl nečinným turistou. Během své první cesty do Francie studoval optiku a v Londýně vysvětlil tajemství výroby svých dalekohledů. Působil patnáct let na dvoře Ludvíka XIV., patnáct let brilantního matematického a fyzikálního výzkumu. A za patnáct let - jen dvě krátké cesty do vlasti za léčbou

Christiaan Huygens žil v Paříži až do roku 1681, kdy se po odvolání nantského ediktu jako protestant vrátil do vlasti. Během pobytu v Paříži Roemera dobře znal a aktivně mu pomáhal při pozorováních, která vedla k určení rychlosti světla. Huygens byl první, kdo ve svém pojednání uvedl Roemerovy výsledky.

Doma, v Holandsku, opět neznající únavu, staví Huygens mechanické planetárium, obří sedmdesátimetrové dalekohledy a popisuje světy jiných planet.

Huygensova práce o světle se objevuje v latině, autor ji korigoval a znovu publikoval ve francouzštině v roce 1690. Huygensovo „Pojednání o světle“ vstoupilo do dějin vědy jako první vědecká práce o vlnové optice. Toto pojednání formulovalo princip šíření vln, nyní známý jako Huygensův princip. Na základě tohoto principu byly odvozeny zákony odrazu a lomu světla a byla vyvinuta teorie dvojího lomu v islandském nosníku. Vzhledem k tomu, že rychlost šíření světla v krystalu je v různých směrech různá, nebude tvar vlnové plochy kulový, ale elipsoidní.

Teorie šíření a lomu světla v jednoosých krystalech je pozoruhodným úspěchem Huygensovy optiky. Christiaan Huygens také popsal zmizení jednoho ze dvou paprsků, když procházely druhým krystalem s určitou orientací vzhledem k prvnímu. Huygens byl tedy prvním fyzikem, který prokázal skutečnost polarizace světla.

Huygensovy nápady byly vysoce ceněny jeho nástupcem Fresnelem. Postavil je nad všechny Newtonovy objevy v optice a tvrdil, že Huygensův objev „může být obtížnější než všechny Newtonovy objevy v oblasti světelných jevů“.

Huygens ve svém pojednání neuvažuje o barvách ani o difrakci světla. Jeho pojednání se věnuje pouze zdůvodnění odrazu a lomu (včetně dvojlomu) z vlnového hlediska. Tato okolnost byla pravděpodobně důvodem, proč Huygensova teorie, navzdory její podpoře v 18. století Lomonosovem a Eulerem, nezískala uznání, dokud Fresnel na počátku 19. století nevzkřísil vlnovou teorii na novém základě.

Christiaan Huygens zemřel 8. června 1695, když se v tiskárně tiskla jeho poslední kniha KosMoteoros. (Samin D.K. 100 skvělých vědců. - M.: Veche, 2000)

Více o Christian Huygens:

Huyghens (Christian Huyghensvan Zuylichem), - matematik, astronom a fyzik, kterého Newton uznal za skvělého. Jeho otec, signor van Zuylichem, tajemník knížat z Orange, byl pozoruhodný spisovatel a vědecky vzdělaný.

Christian Huygens zahájil svou vědeckou činnost v roce 1651 esejí o kvadratuře hyperboly, elipsy a kružnice; v roce 1654 objevil teorii evolucí a evolvent, v roce 1655 objevil satelit Saturnu a typ prstenců, v roce 1659 popsal systém Saturnu v díle, které vydal. V roce 1665 se na pozvání Colberta usadil v Paříži a byl přijat za člena Akademie věd.

