クリスティアーン・ホイヘンス

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クリスティアーン・ホイヘンス若いころet学生時代

クリスチャンホイヘンス FRS（/ H aɪ ɡ ən Z / HY -gənz、[4] また、 US：/ H ɔɪ ɡ ən Z / HOY -gənz、[5] [6] オランダ語：  [krɪstijaːnɦœyɣə（N）S] (聞く)この音について ;ラテン語: Hugenius ; 1629 年 4 月 14 日 – 1695 年 7 月 8 日)ホイヘンスとも綴られ、オランダの数学者、物理学者、天文学者そして発明者は、史上最高の科学者の 1 人であり、科学革命の主要人物として広く認められています。物理学では、ホイヘンスは光学と力学に画期的な貢献をしましたが、天文学者としては、土星の環の研究とその月のタイタンの発見で主に知られています。発明家として、彼は望遠鏡の設計を改良し、振り子時計を発明しました。これは、計時におけるブレークスルーであり、ほぼ 300 年間で最も正確な計時です。例外的に才能のある数学者および物理学者であるホイヘンスは、一連のパラメータによって物理的問題を理想化し、それを数学的に分析した最初の人物 ( Horologium Oscillatorium ) [7]および観測不可能な物理現象の機械的説明を完全に数学化した最初の人物( Traité de laルミエール）。[8]これらの理由から、彼は最初の理論物理学者であり、現代の数理物理学の創始者の一人と呼ばれています。[9] [10]

クリスティアーン・ホイヘンス
クリスティアーン・ホイヘンス-painting.jpeg
Christiaan Huygens、 Caspar Netscher 作、 Museum Boerhaave、 ライデン [1]
生まれ( 1629-04-14 )1629年4月14日
オランダ、 ハーグ
死亡しました1695 年 7 月 8 日(1695-07-08)(66 歳)
オランダ、ハーグ
国籍オランダの
母校ライデン
大学 アンジェ大学
で知られているタイタン
の説明土星のリングの
遠心力
衝突式
ギャンブラーの破滅
振り子時計
ホイヘンス・フレネルの原理
波理論
ホイヘンスエンジン
複屈折
EVOLUTE
Huygenian接眼レンズ
31平均律調律
ホイヘンス・シュタイナーの定理
科学的キャリア
田畑自然哲学
数学
物理学
天文学 時計学
機関ロンドン王立協会
フランス科学アカデミー
影響ガリレオ・ガリレイ
ルネ・デカルト
フランス・ファン・スコーテン
影響を受けゴットフリート・ヴィルヘルム・ライプニッツ
アイザック・ニュートン[2] [3]

1659年には、ホイヘンスは、幾何学的で、今の標準的な公式派生古典力学のための求心力と遠心力彼の作品におけるデVI centrifugaを。[11]ホイヘンスはまた、1703 年に死後に出版された彼の著作「De motu corporum ex percussione」で初めて弾性衝突の正しい法則を特定しました。 光学の分野では、彼は彼が提案した光の波動説で最もよく知られています。 1678 年に作成され、彼のTraité de la Lumière (1690) に記載されています。オーギュスタン・ジャン・フレネルが1818年に光の直線的な伝播と回折効果を説明するためにホイヘンスの原理を採用するまで、彼の光の数学的理論はニュートンの光の粒子説を支持して最初は拒絶された. 今日、この原理はホイヘンス・フレネルの原理として知られています。

ホイヘンスは 1656 年に振り子時計を発明し、翌年に特許を取得しました。彼の研究式時計はの広範な分析の結果振り子で日時計Oscillatorium力学の中で最も重要な17世紀の作品の一つと見なさ（1673）、。最初の部分には時計のデザインの説明が含まれていますが、本のほとんどは振り子の運動の分析と曲線の理論です。1655 年に、ホイヘンスは天文研究用の望遠鏡を作るために、弟のコンスタンティンと一緒にレンズの研磨を始めました。彼は土星の環を「薄くて平らな環で、どこにも触れず、黄道に傾いている」と正しく識別し、屈折望遠鏡を使って土星の衛星の最初のタイタンを発見しました。[12] [13] 1662 年に、ホイヘンスは現在ホイゲニアン アイピースと呼ばれるもの、分散の量を減らした 2 つのレンズを備えた望遠鏡を開発しました。

数学者として、ホイヘンスは、理論開発縮閉線をし、上に書いたチャンスのゲームやポイントの問題でSpelenバン・グルックでヴァンRekeningh、フランズ・バン・スクートンが翻訳され、として公開デratiociniisでルードaleae（1657）。[14]ホイヘンスなどによる期待値の使用は、後にヤコブ ベルヌーリの確率論に関する研究に影響を与えました。[15] [16]

ホイヘンスの父(中央) と 5 人の子供 (右がキリスト教徒) の肖像画 。 マウリッツハイス、 ハーグ。

クリスティアーン・ホイヘンスは 1629 年 4 月 14 日にハーグで、裕福で影響力のあるオランダ人家族[17] [18]コンスタンティン・ホイヘンスの次男として生まれました。クリスティアンは父方の祖父にちなんで名付けられました。[19] [20]彼の母親はスザンナ・ファン・ベールレでした。彼女は 1637 年に、ホイヘンスの妹が生まれた直後に亡くなりました。[21]この夫婦には、コンスタンティン(1628 年)、クリスティアン (1629 年)、ロデヴァイク(1631 年)、フィリップス (1632 年)、スザンナ (1637 年) の5 人の子供がいました。[22] コンスタンティン・ホイヘンスは外交官であり、オラニエ・ナウの顧問であり、詩人であり音楽家でもありました。彼の友人には、ガリレオ ガリレイ、マリン メルセンヌ、ルネ デカルトが含まれます。[23]クリスティアンは 16 歳になるまで自宅で教育を受けました。彼は、ミルや他の機械のミニチュアで遊ぶのが好きでした。彼の父親は彼に寛大な教育を与えました.彼は言語と音楽、歴史と地理、数学、論理と修辞学だけでなく、ダンス、フェンシング、乗馬も学びました。[19] [22] [24]

