17. století bylo pro vědu velmi příznivým obdobím, s pokroky v oblasti fyziky, matematiky, chemie a přírodních věd. V prostoru století bylo poprvé pozorováno několik planet a měsíců, byly vytvořeny přesné modely pro předpovídání pohybů planet a byl vytvořen zákon univerzální gravitace.
Uprostřed toho vyniká jméno Christiaan Huygens mezi ostatními. Jako jeden z předních vědců své doby byl klíčovým ve vývoji hodin, mechaniky a optiky. A v oblasti astronomie objevil Saturnovy prsteny a jejich největší měsíc - Titan. Díky Huygensovi byly další generace astronomů inspirovány k prozkoumání vnější sluneční soustavy, což v příštím století vedlo k objevení dalších cronských měsíců, Uranu a Neptunu.
Raný život:
Christiaan Huygens se narodila v Haagu 14. dubna 1629 v bohaté a vlivné nizozemské rodině. Christiaan byl druhým synem Constantijn Huygens a Suzanna van Baerle, kteří pojmenovali Christiaan po svém otcovském dědovi. Constantijn - slavný básník, skladatel a poradce Oranžského domu - byl přátelé s mnoha současnými filozofy, včetně Galileo Galilei, Marin Mersenne a René Descartes.
Spojení jeho otce a osobní vztahy umožnily Christiaanovi získat komplexní vzdělání v oblasti umění a věd a postavit ho na cestu, aby se stal vynálezcem a astronomem. Až do svých šestnácti let byl Christiaan doma vzděláván a získal liberální vzdělání, studium jazyků, hudby, historie, zeměpisu, matematiky, logiky, rétoriky a také tance, šermu a jízdy na koni.
Vzdělávání:
V 1645, Christiaan byl poslán studovat právo a matematiku na univerzitě Leiden, na jihu Nizozemska. Po dvou letech Huygens pokračoval ve studiu na nově založené College of Orange v Bredě, kde byl jeho otec kurátorem, až do ukončení studia v roce 1649. Zatímco jeho otec doufal, že bude diplomatem, Christiaanův zájem o matematiku a vědy byly zřejmé.
V roce 1654 se Huygens vrátil do domu svého otce v Haagu a začal se zcela věnovat výzkumu. Většina z toho se odehrála v jiném domě, který jeho rodina vlastnila v nedalekém Hofwijcku, kde trávil většinu léta. Huygens vyvinul v této době širokou škálu korespondentů, mezi které patřil Mersenne a kruh akademiků, se kterými se v Paříži obklopil.
V roce 1655 začal Huygens navštěvovat Paříž při několika příležitostech a účastnil se debat pořádaných Montmorskou akademií - která po jeho smrti převzala z kruhu Mersenne po jeho smrti v roce 1648. Huygens obhajoval vědeckou metodu a experimentování nad tradičními způsoby ortodoxie a to, co viděl jako amatérské postoje.
V roce 1661 provedl Huygens svou první návštěvu Anglie, kde se zúčastnil setkání skupiny Gresham College - společnosti vědců ovlivněných novou vědeckou metodou (podporovanou Francisem Baconem). V 1663, Huygens se stal členem královské společnosti, který následoval Gresham skupinu, a se setkal s takovými vlivnými učenci jako Isaac Newton a Robert Boyle, se účastnit mnoha debat a diskuzí s ostatními jejich ilk.
V roce 1666 se Huygens přestěhoval do Paříže a stal se jedním ze zakládajících členů nové Francouzské akademie věd Ludvíka XIV. Zatímco tam, on používal Pařížskou observatoř, aby dělal jeho největší objevy v poli astronomie (vidět dolů), řídil korespondenci s královskou společností, a pracoval podél kolegy astronom Giovanni Cassini (kdo objevil Saturnovy měsíce Iapetus, Rhea, Tethys a Dione) .
Jeho práce s Akademií mu poskytla větší důchod než kterýkoli jiný člen a byt v jeho budově. Kromě příležitostných návštěv v Holandsku žil v letech 1666 až 1681 v Paříži a seznámil se s německým matematikem a filozofem Gottfriedem Wilhelmem Leibnizem, s nímž zůstal po celý svůj život přátelsky.
Úspěchy v astronomii:
Od roku 1652-53 začal Huygens studovat sférické čočky z teoretického hlediska s konečným cílem porozumět dalekohledům. 1655, ve spolupráci s jeho bratrem Constantijn, on broušel a leštil jeho vlastní čočky, a nakonec navrhl co je nyní nazvané Huygenian okulárem - dalekohled oční skládající se ze dvou čoček.
V 60. letech 20. století mu jeho práce s objektivy umožnila společenské setkání s Baruchem Spinozou - slavným nizozemským filozofem, učencem a racionalistou, který je profesionálně zakládal. S využitím těchto vylepšení, které představil v čočkách, které zase používal k vytváření vlastních dalekohledů, začal Huygens studovat planety, hvězdy a vesmír.