Hodiny s kolečky poháněnými závažím se používaly již dlouhou dobu, ale regulace rychlosti těchto hodin byla nevyhovující. Od dob Galilea se kyvadlo používalo samostatně k přesnému měření krátkých časových úseků a bylo nutné počítat počet výkyvů. V roce 1657 publikoval Christiaan Huygens popis struktury kyvadlových hodin, které vynalezl. Slavné dílo Horologium oscilatorium, sive de mota pendulorum an horologia aptato demonstrace geometrica, které později, v roce 1673, vydal v Paříži, obsahující prohlášení o nejvýznamnějších objevech v dynamice, ve své první části obsahuje také popis struktury hodiny, ale s dodatečnými vylepšeními v metodě kyvadla, čímž se kyvadlo stalo cykloidním, které má konstantní dobu výkyvu bez ohledu na výkyv. Pro vysvětlení této vlastnosti cykloidního kyvadla věnuje autor druhou část knihy odvození zákonitostí pádu těles, která jsou volná a pohybují se po nakloněných přímkách a nakonec po cykloide. Zde je poprvé jasně vyjádřen počátek nezávislosti pohybů: rovnoměrně zrychlené působením gravitace a jednotné díky setrvačnosti.

Christian Huygens dokazuje zákony stejnoměrně zrychleného pohybu volně padajících těles, založené na principu, že působení působící na těleso silou konstantní velikosti a směru nezávisí na velikosti a směru rychlosti, kterou těleso již má. Odvozením vztahu mezi výškou pádu a druhou mocninou času Huygens poznamenává, že výšky pádů souvisí jako druhé mocniny získaných rychlostí. Dále, když vezme v úvahu volný pohyb těla vrženého vzhůru, zjistí, že tělo se zvedne do největší výšky, když ztratilo veškerou rychlost, která mu byla udělena, a znovu ji získá, když se vrátí zpět.

Galileo bez důkazu připustil, že když tělesa padají po různě nakloněných přímkách ze stejné výšky, nabývají stejné rychlosti. Christiaan Huygens to dokazuje následovně. Dvě přímky různého sklonu a stejné výšky jsou umístěny svými spodními konci vedle sebe. Pokud tělo vypuštěné z horního konce jednoho z nich nabude větší rychlost než tělo vypuštěné z horního konce druhého, pak může být vypuštěno podél prvního z takového bodu pod horním koncem, že rychlost získaná níže je dostatečná. zvednout tělo k hornímu konci druhé čáry, ale pak by se ukázalo, že tělo se zvedlo do větší výšky, než z jaké spadlo, ale to nemůže být.

Od pohybu tělesa po nakloněné přímce přechází H. Huygens k pohybu po přerušované čáře a následně k pohybu po libovolné zatáčce a dokazuje, že rychlost získaná při pádu z libovolné výšky po zatáčce je rovna rychlosti získané při volném pádu ze stejné výšky podél svislé čáry a že ke zvednutí stejného tělesa do stejné výšky je zapotřebí stejná rychlost, a to jak po svislé přímce, tak po zatáčce.

Poté přejdeme k cykloide a zvážíme některé její geometrické vlastnosti, autor dokazuje tautochronismus pohybů těžkého bodu podél cykloidy. Třetí část práce uvádí teorii evolut a evolvent, objevenou autorem již v roce 1654; Zde křesťané nacházejí typ a polohu evoluce cykloidy.

Čtvrtá část se zabývá teorií fyzického kyvadla, Christiaan Huygens zde řeší problém, který tolika geometrům své doby nebyl dán - problém určení středu kývání. Vychází z následující věty: „Pokud složité kyvadlo, které opustilo klid, dokončilo nějakou část svého výkyvu, větší než poloviční výkyv, a pokud je spojení mezi všemi jeho částicemi zničeno, pak každá z těchto částic bude vystoupají do takové výšky, že jejich společné těžiště bude ve výšce, ve které bylo, když kyvadlo zůstalo v klidu. Toto tvrzení, které Christiaan Huygens neprokázal, se mu jeví jako základní princip, zatímco nyní představuje aplikaci zákona zachování energie na kyvadlo. Teorii fyzikálního kyvadla podal Huygens ve zcela obecné podobě a aplikoval ji na tělesa různého druhu. V poslední, páté části své práce předkládá vědec třináct vět o odstředivé síle a zkoumá rotaci kuželového kyvadla.