1644 年、ホイヘンスは数学的講師としてJan Jansz Stampioen を雇いました。彼は 15 歳の少年に、現代科学に関する厳しい読書リストを割り当てました。[25]デカルトは後に彼の幾何学の技術に感銘を受け、メルセンヌも彼を「新しいアルキメデス」と呼んだ[25]。[8] [18] [26]

彼の父は、ホイヘンスをライデン大学で法律と数学を学ぶために送り、1645 年 5 月から 1647 年 3 月まで勉強した[19] フラン・ファン・シューテンは、1646 年からライデンの学者であり、ホイヘンスと彼の兄の個人家庭教師でもあった[19] 。、デカルトのアドバイスでスタンピオエンに取って代わった。[27] [28]ファン・スコーテンは彼の数学教育を最新のものにし、特にヴィエート、デカルト、フェルマーの研究を紹介した. [29]

1647 年 3 月から 2 年後、ホイヘンスは父が学芸員を務めていたブレダに新設されたオレンジ カレッジで勉強を続けました。その変化は、弟のロデヴァイクと別の学生との決闘のために起こりました。[30]コンスタンティン・ホイヘンスは、1669 年までしか続かなかった新しい大学に密接に関与していた。学長はアンドレ・リベットでした。[31]クリスティアーン・ホイヘンスは法学者のヨハン・ヘンリーク・ドーバーの家に住んでおり、英語の講師ジョン・ペルと数学の授業を行っていた[31]。彼は1649年8月に学業を終えた[19]その後、ナッサウ公ヘンリーと共に外交官として任務に就いた[19]。それは彼をベンツハイム、そしてフレンスブルクに連れて行った。彼はデンマークに向けて離陸し、コペンハーゲンとヘルシンゲルを訪問し、エーレスンドを越えてストックホルムのデカルトを訪問することを望んでいました。そうではありませんでした。[32]

父親のコンスタンティンは息子のクリスティアンが外交官になることを望んでいましたが、事情により彼は外交官になれませんでした。まずStadtholderless期間1650年に始まったオレンジのハウスはコンスタンの影響を除去、パワーではないことを意味しました。さらに、彼は息子がそのようなキャリアに興味がないことに気づきました。[33]

クリスティアーン・ホイヘンス。1684 年から 1687 年にかけて、G. エーデリンクによる カスパル ネッチェルの絵画に続く 彫刻から切り取ったもの 。

ホイヘンスは通常、フランス語またはラテン語で書いた。[34]まだライデンの大学生だった彼は、1648年にすぐに亡くなった諜報員メルセンヌとの通信を開始した[19]メルセンヌは、息子の数学の才能についてコンスタンティンに手紙を書き、お世辞にも彼をアルキメデスと比較した[19] 。 1647)。手紙は、数学におけるホイヘンスの初期の興味を示しています。1646 年 10 月に吊り橋があり、カテナリーが放物線ではないというデモが行われました。[35] 1647/8 年に、彼らは円を二乗するというグレゴワール・ド・サン・ヴァンサンの主張をカバーしている。楕円の修正; 発射体と振動する弦。[36]サイクロイド(エヴァンジェリスタ トリチェリの曲線に関する論文を送った)、振動の中心、重力定数などの当時のメルセンヌの懸念のいくつかは、ホイヘンスが 17 世紀の終わりに向けて真剣に取り組んだ問題でした。世紀。[37]メルセンヌは音楽理論についても書いていた[37]。ホイヘンスは平均律を好みました。彼は31 平均律で革新しましたが、それ自体は新しいアイデアではありませんでしたが、Francisco de Salinas には知られており、対数を使用してさらに調査し、中全音律との密接な関係を示しました。[38]

1654 年に、ホイヘンスはハーグの父の家に戻り、研究に専念することができました。[19]家族は、それほど遠くないホフワイクに別の家を持っていて、夏の間はそこで過ごした. 彼の学術生活は、うつ病の発作から逃れることはできませんでした。[39]

その後、ホイヘンスは幅広い特派員を育成しましたが、1648 年以降のスレッドの取得は、フランスでの5 年間のフロンドの乱によって妨げられました。1655 年にパリを訪れたホイヘンスは、イスマイル ブリオに自己紹介を依頼しました。それから、ブリオは彼をクロード・マイロンのところに連れて行った。[40]メルセンヌ周辺に集まったパリの賢人グループは 1650 年代まで団結し、秘書の役割を担っていたマイロンは、それ以降、ホイヘンスと連絡を取り合うために苦労した[40]。[41]ピエール・デ・カルカヴィを通じて、ホイヘンスは1656年にピエール・ド・フェルマーと連絡を取り、偶像崇拝の側面はあったものの、彼は大いに賞賛した. フェルマーが研究の主流から脱落したことが明らかになったので、経験はほろ苦く、不可解でさえありました.彼の優先権の主張は、場合によってはおそらく改善されませんでした. その上、ホイヘンスはその時までに数学の適用を検討していたが、フェルマーの懸念はより純粋なトピックに走った. [42]

架線ホイヘンスの写本インチ

ホイヘンスは、結果と発見を公表するのに時間がかかることがよくありました。初期の頃、彼のメンターであるフランス・ファン・スコーテンは、彼の評判のために慎重でした。[43]彼の好みの方法は、アルキメデスとフェルマーの方法でした。[29]

ホイヘンスが最初に印刷した作品は、求積法の分野におけるTheoremata de quadratura (1651) でした。それには、グレゴワール・ド・サン=ヴァンサンによる円の二乗の誤った性質など、メルセンヌと数年前に議論された資料が含まれていました。デcirculi magnitudine inventa（1654）、ホイヘンスは、放物線のセグメントの重心によって、円のセグメントの重心を近似し、したがって、直交の近似値を見つけ、これにより、彼は円の面積と、円周率の計算に使用される内接および外接多角形の面積との間の不等式を精緻化することができました。双曲線の場合、放物線のセグメントで同じ近似を行うと、対数を計算するための迅速で簡単な方法が得られます。[44]求積法は 1650 年代に生きた問題であり、マイロンを通じてホイヘンスがトマス・ホッブズの数学の議論に介入した[44]。ホッブズが陥った間違いを説明しようとすることに固執し、彼は国際的な評判を確立しました。[45]

