Pendelkell: Galileost Fedtšenkoni. Alusetud süüdistused

1. RENEE DESCARTES

Descartes'i (1596–1650) sõnul peaks füüsika uurimise eesmärk olema muuta inimesed "looduse isandaks ja isandaks". Inimene võib saavutada selle domineerimise looduse üle, rakendades füüsikalistes uuringutes matemaatika meetodeid, mis on talle teadaolevalt kõige arenenum teadus. Seetõttu seadis Descartes endale ülesandeks matematiseerida füüsika või täpsemalt selle geometriseerimise vastavalt eukleidilise geomeetria tüübile: väike arv aksioome, mis on iseenesestmõistetavad, millel põhineb järjestatud järelduste jada, millel on sama aste. usaldusväärsus kui esmased aksioomid.

Aktsepteerides Galilei kontseptsiooni sekundaarsetest omadustest, mis ei sisaldu kehades, vaid tajutavas subjektis, lähtub Descartes oma kaalutluses ainult kahest entiteedist - laienemisest ja liikumisest, mis tunduvad talle intuitiivsed, ning olles veendunud tühjuse olemasolu võimatuses. loodus, täidab laiendi "peenaine", millele Jumal andis pideva liikumise.

Füüsiline maailm koosneb seega ainult kahest entiteedist: mateeriast, lihtsast "vormiga varustatud laiendusest", millel puuduvad kõik omadused peale geomeetriliste, ja liikumisest. Järelikult piisab liikumisseaduste kehtestamisest, et järeldada järjestikuste teoreemide abil sensoorse maailma seadused.

Descartes ei maini oma traktaadis "Le monde" ("Maailm") liikumise suhtelisust. Kuid 1644. aastal avaldatud teoses Principia philosophiae (filosoofia põhimõtted) nõustub ta, võib-olla Galilei selle teose mõjul, relatiivsusprintsiibiga. , tehes seda siiski ettevaatuse huvides, lubavad mitmed reservatsioonid sellel mitte minna ametlikult vastuollu seisukohaga Maa liikumatuse kohta, mida nõuab Pühakiri. Aga kui hirm inkvisitsiooni ees poleks sundinud teda oma mõtteid varjama, oleks Descartes andnud laiema relatiivsusteooria mõiste kui Galilei. Tõepoolest, Galileo ja hiljem Newton uskusid absoluutsesse liikumist ruumi suhtes, samas kui Descartes vaidles selle suhtelise olemuse poolt. Erakirjavahetuses kirjutas ta:

"Kui kahest inimesest üks liigub koos laevaga ja teine seisab liikumatult kaldal... siis pole eelist ei esimese ega ka ülejäänud teise liikumises." (Oeuvres de Descartes, publiees par Charles Adam ja Paul Tannery, Pariis, 1902, v. VL, lk. 348. (On olemas venekeelne tõlge: R. Descartes, Valitud teosed, M., 1950.)).

Descartes'i mehaanika põhineb kolmel seadusel. Kaks esimest hõlmavad seda, mida praegu nimetatakse inertsi printsiibiks. Kolmas seadus sätestab impulsi püsivuse (keha massi, mille Descartes segas kaaluga, ja selle kiiruse korrutis). Descartes eeldab ka, et liikumise suurus on võrdne rakendatud jõu ja selle toimeaja korrutisega ning nimetab seda korrutist jõu impulsiks; see nimi on säilinud teaduses ka praegu samas tähenduses. Descartes’i kolmas seadus on sisuliselt tema mehaanika keskne punkt. Asjaolu, et Descartes suutis selle isoleerida ja teha selle oma mehaanika aluseks, räägib autori erakordsest intuitsioonist.

Kahjuks teeb Descartes selle seaduse sõnastamisel vea, mis on tema kaliibriga geomeetri kohta väga kummaline. Ta ei võta arvesse, et kuna kiirus, nagu me praegu ütleksime ja nagu Descartes teadis, on vektor, s.t suurus, millel on suund ja orientatsioon, siis liikumiskogused on vektorid, seega tuleb nende summat mõista geomeetrilised terminid ja mitte algebralises mõttes. Seega on kolmanda seaduse sõnastus ekslik. Siit tuleneb ka sellest tuleneva seitsme reegli (erandiks on esimene), millest moodustub elastsete kehade põrketeooria Descartes'i teooria, ebaõige.

Mõningaid Descartes'i uuritud kokkupõrkejuhtumeid saab hõlpsasti katseliselt kontrollida. Näiteks neljas Descartesiuse reegel ütleb, et kui liikumatu keha kogeb tsentraalset kokkupõrget teise väiksema massiga kehaga, siis see jääb liikumatuks, samal ajal kui liikuv keha muudab kiiruse suunda, säilitades samal ajal kiiruse absoluutväärtuse. Kuid piisab piljardilaua juurde minemisest, et näha, et see reegel on vale. Ja Descartes tegi seda tegelikult ja tegi kindlaks, et tema reeglid olid valed. Kuid ta usaldas liiga palju oma meelt ja "selgeid ja selgeid" ideid. Kas kogemus lükkab teoreetilisi konstruktsioone ümber? Seda hullem kogemuse jaoks. Katse ebaõnnestub, ütleb Descartes enesekindlalt, sest need reeglid eeldavad

"kehad on ideaaljuhul tahked ja kõigist teistest kehadest nii kaugel, et ükski neist kehadest ei saa nende liikumist soodustada ega takistada." (Oeuvres de Descartes, v. IX, lk. 93).