Dalším pozoruhodným dílem Christiana Huygense je teorie světla, publikovaná v roce 1690, ve které uvádí teorii odrazu a lomu a poté dvojího lomu v islandském nosníku ve stejné podobě, jak je nyní prezentována v učebnicích fyziky. Z dalších objevených H. Huygensem uvedeme následující.

Objev skutečné podoby Saturnových prstenců a jeho dvou měsíců, uskutečněný pomocí jím postaveného desetistopého dalekohledu. Spolu se svým bratrem se Christiaan Huygens zabýval výrobou optických skel a výrazně zdokonalil jejich výrobu. Teoreticky byl objeven elipsoidní tvar země a její stlačení na pólech a také vysvětlení vlivu odstředivé síly na směr gravitace a na délku druhého kyvadla v různých zeměpisných šířkách. Řešení problému srážky pružných těles současně s Wallisem a Brennem.

Christiaan Huygens vynalezl hodinovou spirálu, která nahradila kyvadlo, první hodiny se spirálou sestrojil v Paříži hodinář Thuret v roce 1674. Vlastnil také jedno z řešení problému tvaru těžkého homogenního řetězu v rovnováze.

KŘESŤAN HUYGENS

14. dubna 1629 se narodil Christiaan Huygens von Zuylichen - syn nizozemského šlechtice Constantijna Huygense. „Nadání, šlechta a bohatství byly v rodině Christiana Huygense zjevně dědičné,“ napsal jeden z jeho životopisců. Jeho dědeček byl spisovatel a hodnostář, jeho otec byl tajným radou princů z Orange, matematik a básník. Věrná služba jejich panovníkům nezotročila jejich talent a zdálo se, že Christiana předurčil stejný, pro mnohé záviděníhodný osud. Studoval aritmetiku a latinu, hudbu a poezii. Čtrnáctiletého žáka se nemohl nabažit jeho učitel Heinrich Bruno: „Uznávám, že Christian musí být mezi chlapci nazýván zázrakem... Rozvíjí své schopnosti v oblasti mechaniky a konstrukce, vyrábí úžasné stroje, ale stěží nutné."

Učitel se mýlil: chlapec vždy hledal výhody studia. Jeho konkrétní, praktická mysl brzy najde schémata strojů, které lidé skutečně potřebují.

Mechanice a matematice se však hned nevěnoval. Otec se rozhodl udělat ze syna právníka, a když Christian dosáhl šestnácti let, poslal ho studovat práva na Londýnskou univerzitu. Během studia právních věd na univerzitě se Huygens současně zajímal o matematiku, mechaniku, astronomii a praktickou optiku. Zručný řemeslník samostatně brousí optická skla a vylepšuje dýmku, s jejíž pomocí bude později činit své astronomické objevy.

Christiaan Huygens byl Galileovým bezprostředním nástupcem ve vědě. Podle Lagrange byl Huygens „předurčen k vylepšení a rozvoji nejdůležitějších objevů Galilea“. Existuje příběh o tom, jak Huygens poprvé přišel do kontaktu s myšlenkami Galilea. Sedmnáctiletý Huygens chtěl dokázat, že těla vržená horizontálně se pohybují v parabolách, ale poté, co objevil důkaz v Galileově knize, nechtěl „psat Iliadu po Homérovi“.

Po absolvování univerzity se stává ozdobou družiny hraběte z Nassau, který je na cestě do Dánska na diplomatickou misi. Hraběte nezajímá, že je tento pohledný mladík autorem zajímavých matematických děl, a samozřejmě neví, jak Christian sní o tom, že se dostane z Kodaně do Stockholmu za Descartem. Nikdy se tedy nepotkají: za pár měsíců Descartes zemře.

Ve věku 22 let Huygens publikoval „Rozpravy o čtverci hyperboly, elipse a kruhu“. V roce 1655 sestrojí dalekohled a objeví jeden ze Saturnových měsíců, Titan, a publikuje „Nové objevy ve velikosti kruhu“. Christian si ve svých 26 letech píše poznámky o dioptriích. V 28 letech vyšlo jeho pojednání „O výpočtech ve hře v kostky“, kde se za frivolně vyhlížejícím názvem skrývá jedna z prvních studií v oboru teorie pravděpodobnosti v historii.