ホイヘンスは 1652 年から 1653 年に理論的な観点から球面レンズを研究し、アイザック バロー(1669 年) の研究まで公表されなかった結果を得ました。彼の目的は、望遠鏡を理解することでした。[46]彼は 1655 年に自分のレンズを研ぎ始め、弟のコンスタンティンと協力しました。[47]彼は 1662 年に、望遠鏡の接眼レンズとして 2 つのレンズを備えた、現在ホイゲニアン アイピースと呼ばれるものを設計しました。[48] [49]レンズはまた、ホイヘンスが 1660 年代に専門的な基礎を築いたBaruch Spinozaと社会的に出会うことができる共通の関心事でした。彼らは科学に関してかなり異なった見方をしており、スピノザはより献身的なデカルト主義者であり、彼らの議論のいくつかは書簡で生き残った. [50]彼は、彼の父が興味を持っていた顕微鏡の分野で、別のレンズ研削盤であるアントニ・ファン・レーウェンフックの仕事に出会った[50]。[51]

ホイヘンスは、数学的にアプローチの最も一貫したプレゼンテーションを行いましたチャンスのゲームでデratiociniisでルードaleae（チャンスのゲームで推論に）。[16] [52]彼は、2 年前にパリでフェルマー、ブレーズ・パスカル、ジラール・デサルゲから現場での最近の仕事について話されていました。[53]フランス・ファン・スコーテンはオランダ語の原本をラテン語に翻訳し、Exercitationum mathematicarum (1657) で出版した。初期のゲーム理論のアイデアが含まれており、特にポイントの問題を扱っています。[14]ホイヘンスは、「公正なゲーム」と公平な契約の概念への彼の訴えを直観的に受け入れ、期待値の理論を設定するためにそれらを使用しました。[54] 1662 年にロバート モレー卿は、ホイヘンスジョン グラントの生命表を送りました。やがて、ホイヘンスと彼の兄弟ロデヴァイクは平均余命の研究に取り組みました。[55]

1661 年 5 月 3 日、ホイヘンスは、天文学者のトーマス ストリートとリーブと共に、ロンドンの機器製作者リチャード リーブの望遠鏡を使用して、水星の太陽面通過を観測しました。[56]その後、Streete はHeveliusの通過に関する公表された記録について議論したが、これはヘンリー・オルデンバーグが仲介した論争である。[57]ホイヘンスはヘヴェリウスへの原稿渡さエレミア・ホロックスの金星、1639年のトランジットことにより、1662で初めて印刷された、[58]を果たしたホイヘンス、その年にハープシコードは、音楽に興味を取り、それに関するサイモン・ステビンの理論。彼は、協和音に関する彼の理論を公表することにほとんど関心を示しませんでした。そのいくつかは何世紀にもわたって失われました。[59] [60]王立協会、ロンドンのは1663でフェロー彼を選出[61]

クリスティアーン・ホイヘンス、ジャン=ジャック・クレリオンのレリーフ 、1670年頃?

Montmorアカデミーは古いメルセンヌ円半ば1650年代の後に取った形でした。[62]ホイヘンスはその討論に参加し、無益な議論を減らすために実験的なデモンストレーションを支持し、アマチュア的な態度に反対する「反体制派」派を支持した[62]。[63] 1663 年、彼は 3 度目のパリ訪問を行った。モンモール アカデミーは閉鎖され、ホイヘンスはこの機会を利用して、科学におけるよりベーコン的なプログラムを提唱しました。1666 年に彼はパリに移り、ルイ 14 世の新しいフランス科学アカデミーでの地位を獲得しました。[64]

パリでは、ホイヘンスは重要な後援者であり、ルイ 14 世の初代大臣であるジャン＝バティスト・コルベールに特派員を置いていました。[65]しかし、アカデミーとの彼の関係は必ずしも容易ではなく、1670年に重病のホイヘンスはフランシス・ヴァーノンを選んで、彼が死んだ場合、ロンドンの王立協会に彼の論文を寄贈した. [66]その後、仏蘭戦争が起こった (1672-8)。その中のイングランドの部分 (1672 年 - 1674 年) は、王立協会との関係を傷つけたと考えられています。[67]王立協会のロバート・フックは、1673 年に状況を処理するための都会性に欠けていた[68]。

デニス・パパンは1671年からホイヘンスの助手を務めていた[69]直接的に実を結ばなかった彼らのプロジェクトの1つは、火薬エンジンでした。[70]パパンは 1678 年にイギリスに移り、この地域で働き続けました。[71]使用パリ天文台（1672年に完了した）を、ホイヘンスは、さらに、天体観測を行いました。1678 年、彼はニコラース・ハルツォーカーをニコラ・マレブランシュやジョヴァンニ・カッシーニなどのフランスの科学者に紹介しました。

1672 年、フランスの外務大臣アルノールド ド ポンポンヌに会うという無駄な任務で、ホイヘンスが若い外交官ゴットフリート ライプニッツに会ったのもパリでした。このとき、ライプニッツは計算機の開発に取り組んでおり、1673 年の初めにマインツからの外交官とともにロンドンに移りました。しかし、1673 年 3 月から、ライプニッツはホイヘンスから数学の指導を受けました。[72]ホイヘンスは彼に解析幾何学を教えた。ホイヘンスは最初、微積分の利点を受け入れることをためらった. [73]

1688 年からクリスティアーン ホイヘンスが 住んでいたホフワイク

ホイヘンスは深刻な鬱病に苦しんだ後、1​​681 年にハーグに戻りました。1684 年に、彼は新しいチューブレス空気望遠鏡に関するAstroscopia Compendiariaを出版しました。彼は 1685 年にフランスへの帰国を試みましたが、ナントの勅令が撤回されたため、この動きはできませんでした。彼の父は 1687 年に亡くなり、彼は Hofwijck を継承し、翌年に家を建てました。[33]