Kuid isegi kui me aktsepteerime seda seletust õigena, kuidas saame meist looduse peremehed, kellel on füüsika, mis räägib nähtustest, mis toimuvad teises maailmas, mitte selles, milles me eksisteerime?

Olles kehtestanud liikumisseadused, alustab Descartes oma traktaadis "Maailm" ja "Filosoofia elemendid" oma kosmoloogilist romaani, selgitades Päikese, planeetide ja komeetide teket. Lõpuks laskub ta taevast Maale ja teeb kindlaks, et peenainel on kolm tegevust: valgus, soojus ja gravitatsioon. Nii loob ta kogu 18. sajandi ja osaliselt ka 19. sajandi füüsikas domineerinud vedelike kontseptsiooni alused. Need mugavad vedelikud, mis nagu head päkapikud on valmis teenima ka kõige raskematel juhtudel ja tegutsevad tagasihoidlikult meie meelte eest varjatult, kas nad ei kujuta vähemalt osaliselt naasmist okultismi juurde? Meie arvates on see nii.

Kuid me peame alati meeles pidama, et vedelike mõiste on pakkunud tohutuid teenuseid ka füüsikale, eriti optika ja elektriteooria vallas. Selle all peame silmas teaduslikku kontseptsiooni, ajutist mudelrepresentatsiooni, mehhaanilise filosoofia instrumenti, kuid mitte spetsiifilisi vedelikke, mille Descartes tutvustas, nagu näiteks tema magnetvedelik, mis koosneb kahte tüüpi osakestest, mis on spiraalikujulised ja millel on kolm keerdu. juhised. Selle abiga vastas Descartes 34 küsimusele, mida tema arvates võiks magnetismi kohta küsida. See magnetiline vedelik ja see imetlusväärne mõttekäik kogu Principias annavad tunnistust Descartes'i oskusest hüpoteetiliste deduktiivsete süsteemide konstrueerimisel, kuid ei rikasta meie teadmisi magnetnähtuste kohta.

Descartes'i gravitatsioonikontseptsioon mängis hoopis teist rolli. Iga keha on Descartes'i järgi keerises, olles ümbritsetud omakorda teistest keeristest, mis suruvad selle keskpunkti. See iha keskme järele moodustab keha raskuse, st raskuse. Kui Galileo oleks seda teadnud, ütles Descartes oma kuulsas kirjas Mersenne'ile, poleks tal olnud vaja luua alusetut teooriat kehade vaakumis kukkumise kohta.

Descartes’i kiri, millest me juba eespool rääkisime, on terav kriitika Galileo "Vestlused kahe uue teadusharu kohta" ja on huvitav mõlema teadlase mõtlemise erinevuste seisukohalt: Descartesi jaoks peab füüsika otsima. vastus küsimusele, miks nähtused tekivad, Galileo jaoks peab ta uurima, kuidas need juhtuvad; põhjuse otsimine on Descartes'i eesmärk, nähtuste kirjeldamine on Galilei eesmärk. Raskete kehade kukkumise küsimuses ei nõustunud Descartes Galilei seadustega ega mõistnud neid, eriti kuna kiirenduse mõiste oli tema kinemaatikale võõras.

Descartes mõistis kaalu, nagu iga jõudu, geomeetrilist tüüpi ühenduste reaktsioonina. See on peenaine liikumise omadus. Seega, samastades seda ruumiga ja kasutades nüüd arusaadavamat terminoloogiat, võime öelda, et kaal on ruumi omadus. Kuid kartesiaanlus polnud kunagi sellisele arusaamisele kaldu ja seetõttu langes see Newtoni külgetõmbe järgijate poolt lüüa, hoolimata Huygensi ja Leibnizi kaitsest, kes juhtisid tähelepanu tõsiasjale, et Newtoni arusaam külgetõmbest, mis aktsepteeris Kepleri prensatio või prensatio kontseptsiooni. kehas sisalduv vis prensandi kujutab endast kaudset tagasipöördumist skolastika okultsete omaduste juurde, sest lõppude lõpuks peab keha A keha 5 ligi tõmbamiseks teadma, kus keha B asub.

Tavaliselt öeldakse, et Descartes'i arusaam füüsikast on mehaaniline. Kuid ka Galileo ja Newtoni mõistmine oli mehhaaniline, sest mehhanism viitab kõigile mõnikord vastuolulistele teooriatele, mis selgitavad kõiki füüsilisi nähtusi mehhanismi liikumisega sarnase liikumissüsteemi abil. Meile tundub, et Descartes'i mehhanism erineb Galilei-Newtoni mehhanismist kahe olulise tunnuse poolest. Esimene, ilmsem erinevus, mis just märgitud, on jõu mõiste. Galileo ja Newtoni jaoks on jõud füüsiline reaalsus, mida ei saa taandada ruumi ja liikumise omadustele; Descartes'i jaoks on jõud, nagu nägime, ruumi omadus. Descartes’i mehhanism vastandub Newtoni dünaamilisusele, mille äärmise piirini viisid Roger Boscovitch 18. sajandil ja Michael Faraday 19. sajandil. Nende dünaamikate arvates antakse jõud kohe; nn mateeria kaob ja selle "auväärsed omadused", nagu Ostwald neid nimetas, pole midagi muud kui tühjas ruumis olevate jõudude väljade omadused. Kuid Descartes’i mehhanism vastandub ka atomismile, mille kohaselt on aatomid need, mis loovad jõuvälju ja nende varjatud liigutused seletavad kõiki füüsilisi protsesse. Ilmselgelt ei saanud Cartesiuse doktriin, mis identifitseerib ainet laiendiga, olla atomistlik selle sõna traditsioonilises Demokritose tähenduses.

