Гюйгенс
Гюйгенс

Героическая борьба голландского народа против испанского абсолютизма и феодальной реакции способствовали бурному развитию общественной мысли и науки. Именно в эту эпоху Голландия дала миру блестящую плеяду художников, естествоиспытателей, инженеров, врачей, философов. Достаточно назвать имена Рембрандта Ван Рейна, Симона Стевина, Б. Спинозы и конечно же Христиана Гюйгенс.

Голландия не была райским местом, простых людей там эксплуатировали даже больше, чем в других странах, однако условия для научной деятельности здесь были лучше. Не случайно в ней искал убежища Декарт и другие ученые.

На фоне талантливых голландских деятелей науки и культуры выделяется разносторонний ученый, один из основателей нового естествознания Христиан Гюйгенс.

Гюйгенс
Гюйгенс

Родился Христиан Гюйгенс и семьи знатного государственного деятеля, человека широких научных и художественных интересов. Отец будущего ученого знал несколько языков, был известен как поэт, любил музыку, картины, интересовался естественными науками.

Среди друзей Гюйгенс много выдающихся людей, в том числе Декарт, для которого эта семья стала в Голландии ближайшей. Влияние Декарта сказалось на мировоззрении многих современников и последователей его идей, в том числе и Христиана Гюйгенса. Одаренность последнего Декарт обнаружил рано и поддержал его научные интересы.

В семье Гюйгенса было четыре сына и дочь. Рождение последней стоило матери жизни. Домашнее образование дети получили под непосредственным руководством отца и учителей, которые пунктуально выполняли разработанную отцом программу обучения. Уже с детства Христиан начал увлекаться математикой. С необычайной быстротой он охотно решал предложенные ему задачи, увлекался разгадыванием секретов работы и конструирования различных машин.

Летом 1645 года Христиан и его брат Константин стали студентами юридического факультета Лейденского университета. По воле отца, пришлось заниматься юридическими науками, а для удовлетворения личных интересов Христиан изучает физику и математику под руководством профессора инженерной школы при Лейденском университете, последователя и пропагандиста философии Декарта — Шоутен (1616-1661).

При посредничестве отца Христиан стал переписываться с Мерсенном. И хотя это продолжалось недолго, потому что Мерсенн умер, тот успел поддержать и направить научные исследования голландского студента.

Мерсенн был хорошо информирован о выдающихся достижениях и актуальных проблемах европейской науки. Поэтому предложил Христиану такие задачи и темы для размышлений, что некоторые из них на годы стали предметом научных занятий, и переросли в отдельные научные исследования. Для Мерсенна каждый новый талант был радостным открытием. В письмах к отцу он предсказал, что если Христиан продолжит занятия математикой и физикой, то превзойдет Архимеда.

С 1647 года Христиан вместе с братом Людвигом учатся в высшей юридической школе г. Бреды, хотя курса они не закончили. Из-за дуэли Людвига с одним из студентов, они по требованию отца вернулись домой.

Полученным юридическим образованием и дипломом доктора Христиан так никогда и не воспользовался, так как, отказавшись от перспективы блестящей служебной карьеры, выбрал научную деятельность.

Поселившись в Гааге, в доме отца, Христиан оборудовал на чердаке лабораторию, где проводил опыты и астрономические наблюдения. Его научные интересы охватывали математику, механику, оптику, астрономию. Мерсенн позаботился, чтобы имя Христиана стало известным в научных кругах Европы, он устанавливает связи с математиками, мастерами-оптиками, астрономами, в частности известным английским математиком Джоном Валлисом.

Первые напечатанные труды ученого «Теоремы о квадратуре гиперболы, эллипса и круга» (1651) и «Открытие о величине круга» (1654) были посвящены совершенствованию решения задач античной математики. Девизом ученого было: «Не так важен результат, как точность вывода и ясность доказательства», который он и реализовал строгим и вместе с тем изящным решением задач, в частности знаменитой задачи древности — квадратуры круга. Выдающееся астрономическое открытие ученый совершил в 1655 году, с помощью лучшего на то время в Европе телескопа, он открыл спутник Сатурна, названного позже Титаном.

1650-1655 гг. стали периодом формирования его научных интересов, разработкой методов исследований. Для дальнейшей работы нужно было установить более тесные контакты с зарубежными учеными, поэтому летом 1655 года Христиан едет в столицу европейской науки того времени — Париж. Там он познакомился с выдающимися учеными, писателями, композиторами, посетил театры, картинные галереи, крупнейшее книгохранилище — королевскую библиотеку, стал доктором права. Большое впечатление произвели на Гюйгенса исследования Дезарга по проективной геометрии, Паскаля и Ферма по математической теории азартных игр.

Путешествие дало новые импульсы исследованиям. Ученый изучает теорию соударения двух тел, центростремительных сил, работает над различными проектами: обувь с пружинами, ботинки для хождения по воде, полеты с помощью крыльев, которые должны были работать на сжатом воздухе; в математике его захватывает теория азартных игр. Одновременно продолжается шлифовка линз, изготовление телескопов и астрономические наблюдения.

Изготовление крупнейшего в то время телескопа дало Христиану возможность сделать немало астрономических открытий: туманность в созвездии Ориона, полярные шапки Марса, полосы Юпитера, отсутствие конечного диаметра у звезд и, наконец, кольца Сатурна. Последнее открытие вызвало дискуссию, недоверие даже некоторых выдающихся астрономов. Оно подтверждало систему Коперника, поэтому разозлило церковников, но в результате принесло Гюйгенсу всеевропейскую славу.