1689 年に 3 度目のイギリス訪問で、ホイヘンスは6 月 12 日にアイザック ニュートンに会いました。彼らはアイスランドのスパーについて話し、その後、抵抗運動について対応しました。[74]

ホイヘンスは 1693 年に現在フランジャーとして知られる音響現象を観察した[75] 。彼は 1695 年 7 月 8 日にデン・ハーグで亡くなり、彼の前の父親と同様、グローテ・ケルクの印のない墓に埋葬された。[76]

ホイヘンスは結婚しなかった。[77]

ホイヘンスは、デカルトとニュートンの間で、ヨーロッパを代表する自然哲学者でした。[19] [78]しかし、彼の同時代の多くの人々とは異なり、ホイヘンスは壮大な理論的または哲学的システムに興味がなく、一般的に形而上学的な問題を扱うことを避けた (押された場合、彼は当時のデカルト的および機械的哲学に固執した)。[9] [79]代わりに、ホイヘンスはガリレオなどの前任者の研究を拡張して、数学的分析に適した未解決の物理的問題の解決策を導き出すことに優れていました。特に、彼は身体同士の接触に依存し、離れた場所での行動を避けるという説明を求めた. [19] [80]

共通でロバート・ボイルとジャックス・ロホー、ホイヘンスは、彼のパリの年の間に、実験的指向、赤血球、機械の自然哲学を提唱しました。科学革命の分析では、このアプローチは、誘導主義者ではなく、単純な方法でフランシス・ベーコンの見解と同一視することなく、「ベーコン的」と呼ばれることもありました。1661年に初めてイギリスを訪問し、グレシャム大学での会議に出席してボイルの空気ポンプ実験について直接学んだ後、ホイヘンスは1661年後半から1662年前半にかけて作品の複製に時間を費やした[81]。それは長いプロセスを経て、実験的な問題 (「異常な停止」) と恐怖の vacui の理論的な問題が表面化され、ホイヘンスが王立協会のフェローになった 1663 年 7 月に終了しました。ホイヘンスは最終的にボイルのボイドの見方をデカルトの否定に対して受け入れたと言われています。[82]また、(リヴァイアサンと空気ポンプで)結果の複製がめちゃくちゃに後れをとった. [83]

ジョン・ロックに対するニュートンの影響は、ホイヘンスによって仲介された.ホイヘンスは、ニュートンの数学が健全であるとロックに保証し、ロックの粒子機械物理学の受け入れにつながった. [84]

運動、衝撃、重力の法則

ホイヘンス、Oeuvres Complètesからの描写 : ボートのメタファーは、相対運動についての考え方の 基礎をなしているので、衝突する物体の理論を単純化しています。

機械論者の一般的なアプローチは、現在「接触作用」と呼ばれる種類の理論を仮定することでした。ホイヘンスはこの方法を採用しましたが、その難しさと失敗を見たわけではありません。[85]パリの彼の学生であるライプニッツは、その理論を放棄した。[86]このように宇宙を見ると、衝突の理論が物理学の中心となった. ホイヘンスの見解では、機械哲学の要件は厳しいものでした。動いている物質が宇宙を構成しており、それらの用語での説明だけが真に理解できるのです。彼はデカルトのアプローチの影響を受けましたが、あまり教義に欠けていました。[87]彼は 1650 年代に弾性衝突を研究したが、出版を 10 年以上遅らせた。[29]

ホイヘンスはかなり早い段階で、2 つの物体の弾性衝突に関するデカルトの法則は間違っているに違いないと結論付け、正しい法則を定式化しました。[88]重要なステップは、問題のガリレイ不変性の彼の認識でした。[89]その後、彼の意見が広まるまでには何年もかかりました。彼は1661年にロンドンのウィリアム・ブローンカーとクリストファー・レンに直接それらを渡した[90]スピノザが第二次英蘭戦争中の1666年にヘンリー・オルデンバーグに彼らについて書いたものは守られていなかった. [91]ホイヘンスは実際に、1652 年から 1656 年の期間に、原稿De motu corporum ex percussione の中でそれらを解決した。戦争は 1667 年に終結し、ホイヘンスは 1668 年に王立協会に結果を発表しました。彼は 1669 年にジュルナル デ スカヴァンスに結果を発表しました[29]。

ホイヘンスは、現在ニュートンの運動法則の第 2法則として知られているものを二次形式で述べました。[92] 1659 年に、彼は現在標準的な求心力の公式を導き出しました。この求心力は、円運動を表す物体に加えられます。たとえば、その物体に取り付けられたひもによって、物体に加えられます。現代の表記法では：

M質量物体のV速度及びR半径。1673 年にこの力の一般公式が発表されたことは、天文学における軌道の研究における重要なステップでした。これにより、ケプラーの惑星運動の第 3 法則から重力の逆二乗法則への移行が可能になりました。[93]しかし、ホイヘンスによるニュートンの重力に関する研究の解釈は、ロジャー・コーツなどのニュートン研究者のそれとは異なっていた。彼はデカルトの先験的な態度を主張しませんでしたが、粒子の接触に原理的に起因しない重力の側面も受け入れませんでした。[94]

ホイヘンスが使用したアプローチは、数理物理学のいくつかの中心的な概念を見逃していましたが、他の概念では失われていませんでした。振り子に関する彼の研究は、単振動の理論に非常に近いものでした。しかし、このトピックは、ニュートンによって、彼のPrincipia Mathematica (1687) のBook II で初めて完全にカバーされました。[95] 1678 年に、ライプニッツはホイヘンスの衝突に関する研究から、ホイヘンスが暗黙のうちに残した保存則の考えを選んだ。[96]

光学

Traité de la Lumière (1690) に示されているように、ホイヘンスの原理を使用して説明された平面波の屈折 。

ホイヘンスは、1678 年にパリ科学アカデミーに初めて伝えた光の波動説で特に有名です。それは 1690 年に彼のTraité de la Lumière [97] (Treatise on light [98] ) で出版され、最初の光の数学的理論となった。彼はIgnace-Gaston Pardiesについて言及しています。彼の光学に関する論文は、彼の波動理論に役立っています。[99]