2. GALILEO JÜNGRID

Giacomo Leopardi omistab Kopernikule sõnad, et heliotsentrilise süsteemi kinnitus

“... ei saa olema nii lihtne asi, kui esmapilgul võib tunduda... Selle mõju ei piirdu füüsikaga. See toob kaasa erinevate kategooriate väärtuste ja suhete ümberhindamise], see muudab vaadet loomise eesmärkidele. Seega muudab see revolutsiooni ka metafüüsikas ja üldiselt kõigis valdkondades, mis puutuvad kokku teadmiste spekulatiivse poolega. Sellest järeldub, et inimesed, kui nad suudavad või tahavad mõistlikult arutleda, satuvad täiesti teistsugusesse olukorda, kui nad olid enne või ette kujutasid. (Giacomo Leopard i, Le operette morali, Livorno, 1870, lk. 314, Pietro Giordani eessõnaga, väljaannet parandas ja laiendas G. Chiarini).

Seda täielikku mõtlemisviisi revolutsiooni, mida Leopardi nii hästi mõistis, võib kergesti seostada Galileo järel tehtud füüsikaliste uuringutega. Tõsi, ei puudunud ka uue uurimismeetodi vastased, kes muutusid eriti innukalt peale Galileo hukkamõistmist, kuid märkimisväärne osa neist oli sunnitud vastama vaatlustele teiste vaatlustega, katsetele teiste katsetega ja matemaatiliste tõestustega. teiste matemaatiliste tõestustega. Seega, olles sunnitud uurima asju, mitte Aristotelese teoseid, aitas selle perioodi peripatetika, kuigi kaudselt, loobuda pimedast usust autoriteetidesse ja hõlbustas Galilei jüngrite tööd.

Galileo õpilaste hulka ei kuulu mitte ainult need, kes tajusid uut teadust tema enda huulilt, vaid ka tema arvukad korrespondentid, aga ka esimene teadlaste põlvkond, kelle teaduslik maailmapilt kujunes tema töödel. Selles mõttes oli Galileol palju õpilasi mitte ainult Itaalias, vaid ka välismaal, eriti Prantsusmaal, eelkõige tänu Marin Mersenne'i (1588-1648) tegevusele, kes, nagu juba ütlesime, tõlkis 1634. aastal Galilei mehaanika. Hiljem, kui „Dialoogi kahe peamise süsteemi üle” uuesti avaldamine ja tõlkimine keelati, koostas Mersenne sellest tööst oma kaasmaalastele kokkuvõtte ja levitas Galileo uurimusi raskete kehade kukkumise kohta Prantsusmaal; ta oli esimene tolleaegsete teadlaste seas, kes toetas seisukohta aistingute subjektiivse olemuse kohta. Kuigi asjata otsiksime Mersenne’i loomingust originaalseid ideid, mängis ta sellegipoolest olulist rolli uue teaduse levitamisel, teavitades teiste teadlaste töödest, kommenteerides ja ümber jutustades ning mõnikord ka täismahus avaldades. Seetõttu on Mersenne'i teosed ammendamatu teabeallikas selle rahutu ajastu teadmiste taseme kohta. Tolle aja suurimate teadlaste väsimatu korrespondent Mersenne teavitas teisi, sai ise teavet, tõstatas probleeme, esitas vastuväiteid, täites nii teadmiste kogumise ja levitamise funktsioone, mis on nüüdseks pandud suurtele rahvusvahelistele teadusajakirjadele.

3. EVANGELISTA TORRICELLI

1641. aasta aprillis külastas Rooma ülikooli matemaatikaprofessor ja endine Galileo õpilane Benedetto Castelli (1577-1644) oma õpetajat, kes elas tollal Arcetris, ja tõi talle käsikirja vabalt langevate kehade liikumise kohta. ülevaatamiseks. Selle autor oli Castelli õpilane Evangelista Torricelli (1608-1647). Castelli kutsus Galileot võtma Torricelli oma koju assistendiks mehaanikauuringute ettevalmistamisel. Saanud Galileo nõusoleku, kolis Torricelli sama aasta augusti esimesel poolel koos temaga Arcetrisse. Kuid nende koostöö kestis vaid kolm kuud. Galileo suri. Toscana suurhertsog, kes saabus Arcetrisse seoses Galileo surmaga, määras Torricelli vabale õukonnamatemaatiku kohale.

Torricelli, kahtlemata Galileo kõige säravama õpilase, teaduslik tegevus on seotud füüsika ja matemaatika valdkonnaga. Praktilist tegevust ta aga oma õpetaja eeskujul ära ei põlga. Õppinud Galileolt läätsede ja teleskoopide valmistamise tähtsusest, hakkas ta alates 1642. aastast selle nimel kõvasti tööd tegema ja saavutas peagi sellise täiuslikkuse, et edestas kaugelt kuulsamaid Itaalia meistreid (Hippolytus Mariani, hüüdnimega "Simp", Eustachio Divini Roomast, Francesco Fontana Napolist), kelle tooteid peetakse 17. sajandi esimese poole optika suurimateks saavutusteks.