После возвращения из Парижа Гюйгенс занялся проблемой создания часов, в которой тесно переплелись задачи математики, механики, техники. Точного измерения времени требовали астрономические наблюдения и, особенно, мореходство. Точное время нужно было «возить» на корабле, чтобы в открытом океане измерять долготу и вычислять географические координаты корабля.

Изготовление крупнейшего в то время телескопа дало Христиану возможность сделать немало астрономических открытий
Изготовление крупнейшего в то время телескопа дало Христиану возможность сделать немало астрономических открытий

Здесь была настоящая цепь проблем и огромные возможности применения математики к решению сложных естественных проблем. Гюйгенс разработал теорию и изобрел маятниковые часы. Первый образец был изготовлен в 1653, и в том же году ученый получил патент, который закреплял его привилегию на маятниковые часы на 21 год.

Изобретение часовой спирали, заменяющей маятник, крайне важное для навигации; первые часы со спиралью были сконструированы в Париже часовым мастером Тюре в 1674 году. В 1675 году запатентовал карманные часы.
Изобретение часовой спирали, заменяющей маятник, крайне важное для навигации; первые часы со спиралью были сконструированы в Париже часовым мастером Тюре в 1674 году. В 1675 году запатентовал карманные часы.

В 1658 году Гюйгенс принял участие в конкурсе Паскаля и решил 4 из 6 предложенных задач по циклоиду. Участие в конкурсе стало началом переписки Гюйгенса с Паскалем, которые чрезвычайно уважали и высоко ценили друг друга.

Ученый требует интеллектуального общения. Чувствовал в нем потребность и Гюйгенс за семь месяцев 1660 года посетил много городов, где встречался с теми, кто, как и он, работал над тайнами природы, обогащал духовную сокровищницу человечества. В декабре 1660 он дважды посетил Паскаля. Гюйгенс осуждал чрезмерное увлечение ученого религией и чрезвычайно жалел, что он похоронил свой большой талант.

Сам Гюйгенс был человеком болезненным, часто тяжело болел и вынужден был на длительное время прекращать работу, но как только болезнь отпускала, снова брался за исследования. И поразительное, что при таких нелегких условиях он написал 22 тома научных трудов и писем, которые вошли золотым фондом в сокровищницу человеческой мысли.

Признанием научных достижений ученого стало его избрание членом Лондонского королевского общества (1663) и Парижской академии (1666). Он переезжает в Париж, и, поселившись в отдельном помещении королевской библиотеки, с небольшими перерывами работает там 15 лет. В 1673 в Париже издается «Маятниковые часы» — итог 20-летних размышлений над проблемами, связанных с созданием маятниковых часов.

Работа Гюйгенса стала одной из самых выдающихся книг физико-математической литературы XVII в. Он подарил ее Лейбницу, который в это время жил в Париже. Эта работа побудила последнего не только серьезно заняться математикой, но и, по его признанию, стала одним из источников нового исчисления.

Десятилетие с1671 -1681 гг. Было самым сложным в жизни ученого. Он оказался и работал в стране, воевавшей против его родины. Поэтому в 1676 году он возвращается домой. Основные открытия в настоящее время уже были позади, звезда Ньютона затмевает славу Гюйгенса. После долгих лет пребывания за границей, ученый возвращается в родительский дом.

До последних дней жизни ученый сохранил интерес, глубокий интерес к жизни, науке, культуре своего времени. Он совершил путешествие в Англию, прежде всего, чтобы встретиться с Ньютоном, успехи которого высоко ценил, еще работая в Париже. В Делфт он выезжал, чтобы ознакомиться с открытием Левенгука. Через несколько лет российский царь Петр I тоже посетит Делфт с той же целью. Последнюю книгу «Космотеорос» Гюйгенс посвятил пропаганде идей Коперника. Одним из первых ее оценил Петр I. Он приказал перевести и опубликовать ее на русском языке. Она увидела свет первым изданием в Петербурге (1717) и вторым — в Москве (1724).

Гюйгенс делал изобретения и открытия в различных разделах математики и механики, тесно связанных с учением о часах. Ему принадлежат изобретения обычных маятниковых часов и часов с коническим маятником, открытие циклоидальных маятников, решение задачи о таутохронной кривой, разработка учения о эволюте и эвольвенте, о выпрямлении многих кривых линий и вычисление площадей кривых поверхностей, теоремы о центростремительных силах, применение теоремы живых сил, введение в механику величины, которая была прообразом момента инерции.

Гюйгенс делал изобретения и открытия в различных разделах математики и механики, тесно связанных с учением о часах. Ему принадлежат изобретения обычных маятниковых часов и часов с коническим маятникомКоротко остановимся на математических открытиях Гюйгенса. Его «Открытие о величине круга» составило эпоху в истории задачи квадратуры круга. Гюйгенс исчерпал возможности элементарных методов и внес существенные дополнения к методу Архимеда.

Гюйгенс — автор первого руководства по теории вероятностей — «О расчетах в азартной игре» (1657). В нем впервые было введено фундаментальное теоретико-вероятностное понятие — математическое ожидание. Одновременно ученый решил задачи на справедливое распределение ставок при разном количестве игроков и разном количестве не доигранной партии. При этом он свободно пользовался теоремами сложения и умножением вероятностей.

Великий ученый был современником создателей математического анализа, видел первые его шаги и сам в определенной степени использовал в своем творчестве.