ホイヘンスは、1679 年のオーレ クリステンセン レーマーの実験で示されたように、光の速度は有限であると想定していますが、ホイヘンスはすでにそれを信じていたと推定されています。[100]当時の光の波動説に対する挑戦は、幾何光学を説明することでした。なぜなら、ほとんどの物理光学現象 (回折など) は問題として観察または認識されていなかったからです。それは、光を放射する波面を、それらの波面に垂直な伝播を表す光線の一般的な概念と仮定します。波面の伝播は、球面波が波面に沿ったすべての点で放出される結果として説明されます (ホイヘンス-フレネルの原理)。[101]それは、完全に弾性のある粒子を透過する遍在するエーテルを想定し、デカルトの見解の改訂版である。したがって、光の性質は縦波です。[100]

ホイヘンスは 1672 年にアイスランドのスパー (方解石) で複屈折 (複屈折)を実験しました。この現象は 1669 年にラスムス・バルソリンによって発見されました。最初、彼は自分が見つけたものを説明できませんでした。[49]彼は後に波面理論と縮閉線の概念でそれを説明した[98]。彼はコースティクスに関するアイデアも開発しました。[102]ニュートンは 1704 年の彼のOpticksで、代わりに光の粒子説を提案した。ホイヘンスの理論は広く受け入れられませんでしたが、1 つの強い反対意見は、観察された複屈折を説明できない単一の偏光しか持たないということです。しかし、1801 年のトーマス ヤングとフランソワ アラゴの 1819 年のポアソン スポットの検出の干渉実験は、粒子理論では説明できず、ホイヘンスと波動モデルのアイデアを復活させました。1821 年に、フレネルは、光が (想定されていたような)縦波ではなく、実際には横波であるため、複屈折を説明することができました。[103]このように名付けられたホイヘンス・フレネルの原理は、物理光学の進歩の基礎であり、光の伝播のすべての側面を説明しました。量子力学と光子の発見を待っていたのは、光と原子の詳細な相互作用を理解することだけでした。

ホイヘンスは、プロジェクターでのレンズの使用を調査しました。彼はの発明者としてクレジットされてマジックランタン1659の対応で説明した、[104]のような、そのようなランタンデバイスが起因している人に他人ありますが、ジャンバティスタ・デッラ・ポルタ、およびコルネリウス・ドレベルが問題のポイントは使用であります：より良い投影のためのレンズの。Athanasius Kircherもその功績を認められています。[105]

時計学

ホロロギウム オシシウム シブ デ モツ ペンデュロラム、1673

ホイヘンスは、それ以来機械式時計や時計に使用されている振動計時機構、ひげぜんまい、振り子を開発し、計時精度を大幅に向上させました。1656 年に、ガリレオ ガリレイによる振り子に関する初期の研究に触発されて、振り子時計を発明しました。これは、計時におけるブレークスルーであり、1930 年代までの次の 275 年間で最も正確な計時になりました。[106]ホイヘンスは、時計の設計をハーグのサロモン コスターに委託し、サロモン コスターは時計を製作しました。振り子時計は、既存のバージ アンド フォリオットクロックよりもはるかに正確で、すぐに人気があり、すぐにヨーロッパ中に広まりました。しかし、ホイヘンスは彼の発明から多くのお金を稼ぎませんでした。ピエール・セギエは彼にフランスの権利を拒否し、ロッテルダムのサイモン・ダウは1658年にデザインをコピーし、アハスエルス・フロマンテエルもロンドンでそのデザインをコピーしました。[107]知られている最古のホイヘンス型振り子時計は 1657 年のもので、ライデンの博物館 Boerhaaveで見ることができます。[108] [109] [110] [111]

振り子時計を発明するためのホイヘンス動機は正確で作成することであったマリンクロノメーターを見つけるために使用することができる経度によって天体ナビゲーションを航海中に。しかし、船体の揺れが振り子の動きを妨げ、海洋時計としての機能を果たすことはできませんでした。1660年、ロデヴァイク・ホイヘンスはスペインへの航海で試験を行い、悪天候により時計が役に立たなくなったと報告しました。アレクサンダー ブルースは 1662 年に肘をついて戦場に赴き、ホイヘンスはロバート モレー卿と王立協会に彼の権利の一部を調停し維持するよう呼びかけました。[112]裁判は 1660 年代まで続き、最高のニュースは 1664 年にオランダ領に対して作戦を行ったイギリス海軍大尉ロバート・ホームズからのものであった[113] リサ・ジャーディン[114] は、ホームズが裁判の結果を正確に報告したことに疑問を持ち、サミュエル・ペプス当時の彼の疑念を表明した:その船長 [つまり、ホームズの船の船長]は、下品な計算が時計と同じくらい近いことを証明したと断言しました。 [時計] は、互いに不平等に異なっていた、と付け加えました。時には後方に、時には前方に、4、6、7、3、5分に。また、それらは通常のアカウントによって修正されました。1 つは、カイエンヌへの遠征中のフランス アカデミーの 1 つで、ひどい結果に終わりました。ジャン・リシェは地球の形の修正を提案した. 1686年の喜望峰へのオランダ東インド会社の遠征の時までに、ホイヘンスは遡及的に修正を提供することができました。[115]

振り子

ホイヘンスによって設計され、楽器メーカーのサロモン コスター(1657 年) によって作成されたバネ式振り子時計 [116]およびホロロギウム オシラトリアムのコピー 。 [117] Boerhaave 博物館、 ライデン

1673 年、ホイヘンスは振り子と時計に関する彼の主要な著作であるHorologium Oscillatorium sive de motu pendulorum を出版しました。メルセンヌなどによって、振り子は完全に等時性ではないことが観察されました。振り子の周期はスイングの幅に依存し、広いスイングは狭いスイングよりもわずかに長くかかります。[118] [119]