Tulevikus räägime Torricelli avastusest atmosfäärirõhu kohta, mis aitas rohkem kui teised tema nime surematuks muuta. Nüüd piirdume ainult tema mehaanikaalase töö põgusa ülevaatega, mis sisaldub ainsas tema avaldatud raamatus, mis koosneb kolmest osast. Esimene ja kolmas osa on pühendatud geomeetriale ning teine osa pealkirjaga "De motu gravium descendentium et proiec-torum libri duo" ("Vabalt langevate ja paiskuvate raskete kehade liikumisest") on käsikiri, mille Castelli tõi Galileole. ülevaatamiseks.

Selle traktaadi esimeses raamatus seab Torricelli endale eesmärgiks tõestada Galileo postulaadi sama kõrgusega kaldtasapindu mööda langevate raskete kehade kiiruste võrdsuse kohta ja ta tõestab, et ta ei tea, et Galileo on seda juba teinud. . Samas võtab ta postulaadina praegu Torricelli järgi nime saanud printsiipi tõmbekeskuste liikumise kohta. Tänu Torricellile lükati selle põhimõtte arvukate rakendustega (kaldtasapinnale, kangile, liikumine mööda ringi kõõlut ja piki parabooli) ümber mitmete autoriteetsete teadlaste seisukohad, kes heitsid Archimedesele ette vertikaali kaalumist. kahe maapinnal rippuvate raskustega niidi suunad peaksid olema paralleelsed, mitte koonduma Maa keskpunkti poole. Torricelli näitas, et Archimedese esitus oli sobivam teoreetiliseks füüsikaliseks uurimiseks.

Traktaadi teises raamatus uurib Torricelli esmalt visatud kehade liikumist, üldistades Galileo diskursustes kasutatud lähenemist, mis käsitleb ainult horisontaalselt visatud kehade liikumist. Alles teel, tõestuseks esitas Galileo väite, et kui keha visatakse kukkumispunktist kiirusega, mis on võrdne, kuid vastupidine sellele, millega ta saabus kukkumispunkti, siis see möödub sama parabool vastassuunas. Torricelli uuris suvalise nurga all paisatud keha liikumist ja, rakendades sellele Galilei põhimõtteid, määras kindlaks trajektoori paraboolsuse ja kehtestas teised, nüüdseks hästi tuntud ballistika teoreemid. Eelkõige Galilei vaatlust üldistades märkis ta, et visatud keha liikumine on pöörduv nähtus. Seega, idee, et dünaamilised nähtused on pöörduvad, st et Galilei mehaanikas on aeg järjestatud, kuid puudub orientatsioon, ulatub Galileo ja Torricellini.

Pärast osa “Vedelate liikumisest”, mida me allpool käsitleme, esitab Torricelli viis ballistilist tabelit, mis on ilmselt esimesed tabelid suurtükiväe ajaloos, ning kartuses, et praktikud, kellele need tabelid on mõeldud, ei mõista ladina keelt. , lülitub ta järsku itaalia keelele.

Vedelike liikumise küsimuses (vahetuteks eelkäijateks nendes uuringutes olid Benedetti ja Castelli) oli Torricelli panus nii suur, et Mach kuulutas ta hüdrodünaamika rajajaks. Peamine probleem, mille Torricelli endale seadis, oli vedeliku voolukiiruse määramine anuma põhjas olevast kitsast august. Spetsiaalse seadme abil sundis ta august välja voolavat vedelikku ülespoole laskma ja leidis, et see tõusis anumas olevast veetasemest madalamale kõrgusele. Siis pakkus ta välja, et kui vedeliku liikumisele üldse vastupanu ei teki, tõuseb oja anumas oleva vee tasemele. Ilmselgelt on see hüpotees selle konkreetse juhtumi puhul samaväärne energia jäävuse seadusega. Kasutades analoogiat raskete kehade kukkumisega, tuletab Torricelli aktsepteeritud hüpoteesist järgmise põhiseisukoha (nüüd nimetatakse seda "Torricelli teoreemiks"):

"Laevast väljuval veel on väljumiskohas sama kiirus, mis suvalise raske kehaga, ja seetõttu on sama vee tilk eraldi, mis langeb vabalt selle vee ülemisest tasemest augu tasemele." ("De motu...", Libro II, rekvisiit. XXXVII, Opere di Evangelista Torricelli, toim. G. Loria, G. Vassura, Faenze, II, 1919, lk. 186).

Selle teoreemi, mis on hüdrostaatika aluseks, tõestasid hiljem Newton ja Varignon. Torricelli kasutas seda koos visatud kehade liikumise kohta juba saadud tulemustega tõestamaks, et kui anuma põhjas seina tehakse auk, on joal paraboolne kuju. Lisaks tegi Torricelli peeneid füüsilisi tähelepanekuid vedelikujoa tilkadeks lagunemise ja õhutakistuse mõju kohta.

4. GIOVANNI ALFONSO BORELI

Galileo õpilaste hulka kuulus ka napolane (teistel andmetel messinlane) Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679) – üks 17. sajandi Itaalia teaduse läbinägelikumaid mõistusi. Borelli eeldas Newtoni ideed, et planeedid kalduvad Päikese poole samal põhjusel, nagu rasked kehad kalduvad Maa poole. Tema võrdlus tropi serval pöörleva kivi ja planeedi liikumisest ümber Päikese on kõigi kriitikute peaaegu üksmeelse arvamuse kohaselt liikuvate planeetide dünaamilise tasakaalu teooria esimene idu. Borelli sõnul tasakaalustab planeedi Päikese poole kalduvat "instinkti" iga keha kalduvus keskmest eemalduda. Borelli peab seda vis repellensit ehk tsentrifugaaljõudu, nagu me seda praegu nimetame, pöördvõrdeliseks piiritletud ringi raadiusega.