V roce 1655 se pomocí 50 výkonného refrakčního dalekohledu, který sám navrhl, stal prvním astronomem, který identifikoval Saturns Rings, který o čtyři roky později správně změřil tvar. Ve své práciSystema Saturnium (1659), on prohlašoval Saturn byl “obklopený tenkým plochým prstenem, nikde se dotýkat, a inklinoval k ecliptic.”
To bylo také v 1655 že on se stal prvním astronomem pozorovat největší Saturnovy měsíce - Titan. V té době pojmenoval měsíc Saturni Luna (Latina pro „Saturnův měsíc“), kterou popsal ve svém traktu s názvem De Saturni Luna Observatio Nova (“Nové pozorování Saturnova měsíce “).
Ve stejném roce použil svůj moderní dalekohled k pozorování mlhoviny Orion a úspěšně jej rozdělil na různé hvězdy. Vytvořil také vůbec první ilustrace, kterou také publikoval v roce 2007 Systema Saturnium v roce 1659. Z tohoto důvodu byla světlejší vnitřní oblast pojmenována Huygénský region na jeho počest.
Krátce před jeho smrtí v roce 1695 Huygens dokončil Kosmotheoros, který byl publikován posmrtně v roce 1698 (kvůli jeho spíše kacířským výrokům). Huygens v něm spekuloval o existenci mimozemského života na jiných planetách, o nichž si myslel, že by byly podobné tomu na Zemi. Takové spekulace nebyly v té době neobvyklé, a to částečně díky Copernicanskému (heliocentrickému) modelu.
Huygens však přešel do podrobností a uvedl, že dostupnost vody v kapalné formě je pro život nezbytná a že vlastnosti vody se musí lišit od planety k planetě, aby vyhovovaly teplotnímu rozsahu. Pozorování tmavých a jasných skvrn na površích Marsu a Jupiteru považoval za důkaz vody a ledu na těchto planetách.
S ohledem na možnost biblických výzev argumentoval, že mimozemský život nebyl Biblí ani potvrzen, ani popřen, a zeptal se, proč Bůh vytvoří další planety, pokud by neměly být osídleny jako Země. To bylo také v této knize, že Huygens publikoval jeho metodu pro odhad hvězdných vzdáleností, založený na předpokladu (později ukázaný nesprávný) že všechny hvězdy byly tak zářivé jako slunce.
V 1659, Huygens také řekl to, co je nyní známé jako druhý Newtonových pohybových zákonů v kvadratické formě. V té době odvodil to, co je nyní standardní vzorec pro centripetální sílu, uplatňovaný objektem popisujícím kruhový pohyb, například na provázku, ke kterému je připojen. V matematické podobě je to vyjádřeno jako Fc = mv2 / r, kde m je hmotnost objektu, v rychlost a poloměr.
Zveřejnění obecného vzorce pro tuto sílu v roce 1673 - i když se týkalo jeho práce v kyvadlových hodinách a nikoli astronomie (viz níže) - byl významným krokem při studiu orbit v astronomii. To umožnilo přechod od třetího Keplerova zákona o planetárním pohybu do inverzního čtvercového zákona gravitace.
Další úspěchy:
Jeho zájem jako astronoma o přesné měření času ho také vedl k objevu kyvadla jako regulátoru hodin. Jeho vynález kyvadlových hodin, který vytvořil na konci roku 1656, byl průlomem v časoměřičce a umožnil přesnější hodiny, než jaké byly v té době k dispozici.
V roce 1657 Huygens najal v Haagu smluvní výrobce hodin, aby si postavil hodiny a požádal o místní patent. V jiných zemích, například ve Francii a Británii, byl méně úspěšný a návrháři zašli tak daleko, aby ukradli jeho design pro vlastní potřebu. Huygenova publikovaná práce na konceptu však zajistila, že mu byl vynález připisován. Nejstarší známé kyvadlové hodiny ve stylu Huygens pocházejí z roku 1657 a lze je vidět v muzeu Boerhaave v Leidenu (viz výše).
V 1673, Huygens publikoval Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (Teorie a konstrukce kyvadlových hodin), jeho hlavní práce na kyvadlech a horologii. V něm se zabýval problémy vznesenými předchozími vědci, kteří považovali kyvadla za izochronní - tj. Jejich období v závislosti na šířce jejich houpačky, s širokými výkyvy, které trvají o něco déle než úzké výkyvy.
Huygens analyzoval tento problém pomocí geometrických metod (včasné použití počtu) a zjistil, že čas, který zabere, je stejný, bez ohledu na jeho počáteční bod. Dále vyřešil problém, jak vypočítat periodu kyvadla, a popsal vzájemný vztah mezi středem oscilace a bodem otáčení. Ve stejné práci analyzoval kuželové kyvadlo - hmotnost na šňůře pohybující se v kruhu, který používá koncept odstředivé síly.