ホイヘンスはこの問題を分析し、開始点に関係なく、重力の影響下で質量が同じ時間内に滑り落ちる曲線を見つけました。いわゆるtautochrone 問題。微積分の初期の使用法である幾何学的手法により、彼はそれが振り子のボブの円弧ではなくサイクロイドであることを示しました。したがって、振り子は等時性ではないことがわかりました。彼はまた、メルセンヌによって提起された問題、つまり、任意の形状のスイング剛体で作られた振り子の周期を計算する方法を解決しました。これには、振動の中心とピボット ポイントとの相互関係の発見が含まれます。同じ作品で、彼は遠心力の概念を使用して、円を描いて移動するコード上の錘からなる円錐振り子を分析しました。

ホイヘンス作のHorologium Oscillatorium (1673) の挿絵の詳細
ホイヘンスの時計、 アムステルダム国立美術館、アムステルダム

ホイヘンスは、理想的な数学的な振り子の周期 (質量のないロッドまたはコードとそのスイングよりもはるかに長い)の周期の公式を、現代の表記法で最初に導き出しました。

Tの期間、L振り子の長さGの重力加速度。複合振り子の振動周期の研究により、ホイヘンスは慣性モーメントの概念の開発に極めて重要な貢献をしました。[92]

ホイヘンスはまた、結合した振動を観察しました。同じ支柱に隣り合わせに取り付けられた 2 つの振り子時計は、しばしば同期し、反対方向に揺れました。彼はその結果を王立協会に手紙で報告し、協会の議事録では「奇妙な同情」と呼ばれています。[120] [121]この概念は現在、同調として知られています。

ホイヘンスの 2 つのクロック同期の実験的セットアップ

ひげぜんまい時計

ホイヘンスは、ロバート・フックとは独立して、同じ時期にひげぜんまい時計を開発しました。優先順位を巡る論争は何世紀にもわたって続いた. ホイヘンスの時計はスパイラル バランス スプリングを採用していました。しかし、彼が最初にこの形式のばねを使用したのは、最初の時計のてんぷが 1.5 回転以上回転したためです。彼はその後、1675 年頃からパリのThuretによって彼のために作られた、より一般的な時計に渦巻きばねを使用しました。

土星の側面に関するホイヘンスの説明、 Systema Saturnium、1659 年。

このようなばねは、等時性を調整できるため、レバー脱進機を取り外した現代の時計に不可欠でした。しかし、ホイヘンスとフックの時代の時計は、非常に独立したバージエスケープメントを採用していました。それは、ひげぜんまいやスパイラルなどのあらゆる形のひげぜんまいの等時性特性に干渉しました。

2006 年 2 月、イギリス、ハンプシャーの食器棚から、数十年にわたる王立協会の会合でフックが手書きしたメモの長い間失われていたコピーが発見されました。ヒゲゼンマイの優先権に関する論争は、それらのメモに含まれる証拠から、フックの主張に有利な形で解決されるようです。[122] [123]

1675 年、ホイヘンスは懐中時計の特許を取得しました。c.からパリで作られた時計。1675 年以降のホイヘンス計画では、ぜんまいのトルクを均等化するためのヒューズが不足していることで有名です。これは、ホイヘンスがヒゲゼンマイがテンプを等時性にすると考えていたのと同じように、時計のサイクロイド形状の吊り下げ縁石が振り子を等時性にすると考えていたことを意味しています。

天文学

管のないホイヘンスの望遠鏡。彼の 1684 年の Astroscopia Compendiaria チュービ オプティシ モリミン liberata (チューブのない複合望遠鏡) からの写真

土星の環とタイタン

1655 年に、ホイヘンスは土星が「薄くて平らなリングで、どこにも触れておらず、黄道に傾いている」固体のリングに囲まれていると提案しました。使い方屈折望遠鏡を、彼は自分自身を設計していること43X倍率で[12] [13]ホイヘンスはまた、土星の衛星の最初のを発見したタイタン。[124]同じ年に、彼はオリオン大星雲を観察してスケッチしました。オリオン大星雲が初めて知られている彼の絵は、1659 年にSystema Saturniumに掲載されました。彼の最新の望遠鏡を使用して、彼は星雲を異なる星に分割することに成功しました。より明るい内装には、彼の栄誉をたたえてホイゲニア地方の名前が付けられています。[125]彼はまた、いくつかの星間星雲といくつかの二重星を発見した.

火星と大シルチス

1659 年に、ホイヘンスは火星の火山平原である別の惑星、大シルチスの表面の特徴を初めて観察しました。彼は、数日間にわたってこの地物の動きを繰り返し観察して、火星での 1 日の長さを推定しました。彼は、24 時間半という非常に正確に計算しました。この数字は、火星の実際の 1 日の長さである 24 時間 37 分からわずか数分ずれています。[126]

プラネタリウム

扇動で、ジャン=バティスト・コルベール、ホイヘンスは、日を周回知られているすべての惑星とその衛星を表示することができ、機械的プラネタリウムを構築する作業に着手しました ホイヘンスは 1680 年に彼のデザインを完成させ、翌年には時計職人のヨハネス ファン シーレンにそれを作ってもらいました。しかし、コルベールは暫定的に亡くなり、ホイヘンスは彼のプラネタリウムをフランス科学アカデミーに届けることができませんでした。新しい大臣であるフラソワ・ミッシェル・ル・テリエがホイヘンスとの契約を更新しないことを決定したためです。[127] [128]

彼の設計において、ホイヘンスは連分数を巧みに利用して、正しい歯数の歯車を選択できる最良の有理近似を見つけました。2 つの歯車の比率によって、2 つの惑星の公転周期が決まります。太陽の周りで惑星を動かすために、ホイヘンスは時間を進めたり戻したりできる時計機構を使用しました。ホイヘンスは、彼のプラネタリウムは、オーレ・レーマーが同時期に作成した同様の装置よりも正確であると主張しましたが、彼のプラネタリウムの設計は、オプスキュラの死後(1703 年) に亡くなるまで公開されませんでした。[127]