Oma mehaanikateoses “De vi percussionist (“0 löögijõud”), 1667, mille tähendus on laiem kui pealkiri viitab, tsiteerib ta kahe mitteelastse sfääri tsentraalse kokkupõrke seadusi, mis kehtivad tänaseni. Selles töös püüab ta kindlaks teha, milline oleks langevate kehade efektiivne liikumine, kui eeldame (ex mera hypothesi – "puhtalt hüpoteetiliselt," lisab ta ettevaatlikult, mis on eriti vajalik, kuna ta oli munk), et kehad osalevad ühtlane ringliikumine.Maa pöörlev liikumine. Ja ta jõuab järeldusele kehade kõrvalekaldumise kohta itta, mida katseliselt kinnitas alles 1791. aastal Giovan Battista Guglielmini (?-1817) katsetes kehade kukkumisega Bolognas Asinelli tornist.

Oma teoses "De motionibus naturalibus a gravitate pendentibus" ("Gravitatsioonist sõltuvatest loomulikest liikumistest"), 1670, pühendab ta ühe peatüki kapillaarnähtuste eksperimentaalsele uurimisele ja jõuab järeldusele, et kapillaartorudes on vedeliku tõus pöördvõrdeline. võrdeline toru läbimõõduga. Selle seaduse taasavastas 1718. aastal arst Jacques Jurin (1684-1750), kelle järgi see ka oma nime sai. Samas töös on õhu erikaalu määramine antud - seadme abil - esimene konstantse mahuga hüdromeetrite esindaja. 1656. aastal määrasid Borelli ja Viviani heli kiiruse õhus Galileo pakutud otsesel meetodil, st mõõtes ajavahemikku hetkest, mil plahvatust valgus tajub, kuni hetkeni, mil plahvatuse heli muutub kuuldavaks. Seega õnnestus tal saada oluliselt täpsemaid tulemusi kui tema eelkäijad (Mersenne, Gassendi jt). Borelli parim looming, mis vääriliselt kroonib kõiki tema teisi teoseid, on aga tema teos “De motu animalium” (“Loomade liikumisest”), mis ilmus postuumselt kahes köites aastatel 1680–1681. Roomas, kus Borelli suri sügavas vaesuses.

Esimene köide kirjeldab inimese ja looma lihaste struktuuri, vormi, tegevust ja võimeid. Teises köites kasutatakse mehaanilisi analooge, et uurida lihaste kontraktsioone, südame liigutusi, vereringet ja seedimist. See töö, mida korduvalt trükiti, tähistas uue teadusliku suuna – iatromehaanika – algust. Eriti imetlusväärne on lindude lendu käsitlev XXII peatükk (De volatu), mis seetõttu avaldati mitu korda eraldi. Juba meie sajandil kuulus see peatükk ingliskeelses tõlkes sarjas "Lennunduse klassika" (nr 6, London, 1911) ja saksakeelses tõlkes - sarjas "Klassiker der exakten Wissenschaften" (nr 221) , Leipzig, 1927).

5. PENDELKELL

Varsti pärast "raviplaneetide", st Jupiteri nelja esimese satelliidi avastamist ( Galileo nimetas Jupiteri kuud, mille ta avastas Toscana hertsogi Cosimo de' Medici auks meditsiinitähtedeks. - Ligikaudu tõlge), tekkis Galileol idee kasutada neid koha pikkuskraadi määramiseks, mis, nagu teada, on meremeeste jaoks väga oluline. Teoreetiliselt tundub pikkuskraadi määramine väga lihtne: olles arvutanud mõne koha efemeriidi, mis määrab hetke, mil satelliit Jupiteri varju koonusesse siseneb, piisab, kui määrata aeg, millal seda nähtust teises kohas täheldatakse, et leida mõlema koha pikkuskraadide erinevus nende aegade erinevusest. Kuid selle meetodi kasutamiseks on vaja efemeriiditabeleid ja kahte kronomeetrit.

1612., siis 1616. ja veel hiljem 1630. aastal püüdis Galileo pidada läbirääkimisi Hispaania valitsusega, et see avastus talle edastada, kuid tema katsed ebaõnnestusid. 1636. aastal pöördus ta selle ettepanekuga uuesti Hollandi kindralriikide poole, kes võtsid selle ettepaneku hea meelega vastu, määrasid selle kaalumiseks kohe erikomisjoni ja otsustasid saata Galileole kingituseks 500 floriini väärtuses kuldkee. Komisjon märkis Galileo projektis mõningaid puudusi, mida ta tunnistas õiglaseks, kuid täiesti ületatavaks. Asi ei olnud aga selline, mida kirjavahetuse teel lahendada, nii et Galileo tegi ettepaneku, et Kindrali esindajad tuleksid tema juurde Arcetrisse. Galileo sõbrad pöördusid Orange'i printsi sekretäri, Christian Huygensi isa Constantijn Huygensi poole palvega abistada, kasutades ära tema kõrget positsiooni Kindralkuningriigis. Constantin Huygens võttis pakkumise vastu ja viis läbirääkimised õnneliku lõpuni. Uudised neist jõudsid aga kardinal Francesco Barberinini, kes andis Firenze peainkvisiitorile kohe korralduse läbirääkimisi takistada. Seetõttu katkestas Galileo läbirääkimised ja keeldus kindrali kingitusest, mille kaupmeeste delegatsioon talle just neil päevil üle andis.