Jedním z Huygensových nejdůležitějších objevů byl vynález kyvadlových hodin. Svůj vynález si nechal patentovat 16. července 1657 a popsal jej v krátkém eseji publikovaném v roce 1658. O svých hodinkách napsal francouzskému králi Ludvíku XIV.: „Moje stroje, umístěné ve vašich bytech, vás nejen ohromují každý den správným udáním času, ale jsou vhodné, jak jsem od samého začátku doufal, k určování zeměpisná délka místa na moři." Christian Huygens pracoval na úkolu vytvořit a vylepšit hodiny, především kyvadlové, téměř čtyřicet let: od roku 1656 do roku 1693. A. Sommerfeld nazval Huygense „nejbrilantnějším hodinářem všech dob“.

Ve třiceti Huygens odhaluje tajemství Saturnova prstence. Prstence Saturnu si poprvé všiml Galileo ve formě dvou bočních přívěsků, které „podporují“ Saturn. Pak byly vidět prsteny jako tenká čára, nevšiml si jich a už se o nich nezmínil. Galileova trubice ale neměla potřebné rozlišení a dostatečné zvětšení. Při pozorování oblohy pomocí dalekohledu 92x Christian zjišťuje, že prstenec Saturnu byl zaměněn za postranní hvězdy. Huygens rozluštil záhadu Saturnu a poprvé popsal jeho slavné prstence.

V té době byl Huygens velmi pohledný mladý muž s velkýma modrýma očima a úhledně zastřiženým knírem. Zrzavé kadeře paruky, strmě stočené podle tehdejší módy, padaly na ramena, ležely na sněhově bílé brabantské krajce drahého límce. Byl přátelský a klidný. Nikdo ho neviděl nijak zvlášť vzrušeného nebo zmateného, ​​jak někam spěchá, nebo naopak ponořeného do pomalého přemýšlení. Nerad byl ve „společnosti“ a objevoval se tam jen zřídka, ačkoliv mu jeho původ otevíral dveře všech paláců Evropy. Když se tam však objeví, netváří se vůbec trapně nebo rozpačitě, jak se často stávalo u jiných vědců.

Okouzlující Ninon de Lenclos však marně vyhledává jeho společnost, je vždy přátelský, nic víc, tento přesvědčený mládenec. Pít s přáteli umí, ale jen trochu. Zahrajte si trochu žert, trochu se smějte. Od všeho trochu, velmi málo, aby co nejvíce času zbylo na to hlavní – práci. Práce - neměnná vše pohlcující vášeň - ho neustále spalovala.

Huygens se vyznačoval mimořádnou obětavostí. Byl si vědom svých schopností a snažil se je využít naplno. „Jediná zábava, kterou si Huygens dopřál v tak abstraktních pracích,“ napsal o něm jeden z jeho současníků, „bylo to v intervalech, kdy studoval fyziku. To, co bylo pro obyčejného člověka únavným úkolem, byla pro Huygense zábava.“

V roce 1663 byl Huygens zvolen členem Královské společnosti v Londýně. V roce 1665 se na pozvání Colberta usadil v Paříži a následujícího roku se stal členem nově organizované pařížské akademie věd.

V roce 1673 vyšla jeho esej „Kyvadlové hodiny“, která podává teoretické základy Huygensova vynálezu. V této práci Huygens prokazuje, že cykloida má vlastnost izochronismu, a analyzuje matematické vlastnosti cykloidy.