コスモテオロス

1695 年に亡くなる少し前に、ホイヘンスはコスモテオロスを完成させました。コンスタンティンは1698年にそれを出版した. [129]その中で彼は地球外生命体の存在について推測した. このような憶測は、当時は珍しくなく、コペルニクスや充満の原理によって正当化されました。しかし、ホイヘンスはさらに詳しく調べた[130]が、ニュートンの重力の法則や、他の惑星の大気がさまざまなガスで構成されているという事実を理解するメリットはありませんでした。[131]出版年に英語に翻訳され、「天空の世界を発見した」と題されたこの作品は、フランシス・ゴドウィン、ジョン・ウィルキンス、シラノ・ド・ベルジェラックの空想的な伝統の中にあり、基本的にユートピア的であると見なされてきました。そしてまた、その概念に借りする惑星に宇宙誌の意味でのピーター・ヘイリン。[132] [133]

ホイヘンスは、液体の形で水が利用できることは生命にとって不可欠であり、水の性質は温度範囲に合わせて惑星ごとに異なる必要があると書いています。彼は、火星と木星の表面の暗い点と明るい点の観察を、それらの惑星の水と氷の証拠であると考えました。[134]彼は、地球外生命体は聖書によって確認も否定もされていないと主張し、地球から賞賛されるという目的よりも大きな目的を果たさないのであれば、なぜ神が他の惑星を創造するのか疑問に思った. ホイヘンスは、惑星間の距離が長いということは、神が一方の存在が他方の存在について知ることを意図しておらず、人類がどれだけ科学的知識を進歩させるかを予見していなかったことを示していると仮定した. [135]

ホイヘンスが星の距離を推定するための彼の方法を発表したのもこの本でした。彼は、太陽に面したスクリーンに一連の小さな穴を開け、その光が恒星シリウスと同じ強度であると見積もった. 次に、彼はこの穴の角度を計算しました。つまり、シリウスが太陽と同じくらい明るいという (間違った) 仮定に基づくと、太陽の直径は太陽の約 30,000 倍離れていたのです。測光の主題は、ピエール・ブーゲーとヨハン・ハインリッヒ・ランバートの時代まで、初期の段階に留まりました。[136]

L'établissement de l'Académie des Sciences et fondation de l'observatoireから、Henri Testelinによる 1666 年のホイヘンスの中央右の可能な描写 、c。1675。

彼の生涯の間に

  • 1639 – 彼の父コンスタンティン ホイヘンス、アドリアン ハンネマンによって 5 人の子供たちの真ん中で、メダリオン、マウリッツハイス、デン ハーグ[137]
  • 1671 –カスパル ネッチェルによる肖像画、博物館 Boerhaave、ライデン、ハーグ歴史博物館からの貸与[137]
  • ~1675 –フランスのホイヘンスの可能な描写: Établissement de l'Académie des Sciences et fondation de l'observatoire、1666 年、Henri Testelin 作。コルベールは、新しく設立されたのメンバー提示科学アカデミーデを王にフランスのルイXIV。Musée National du Château et des Trianons de Versailles、ベルサイユ[138] [139]
  • 1679 –フランスの彫刻家ジャン=ジャック・クレリオンによるレリーフのメダイヨンの肖像画[137]
  • 1686 – パステルの肖像画、ベルナール・ヴァイヤン、ホーフワイク美術館、フォールブルグ[137]
  • 1684 年から 1687 年の間 –カスパル ネッチェルの絵画後のG. エデリンクによる彫刻[137]
  • 1688 –ピエール・ブルギニオン (画家) の肖像画、オランダ王立芸術科学アカデミー、アムステルダム[137]

彫像

  • ロッテルダム

  • デルフト

  • ライデン

  • ハールレム

  • フォールブルグ

理科

  • ホイヘンスプローブ：土星の月タイタンの一部のための着陸船カッシーニ土星へのミッション
  • 小惑星 2801 ホイヘンス
  • 火星のクレーター
  • 月にある山、モンス・ホイヘンス
  • Huygens Softwareは、顕微鏡画像処理パッケージです。
  • 彼がデザインした2枚構成の接眼レンズ。アクロマティック レンズは色収差をある程度補正するため、アクロマティックレンズの開発の初期段階です。
  • ホイヘンス=フレネルの原理、波動伝播の障害を理解するための単純なモデル。
  • ホイヘンスウェーブレット、スカラー 回折理論の基本的な数学的基礎

その他

  • Medisch- Natuurphilosophisch en Veterinair- Tandheelkundig Gezelschap "Christiaan Huygens"、科学討論グループ
  • Huygens Lyceum、オランダのアイントホーフェンにある高校。
  • クリスチャン・ホイヘンスの船オランダライン。
  • 留学生とオランダ人学生のためのホイヘンス奨学金プログラム
  • WISV Christiaan Huygens :デルフト工科大学の数学と計算機科学の研究のためのオランダ研究ギルド
  • Huygens Laboratory : オランダ、ライデン大学の物理学科の本拠地
  • Huygens Supercomputer :アムステルダムのSARAにあるオランダの国立スーパーコンピューター施設
  • オランダのノールドウェイクにあるホイヘンスの建物、最初の建物はエステック (ESA) の向かいにあるスペース ビジネス パークです。
  • オランダのナイメーヘン大学ナイメーヘン校にあるホイヘンスの建物。ナイメーヘン大学の科学部の主要な建物の 1 つ。
  • アムステルダムの広場、Christiaan Huygensplein