“Mul on selline ajamõõtja, et kui me teeks 4 või 6 sellist instrumenti ja paneks käima, siis leiaksime (nende täpsuse kinnituseks), et nende poolt mõõdetud ja näidatud aeg ei ole mitte ainult tunnist kellani, vaid päevast päeva, kuust kuusse ei erineks see erinevates seadmetes sekundikski, need oleksid nii identsed" (Galileo Galilei operatsioon, Ediz. Naz., XVI, lk. 467).

Pole raske mõista, et ajamõõtja, mida Galileo mainib, pidi olema instrument, mis kasutab pendli võnkumiste isokronismi. Tõepoolest, Galileo teatab 1637. aasta juuni kirjas Hollandi India kubernerile Realile (või Realiole - vastavalt itaaliakeelsele kirjapildile), et tema kell on pendli rakendus, ja kirjeldab ka spetsiaalset numbriloendurit. võnkumistest. 1641. aastal Viviani andmetel ta

"... mulle tuli pähe, et võiksime raskuste ja vedruga kellale lisada pendli" (Ibid., XIX, lk. 655).

Juba väga vana mehena usaldas ta need plaanid oma pojale Vincenzole (surn. 1649). Isa ja poeg otsustasid ehitada mehhanismi (mis on meieni jõudnud tänu Viviani joonisele) koos geniaalse põgenemisseadmega (nn "konksu põgenemine"). Asjaolu, et Vincenzo Viviani sellise kella tegelikult ehitas, on kindlalt kindlaks tehtud: see tuleneb tema naise pärandi inventuurist ja Leopoldo de' Medici kirjavahetusest, kes saatis Buillot'le 21. augustil 1659 „joonistatud“ mudeli joonise. sama jämedalt kui modell ise.” , mis on nüüd minu toas.

Christian Huygens (1629-1695) kirjeldas 12. jaanuaril 1657 dateeritud kirjas enda loodud pendelkella. Sama aasta juunis sai ta sellele kellale patendi ja 1658. aastal avaldas ta oma avastuse teoses “Horologium” (“Kellad”). Kas Constantin Huygensi poeg Christiaan Huygens, kes võttis suure osa Galileo läbirääkimistest mõisa kindraliga ja oli eriti tuttav Galileo ideega kasutada kellas pendlit, teadis Galileo projektist? Ta eitas seda alati, mööndes vaid, et talle tuli pähe sama idee nagu Galileol, kelle käekell jooksis sama hästi kui tema oma, ning ütles, et kella loomise eesmärk oli tema, nagu ka Galileo, määrata koha pikkuskraadi. meri.

Me ei näe põhjust mitte usaldada Hollandi teadlast, kelle kella konstruktsioon on põgenemismehhanismis Galileo omast halvem, kuna ta säilitas iidse ebatäiusliku seadme, kuid ületas oluliselt Galilei, asendades kaalu kaaluga vedruga.

6. CHRISTIAN HUYGENS

"Tundide" ilmumine tekitas Huygensile peagi sellise kuulsuse, et Colbert kutsus ta 1666. aastal Pariisi, kus toona asutati Pariisi Teaduste Akadeemia (vt § 14). Huygens jäi sinna kuni 1681. aastani. Hugenotide tagakiusamisest tingitud keeruline olukord, kuhu Huygens kuulus, sundis teda targalt Haagi tagasi pöörduma.

Tema 1658. aasta töö kelladest on selgelt rakendusliku iseloomuga. Kuid sellise kaliibriga matemaatik nagu Huygens ei pääsenud mehaanika teoreetilistest probleemidest, mis on seotud kellade loomisega. Järgmised aastad pühendas ta nende probleemide uurimisele. 1673. aastal ilmus Pariisis tema meistriteos - teos “Horologium oscillatorium, sive de motu pendulorum ad horologia aptato demonstrationes geometricae” (“Kiikkell ehk pendli liikumisest”), mis koosneb viiest osast: kell, raskete kehade liikumine mööda tsükloidi ; kõverate joonte skaneerimine ja pikkuse määramine; võnke- või ergastuskeskus; teist tüüpi kellaseade - ringikujulise pendliga; teoreemid tsentrifugaaljõu kohta.

Huygens oli Galileo ja Torricelli otsene järeltulija, kelle teooriaid ta enda sõnul "kinnitas ja üldistas". Galileo pani aluse ainult ühe keha dünaamikale, Huygens aga alustas mitme keha dünaamika konstrueerimist.

Peatugem põgusalt selle mehaanika ajaloo jaoks põhimõttelise tähtsusega töö sisul, jättes välja esimese ja kolmanda osa, mis meie teemaga otseselt ei haaku.

Teises osas, pärast raskete kehade kukkumise Galilei seaduste esitamist, mille tõestust ta selgitab nihkete liitmise printsiibi süstemaatilise rakendamisega, teeb Huygens märkimisväärse diferentsiaalse geomeetrilise iseloomuga arutluskäigu abil kindlaks. tsükloidse pendli võnkumiste isokronism.

Neljas osa algab mainimisega, et neil aastatel, kui Huygens oli veel noor, soovitas Mersenne tal leida võnkekese ehk part, mis on risti läbi raskuskeskme tõmmatud võnketeljega, mille vahekaugus on võnketelg kaugusel, mis on võrdne antud komplekspendliga isokroonse lihtpendli pikkusega.