Studiem křivočarého pohybu těžkého bodu Huygens, pokračující v rozvíjení myšlenek vyjádřených Galileem, ukazuje, že těleso při pádu z určité výšky po různých drahách získává konečnou rychlost, která nezávisí na tvaru dráhy, ale závisí pouze na výšce pádu a může stoupat do výšky rovné (při absenci odporu) počáteční výšce. Tuto polohu, která v podstatě vyjadřuje zákon zachování energie pro pohyb v gravitačním poli, využívá Huygens pro teorii fyzikálního kyvadla. Najde výraz pro zmenšenou délku kyvadla, stanoví pojem středu švihu a jeho vlastnosti. Vzorec matematického kyvadla pro cykloidní pohyb a malé kmity kruhového kyvadla vyjadřuje takto: „Doba jednoho malého kmitu kruhového kyvadla souvisí s dobou pádu po dvojnásobné délce kyvadla, stejně jako obvod kruhu souvisí s jeho průměrem."

Je příznačné, že na konci své práce vědec uvádí řadu návrhů (bez závěru) o dostředivé síle a stanoví, že dostředivé zrychlení je úměrné druhé mocnině rychlosti a nepřímo úměrné poloměru kružnice. Tento výsledek připravil Newtonovu teorii pohybu těles při působení centrálních sil.

Z Huygensových mechanických studií je kromě teorie kyvadla a dostředivé síly známá jeho teorie dopadu pružných kuliček, kterou předložil pro soutěžní problém vyhlášený Royal Society of London v roce 1668. Huygensova teorie dopadu je založena na zákonu zachování živých sil, hybnosti a Galileově principu relativity. Vyšlo až po jeho smrti v roce 1703.

Huygens cestoval docela dost, ale nikdy nebyl nečinným turistou. Během své první cesty do Francie studoval optiku a v Londýně vysvětlil tajemství výroby svých dalekohledů. Působil patnáct let na dvoře Ludvíka XIV., patnáct let brilantního matematického a fyzikálního výzkumu. A za patnáct let - jen dvě krátké cesty do vlasti za léčbou.

Huygens žil v Paříži až do roku 1681, kdy se po odvolání nantského ediktu jako protestant vrátil do vlasti. Během pobytu v Paříži Roemera dobře znal a aktivně mu pomáhal při pozorováních, která vedla k určení rychlosti světla. Huygens byl první, kdo ve svém pojednání uvedl Roemerovy výsledky.

Doma, v Holandsku, opět neznající únavu, staví Huygens mechanické planetárium, obří sedmdesátimetrové dalekohledy a popisuje světy jiných planet.

Huygensovo dílo o světle se objevuje v latině, opraveno autorem a znovu publikováno ve francouzštině v roce 1690. Huygensovo „Pojednání o světle“ vstoupilo do dějin vědy jako první vědecká práce o vlnové optice. Toto pojednání formulovalo princip šíření vln, nyní známý jako Huygensův princip. Na základě tohoto principu byly odvozeny zákony odrazu a lomu světla a byla vyvinuta teorie dvojího lomu v islandském nosníku. Vzhledem k tomu, že rychlost šíření světla v krystalu je v různých směrech různá, nebude tvar vlnové plochy kulový, ale elipsoidní.

Teorie šíření a lomu světla v jednoosých krystalech je pozoruhodným úspěchem Huygensovy optiky. Huygens také popsal zmizení jednoho ze dvou paprsků, když procházely druhým krystalem v určité orientaci vzhledem k prvnímu. Huygens byl tedy prvním fyzikem, který prokázal skutečnost polarizace světla.

Huygensovy nápady byly vysoce ceněny jeho nástupcem Fresnelem. Postavil je nad všechny Newtonovy objevy v optice a tvrdil, že Huygensův objev „může být obtížnější než všechny Newtonovy objevy v oblasti světelných jevů“.

Huygens ve svém pojednání neuvažuje o barvách ani o difrakci světla. Jeho pojednání se věnuje pouze zdůvodnění odrazu a lomu (včetně dvojlomu) z vlnového hlediska. Tato okolnost byla pravděpodobně důvodem, proč se Huygensově teorii, navzdory její podpoře v 18. století Lomonosovem a Eulerem, dostalo uznání až ve chvíli, kdy Fresnel na počátku 19. století vzkřísil vlnovou teorii na novém základě.

Huygens zemřel 8. července 1695, když se v tiskárně tiskla jeho poslední kniha Cosmoteoros.