対応
  • 1650 – De iis quae Liquido 上清(水より上の部分について、未発表) [140]
  • 1651 – Theoremata de quadratura hyperboles, ellipsis et circuli , Oeuvres Complètes , Tome XI, link from Internet Archive .
  • 1654 –デ サーキュリ マグニチュード インベンタ
  • 1656 – Epistola, qua diluuntur ea quibus 'pξβτασις [Exetasis] Cyclometriae Gregori à Sto. Vincentio impugnata fuit [141]
  • 1656 -デSaturniルナobservatioノヴァ（の新しい観測について月の土星-タイタンの発見）[142]
  • 1656 – De motu corporum ex percussione、1703 年にのみ発行[143]
  • 1657 -デratiociniisでルードaleae =ヴァンreeckening spelenバンgeluckに（によって翻訳フランズ・バン・スクートン）
  • 1659 –システマの土星(土星)
  • 1659 – De vi centrifuga (遠心力について)、1703 年に出版
  • 1673 -日時計oscillatorium siveデMOTU pendularium（専用の振り子時計の理論とデザイン、フランスのルイXIV） -ビューでハーティトラストデジタル図書館
  • 1684 –アストロスコピア コンペンディアリア チュービ オプティシ モリミン リベラータ(チューブのない複合望遠鏡)
  • 1685 – Memoriën aengaende het slijpen van glasen tot verrekijckers (望遠鏡レンズの研磨方法)
  • 1686 –古いオランダ語: Kort onderwijs aengaende het gebruijck der horologiën tot het vinden der lenghten van Oost en West (時計を使用して経度を確立する方法) [144]
  • 1690 – Traité de la lumière (シルバナス・P・トンプソンによる翻訳)
  • 1690 – Discours de la cause de la pesanteur (重力についての談話、1669年から?)
  • 1691 – Lettre touchant le cycle harmonique (ロッテルダム、31 トーンシステムについて)
  • 1698 –コスモテオロス(太陽系、宇宙論、宇宙の生命)
  • 1703 – Opuscula ポストフマを含む
    • De motu corporum ex percussione (衝突する物体の動きについて – 1656 年からの衝突に関する最初の正しい法則が含まれています)。
    • Descriptio電話交換planetarii（説明との設計プラネタリウム）
  • 1724 – Novus cyclusharmonicus (ライデン、ホイヘンスの死後)
  • 1728 – Christiani Hugenii Zuilichemii, dum viveret Zelhemii toparchae, opuscula posthuma ... (pub. 1728) 代替タイトル: Opera reliqua、光学と物理学に関する[145]
  • 1888–1950 –ホイヘンス、クリスティアーン。Oeuvres complètes。ハーグの全作品、編集者D. Bierens de Haan (tome=deel 1–5)、J. Bosscha (6–10)、DJ Korteweg (11–15)、AA Nijland (15)、JA Vollgraf (16–22) .
Tome I: 通信 1638–1656 (1888)。
巻 II: 通信 1657–1659 (1889)。
巻 III: 通信 1660-1661 (1890)。
Tome IV: 通信 1662–1663 (1891)。
Tome V: 通信 1664–1665 (1893)。
Tome VI: 通信 1666–1669 (1895)。
Tome VII: 通信 1670–1675 (1897)。
Tome VIII: 通信 1676–1684 (1899)。
著 IX: 通信 1685-1690 (1901)。
著 X: 通信 1691–1695 (1905)。
Tome XI: Travaux mathématiques 1645–1651 (1908).
Tome XII: Travaux mathématiques pures 1652–1656 (1910).
Tome XIII、Fasc。I: Dioptrique 1653、1666 (1916)。
Tome XIII、Fasc。II: Dioptrique 1685–1692 (1916)。
Tome XIV: Calcul des Probabilités。Travaux de mathématiques pures 1655–1666 (1920)。
Tome XV: 観測天文学。システム・ド・サターン。Travaux 天文学 1658–1666 (1925)。
Tome XVI: Mécanique jusqu'à 1666. パーカッション。Question de l'existence et de la perceptibilité du mouvement absolu. 遠心分離機（1929年）。
Tome XVII: L'horloge à pendule de 1651 à 1666. Travaux divers de physique, de mécanique et de technology de 1650 à 1666. Traité des couronnes et des parhélies (1662 ou 1663) (1932).
Tome XVIII: L'horloge à pendule ou à balancier de 1666 à 1695. Anecdota (1934).
Tome XIX: Mécanique théorique et physique de 1666 à 1695. Huygens à l'Académie Royale des Sciences (1937)。
Tome XX: 音楽と数学。音楽。Mathématiques de 1666 à 1695 (1940)。
巻 XXI: 宇宙論(1944)。
第 22 巻: 補遺 アラ コレスダンス。ヴァリア。伝記デ Chr。ホイヘンス。Catalog de la vente des livres de Chr. ホイヘンス(1950)。

  • 内燃機関の歴史
  • 歴史上最大の光学望遠鏡のリスト
  • フォッカーオルガン
  • 秒振り子

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  • クリスチャン・ホイヘンスによって、または約作品でインターネットアーカイブ
  • クリスチャン・ホイヘンスの作品でLibriVox（パブリックドメインのオーディオブック）
  • Early Modern Letters Online での Christiaan Huygens の対応
  • Ludo Aleae または The Value of all Chances in Games of Fortune の De Ratiociniis、1657 年のChristiaan Huygens の確率論の本。1714年に刊行された英訳。テキストのpdfファイル。
  • 振り子時計のホロロギウム オシレーター(ドイツ語訳、1913 年発行) またはホロロギウム オシレーター(イアン ブルースによる英語訳)
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  • Systema Saturnium 1659 テキスト、スミソニアン図書館のデジタル版
  • 遠心力について(1703)
  • WorldCat でのホイヘンスの仕事
  • クリスチャン・ホイヘンスの対応でEMLO
  • クリスティアーン・ホイヘンスの経歴と業績
  • クリスティアーン・ホイヘンスの肖像
  • リンダ ホール図書館からのデジタル ファクシミリでのホイヘンスの本:
    • (1659) Systema Saturnium (ラテン語)
    • (1684) Astroscopia compendiaria (ラテン語)
    • (1690) Traité de la lumiére (フランス語)
    • （1698）ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ、siveデterriscœlestibus（ラテン）

美術館

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  • ロンドンの科学博物館からのホイヘンス時計展
  • ライデン大学図書館 でのホイヘンスのオンライン展示(オランダ語)

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  • 1950 年代の 25 オランダ ギルダー紙幣のクリスティアーン ホイヘンス。
  • クリスチャン・ホイヘンスの数学の系譜プロジェクト
  • ホイヘンスの発音の仕方