Huygens je také připočítán za vývoj rovnováhy jarní hodinky, ve stejném období jako Robert Hooke (1675). Spor o to, kdo byl první, přetrvával po staletí, ale obecně se věří, že Huygenův vývoj nastal nezávisle na Hookově.
Huygens je také pamatován pro jeho příspěvky k optice, obzvláště pro jeho vlnovou teorii světla. Tyto teorie byly poprvé sděleny v roce 1678 Pařížské akademii věd a byly zveřejněny v roce 1690 v jeho „Traité de la lumière“ (“Pojednání o světle“). V tom, on argumentoval revidovanou verzi Descartes pohledů, ve kterém rychlost světla je nekonečná a propagovaná pomocí sférických vln vyzařovaných podél vlnové fronty.
V roce 1690 vyšlo také Huygenovo pojednání o gravitaci, “Discours de la způsobit de la pesanteur ” (“Diskuse o příčině gravitace“), Který obsahoval mechanické vysvětlení gravitace založené na karteziánských vírech. To představovalo odklon od Newtonovy gravitační teorie, kterou Huygen's navzdory obecnému obdivování Newtonovi považoval za prostou matematického principu.
Jiné vynálezy Huygens zahrnovaly jeho design spalovacího motoru v 1680 to uteklo z střelného prachu, ačkoli žádné prototypy byly nikdy stavěny. Huygens také postavil tři dalekohledy jeho vlastního designu, s ohniskovými délkami 37,5, 55 a 64 metrů (123, 180 a 210 stop), které byly později představeny Královské společnosti.
Smrt a odkaz:
Huygens se přestěhoval zpět do Haagu v roce 1681 poté, co trpěl vážným záchvatem depresivní nemoci, která ho trápila po celý jeho život. Pokusil se vrátit do Francie v roce 1685, ale odvolání Edikt Nantes - který umožnil francouzskému protestantovi (Huguenotům) svobodu praktikovat jejich náboženství - tomu vylučovalo. Když jeho otec zemřel v roce 1687, zdědil Hofwijcka, který si příští rok udělal doma.
V 1689, on dělal jeho třetí a poslední návštěvu v Anglii, vidět Isaaca Newtona znovu pro výměnu nápadů na pohybu a optice. On zemřel v Haagu 8. července 1695, poté, co trpěl špatným zdravím, a byl pohřben v Grote Sint-Jacobskerk - velký nebo St. James kostel, mezník protestantský kostel v Haagu.
Za celoživotní práci a příspěvky do mnoha vědních oborů byl Huygen's oceněn mnoha způsoby. Jako uznání za svůj čas na Leidenově univerzitě byla vybudována Huygensova laboratoř, která je domovem katedry fyziky univerzity. Evropská kosmická agentura (ESA) také vytvořila budovu Huygens, která se nachází naproti Evropskému kosmickému výzkumnému a technologickému centru (ESTEC) v kosmickém obchodním parku v nizozemském Noordwijku.
Radbound University se sídlem v nijmegenu v Nizozemsku má také budovu pojmenovanou po Huygensovi, která je jednou z hlavních budov vědeckého oddělení univerzity. Na jeho počest je také pojmenována vysoká škola Christiaan Huygens College, která se nachází v nizozemském Eindhovenu, stejně jako stipendijní program Huygen - speciální stipendium pro mezinárodní a nizozemské studenty.
K dispozici je také dvousložkový okulární okulár pro dalekohledy navržené Huygensem, který je proto známý jako okulár Huygenian. Na jeho počest byl také pojmenován balíček pro mikroskopické zpracování obrazu, známý jako Huygens Software. Na počest Christiaana a jeho otce, dalšího renomovaného nizozemského učence a vědce, vytvořil nizozemský národní superpočítač v Amsterdamu superpočítač Huygens.
A díky jeho příspěvkům na poli astronomie bylo po Huygensovi pojmenováno mnoho nebeských objektů, prvků a vozidel. Tyto zahrnují Asteroid 2801 Huygens, kráter Huygens na Marsu a Mons Huygens, hora na Měsíci. A samozřejmě je zde Huygensova sonda, která přistála při průzkumu povrchu Titanu, jako součást mise Cassini – Huygens v Saturn.
Space Magazine obsahuje mnoho zajímavých článků o Christiaanovi Huygensovi a jeho objevech. Zde je například jeden, který uznává 375. narozeniny Christiaana Huygense, článek o Saturnově Měsíci Titan a podrobnosti o Huygenově misi a co odhalil o Titanově atmosféře.
Astronomie Cast má také informativní podcast na toto téma, Epizoda 230: Christiaan Huygens a Episode 150: Telescopes, Next Level
Další informace naleznete na stránce průzkumu sluneční soustavy NASA o Christiaan Huygens a biografii Christiaan Huygens.