Võnkekeskme kontseptsioon, millele Huygens andis ülaltoodud definitsiooni, on leitud juba Galileos ja seda korrati Mersenne'is 1646. aastal: kui oleks kogum erineva pikkusega lihtsaid pendleid, mis on kujutatud raskete punktidena, mis on riputatud kaalututel niitidel, nii et kõik kinnitataks samale põiktalale, siis võnguksid lühemad pendlid kiiremini kui pikemad. Kui kõik need pendlid kohe kokku kinnitada nii, et nad moodustaksid jäiga süsteemi, siis oleksid nad kõik sunnitud korraga võnkuma, lühemad pendlid kiirendaksid pikemate liikumist, mõned pendlid kaotaksid kiirust, teised suurendaksid seda. ja teised ei kaotaks ega suurendaks. Võnkekese on selle viimase rühma pendlite raske punkti asukoht, mis asub risti läbi raskuskeskme tõmmatud vedrustuse teljega.

Ülaltoodud kaalutlustest juhindudes püüdsid Descartes ja Roberval leida võnkekeskme asukohta, kuid see katse ebaõnnestus.

Ka Huygens võttis selle probleemi üles ja lahendas selle, võttes oma kaalutluse aluseks Torricelli põhimõtte. Huygensi teooria ei tundunud tema kaasaegsetele veenev, nii et Jacob Bernoulli töötas 1703. aastal välja teise, rangema teooria ja jõudis keeruka pendli „vähendatud pikkuse” valemini nagu Huygens. Probleemi käsitlemise käigus tutvustati inertsmomendi mõistet ja avastati kuulus seos (Huygensi väide XX): "võnkekese ja vedrustuse punkt on omavahel seotud" (Ch. Huygens, Horologium oscillatorium, Pariis, 1673, Oeuvres lõpetab, XVIII, La Haye, 1934, lk. 305).

See seos võimaldab eksperimentaalselt leida võnkumiste keskpunkti. Aastal 1818 kasutas Heinrich Kater (1777-1835) seda teoreemi "pööratava pendli" konstrueerimiseks, see tähendab praktilise seadme sekundilise pendli pikkuse määramiseks ja gravitatsioonikiirenduse väärtuse määramiseks antud kohas. Ja selle viimase pendli kasutamise võlgneme ka Huygensile.

1676. aastal oli Jean Richet (surn. 1696) äärmiselt üllatunud, et Pariisi teise perioodiga pendel hakkas Cayenne'is aeglasemalt võnkuma. Teda lühendati ja pärast uurimistöö lõpetamist transporditi tagasi Pariisi, kus ta, vastupidi, hakkas kiiremini võnkuma. Huygens selgitas oma 1681. aastal valminud ja 1690. aastal avaldatud teoses "Duscours sur la põhjus de la pesanteur" ("Gravitatsiooni põhjusest") seda nähtust gravitatsioonikiirenduse väärtuse muutusega, mille ta omistas. ainult Maa pöörlemisest põhjustatud tsentrifugaaljõu muutuste tõttu. See uurimus viis ta järeldusele, et Maa peaks olema poolustelt lapik ja ekvaatoril paisunud. Selle eksperimentaalseks kinnitamiseks pani ta pehmest savist palli teljele kiiresti pöörlema ja jälgis selle lamenemist. Nagu teada, korratakse seda katset nüüd õppeotstarbel teljele piki läbimõõtu asetatud elastsete terasrõngastega. Sellel kogemusel oli märgatav mõju Kanti ja Laplace'i kosmogooniliste teooriate tekkele.

Alates 1659. aastast kirjutas Huygens traktaadi "De vi centrifugal ("Tsentrifugaaljõust"), mis avaldati alles postuumselt, aastal 1703. Selles uuris Huygens pöörleva ratta külge kinnitatud keha "püüdlust" (conatus) see püüdlus on Huygensi sõnul samasugune kui raske keha soov kukkuda. Mis juhtub, kui ketrusrattal olev inimene hoiab käes niiti, mille küljes ripub pliipall? Mis juhtub, vastab Huygens, et niit pingutatakse sama jõuga, mis tõmbaks kuuli, kui see oleks kinnitatud ratta keskele. Pärast mõningaid geomeetrilisi arutlusi jõuab Huygens järeldusele:

«Pöörlevale rattale kinnitatud kuuli konatus on selline, et kuul kipuks raadiust mööda ühtlaselt kiirendatult liikuma... See konatus sarnaneb keermele riputatud raske keha omaga. Siit järeldame, et võrdsetel ringidel sama kiirusega liikuvate ebavõrdsete kehade tsentrifugaaljõud on omavahel seotud nende kehade massiga ehk aine hulgaga neis... Jääb üle leida väärtus või konatuse kogus erinevate pöörlemiskiiruste korral. (Ch. Huygens, De vi centrifuga, teoses Oeuvres lõpetab, XVI, 1929, lk. 266).

Jääb veel lisada, et Huygensi leitud tsentrifugaaljõudu määravad seadused, mis on esitatud ilma tõestuseta "Kiikuva kella" lõpus, langevad kokku nendega, mida saame nüüd (väikse terminoloogia muudatusega) lugeda igas füüsika algkursuses.

Pärast meie pealiskaudset ülevaadet pole vaja lisada, et Huygensi jaoks pole tsentrifugaaljõud sugugi väljamõeldud, vaid väga reaalne jõud, mis on sama laadi kui gravitatsioonijõud.

Huygensi optikaalasest tööst räägime järgmises peatükis. Sellesse valdkonda andis suurima panuse Hollandi teadlane. Kuid me ei saa lõpetada tema mehaanikaalast tööd, mainimata tema uurimusi kehade kokkupõrgetest.

