Гюйгенс, Христиан

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Христиан Гюйгенс (нидерл. Christiaan Huygens, 14 апреля 1629, Гаага — 8 июля 1695) — голландский математик, физик и астроном.

Гюйгенс родился в Гааге. Отец его Константин Гюйгенс (Хёйгенс), секретарь принцев Оранских, был замечательным литератором и научно образован. Научную деятельность Христиан Гюйгенс начал в 1651 г. сочинением о квадратуре гиперболы, эллипса и круга; в 1654 открыл теорию эволют и эвольвент, в 1655 нашёл спутника Сатурна и вид колец, в 1659 он описал систему Сатурна в изданном им сочинении. В 1665 году по приглашению Кольбера поселился в Париже и был принят в число членов Академии наук. В 1666 по предложению того же Кольбера становится её первым президентом.

Часы с колесами, приводимыми в движение гирями, были в употреблении с давнего времени, но регулирование хода подобных часов было неудовлетворительно. Маятник же со времен Галилея употребляли отдельно для точного измерения небольших промежутков времени, причём приходилось вести счёт числу качаний. В 1657 году Гюйгенс издал описание устройства изобретённых им часов с маятником. Изданное им позднее, в 1673 году, в Париже знаменитое сочинение Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica, заключающее в себе изложение важнейших открытий по динамике, в первой своей части заключает также описание устройства часов, но с прибавлением усовершенствования в способе привеса маятника, делающего маятник циклоидальным, который обладает постоянным временем качания независимо от величины размаха. Для объяснения этого свойства циклоидального маятника автор посвящает вторую часть книги выводу законов падения тел свободных и движущихся по наклонным прямым, а наконец, и по циклоиде. Здесь в первый раз высказано ясно начало независимости движений: равноускоренного вследствие действия тяжести и равномерного по инерции. Гюйгенс доказывает законы равноускоренного движения свободно падающих тел, основываясь на начале, что действие, сообщаемое телу силой постоянной величины и направления, не зависит от величины и направления той скорости, которой уже обладает тело. Выводя зависимость между высотой падения и квадратом времени, Гюйгенс делает замечание, что высоты падений относятся как квадраты приобретенных скоростей. Далее, рассматривая свободное движение тела, брошенного вверх, он находит, что тело поднимается на наибольшую высоту, потеряв всю сообщенную ему скорость, и приобретает её снова при возвращении обратно.

Галилей допускал без доказательства, что при падении по различно наклонным прямым с одинаковой высоты тела приобретают равные скорости. Гюйгенс доказывает это следующим образом. Две прямые разного наклонения и равной высоты приставляются нижними концами одна к другой. Если тело, спущенное с верхнего конца одной из них, приобретает большую скорость, чем пущенное с верхнего конца другой, то можно пустить его по первой из такой точки ниже верхнего конца, чтобы приобретенная внизу скорость была достаточна для подъёма тела до верхнего конца второй прямой; но тогда бы вышло, что тело поднялось на высоту, большую той, с которой упало, а этого быть не может. От движения тела по наклонной прямой Гюйгенс переходит к движению по ломаной линии и далее к движению по какой-либо кривой, причём доказывает, что скорость, приобретаемая при падении с какой-либо высоты по кривой, равна скорости, приобретаемой при свободном падении с той же высоты по вертикальной линии, и что такая же скорость необходима для подъёма того же тела на ту же высоту как по вертикальной прямой, так и по кривой. Затем, переходя к циклоиде и рассмотрев некоторые геометрические свойства её, автор доказывает таутохронизм движений тяжелой точки по циклоиде. В третьей части сочинения излагается теория эволют и эвольвент, открытая автором ещё в 1654 г.; здесь он находит вид и положение эволюты циклоиды. В четвертой части излагается теория физического маятника; здесь Гюйгенс решает ту задачу, которая не давалась стольким современным ему геометрам, — задачу об определении центра качаний. Он основывается на следующем предложении: «Если сложный маятник, выйдя из покоя, совершил некоторую часть своего качания, большую полуразмаха, и если связь между всеми его частицами будет уничтожена, то каждая из этих частиц поднимется на такую высоту, что общий центр тяжести их при этом будет на той высоте, на которой он был при выходе маятника из покоя». Это предложение, не доказанное у Гюйгенса, является у него в качестве основного начала, между тем как теперь оно представляет применение к маятнику закона сохранения энергии. Теория маятника физического дана Гюйгенсом вполне в общем виде и в применении к телам разного рода. В последней, пятой части своего сочинения Гюйгенс дает тринадцать теорем о центробежной силе и рассматривает вращение конического маятника.

Другое замечательное сочинение Гюйгенс есть теория света, изданная в 1690 г., в которой он излагает теорию отражения и преломления и затем двойного лучепреломления в исландском шпате в том самом виде, как она излагается теперь в учебниках физики.

Из других открытий Гюйгенса мы упомянем о следующих. Открытие истинного вида сатурновых колец и двух его спутников, сделанные с помощью десятифутового телескопа, им же и устроенного. Вместе с его братом он занимался изготовлением оптических стекол и значительно усовершенствовал их производство. Открытие теоретическим путем эллипсоидального вида земли и сжатия её у полюсов, а также объяснение влияния центробежной силы на направление силы тяжести и на длину секундного маятника на разных широтах. Решение вопроса о соударении упругих тел одновременно с Валлисом и Вренном. Гюйгенсу принадлежит изобретение часовой спирали, заменяющей маятник; первые часы со спиралью устроены в Париже часовым мастером Тюре в 1674 г. Ему же принадлежит одно из решений вопроса о виде тяжелой однородной цепи, находящейся в равновесии.

Гюйгенс вписал своё имя и в историю астрономии, установив при помощи усовершенствованных им телескопов, что Сатурн окружён кольцом и имеет спутника —Титана, обнаружив туманность в созвездии Ориона и довольно точно определив время обращения Марса вокруг его оси.

После того как Блез Паскаль уговорил его, Гюйгенс написал первую книгу по теории вероятностей, опубликованную в 1657.

В 1675 запатентовал карманные часы. Является изобретателем диаскопического проектора — т. н. «волшебного фонаря».

---

При написании этой статьи использовался материал из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона (1890—1907).