See ülesanne valmistas varajasele mehaanikale erilisi raskusi. Giovan Battista Bagliani käsitles seda oma teoses "De motu gravium, solidorum" ("Tahkete kehade liikumisest"), 1638. Galileo kavatses sellele küsimusele pühendada oma "Vestluste" "Kuuenda päeva", kuid kuigi meieni jõudnud fragmentides võivad imetlust äratada hämmastavalt huvitavad katsed, me ei leia sealt probleemile lahendust. Nagu varem nägime, kukkus kogu Descartes'i mehaanika sellel lõksul kokku. Palju rohkem vedas Borellil, kes avastas mitteelastsete kehade kokkupõrke seadused. Huygens pöördus elastsete kehade kokkupõrke uurimise poole.

Oma 1656. aastal valminud, kuid pärast tema surma 1700. aastal ilmunud teoses “De motu corporum ex percussione” (“Kehade liikumisest pärast lööki”) käsitleb Huygens seda keerulist probleemi kolme põhimõtte alusel: põhimõte. inertsist , relatiivsusprintsiipi ja kolmandat printsiipi, mida käsitleme allpool. Siia lisame, et Huygens mõistab relatiivsusprintsiipi Descartes’i tähenduses ehk laiemalt kui Galileo ja Newton; teisisõnu, Huygens ei tunne absoluutset liikumist ruumi suhtes.

Kolmas printsiip (vastavalt Huygensi numeratsioonile – teine) väidab, et kui kaks identset võrdse, kuid vastassuunalise kiirusega keha kogevad tsentraalset kokkupõrget, siis lendavad nad üksteisest eemale sama kiirusega, kuid muutuva märgiga. Nendele esialgsetele põhimõtetele tuginedes tuletas Huygens elastsete kehade põrkeseadused, mida ta seejärel visandas 1669. aastal Kuningliku Seltsi poolt eelmisel aastal välja kuulutatud parima löögiteooria alase töö konkursile esitatud memuaarides. Sellel võistlusel osalesid ka John Wallis (1616-1703), kes uuris mitteelastsete kehade kokkupõrget, ja Christopher Wren (1632-1723), kes uuris elastsete kehade kokkupõrget. Huygensi uurimused ületasid kahtlemata oluliselt neid kahte teost nii küsimuse laiuse kui ka esituse selguse poolest; mõnikord saavutati selgus aga lühiduse arvelt. Hilisemad mehaanikauuringud muutsid Huygensi kokkupõrkeseadustes vähe.

Wallise, Wreni ja Huygensi töödes on esitlus oma olemuselt geomeetriline. Edme Marriott (1620-1684) uuris oma teostes (Leiden, 1717) postuumselt avaldatud teoses "Traite de la percussion ou choc des corps" ("Traktaat kehade kokkupõrkest") samu probleeme ja jõudis puhtalt eksperimentaalselt. ligikaudu samadele tulemustele. Kere kiiruse suvaliseks reguleerimiseks mõtles Marriott välja kahest võrdsest pendlist koosneva seadme, mida sai suvaliselt reguleeritavalt kõrguselt kukkuma panna. Talle kuulub ka seade, mida kasutatakse siiani elastsete kehade liikumise ülekandmise demonstreerimiseks ja mis koosneb mitmest niitide küljes rippuvatest elastsetest kuulidest, mis puudutavad üksteist; Kui liigutate esimest palli ja lasete sellel kukkuda, tõuseb viimane pall üles, samal ajal kui teised jäävad paigale.

7. VAIDLUSED ELUSJÕU KOHTA

Eespool mainitud kehade kokkupõrget käsitlevas töös ja selgemalt 1686. aastal taas esitab Huygens väite, et "iga keha" korrutiste summa tema kiiruse ruuduga enne ja pärast kokkupõrget jääb muutumatuks. . Seda säilitusteoreemi tundis ka Leibniz, kes, olles selle kirjas Huygensile edastanud, koostas sellest mälestusteraamatu "Demonstratio erroris memorabilis Cartesii" ("Tõendus Descartes'i märkimisväärsest veast"), mis avaldati 1686. aastal ajakirjas "Acta". eruditorum" (teaduslikud märkmed "). Selles memuaaris nimetab Leibniz „keha“ korrutist selle kiiruse ruuduga „elavaks jõuks“ ja vastandab seda „surnud jõule“ või, nagu me seda praegu nimetaksime, potentsiaalse energiaga. Esimene väljend, nagu me teame, on säilinud teaduses tänapäevani muudatusega, mille tõi sisse Gustavus Coriolis (1792-1843), kes eelistas elamise mõõdupuuks võtta pool keha massi korrutisest selle kiiruse ruudu järgi. jõudu.

Niisiis tegi Leibniz ettepaneku hinnata langeva keha “jõudu” (ütleksime energiat) kõrguse järgi, milleni see keha võiks tõusta, kui seda saavutatud kiirusega üles visata; seega oleks elava jõu ja surnud jõu vahel kõigil juhtudel võrdsus. Kui nii hinnata “jõudu”, siis mehaanika seadustest saame järeldada, et see on võrdne “keha” korrutisega selle kiiruse ruuduga, nii et keha, mis kahekordistab oma kiirust, neljakordistab oma “jõu”. ”. Kui kehad põrkuvad, ei säili mitte liikumise kvantiteet, nagu väidab Descartes’i kolmas reegel, vaid põrkuvate kehade elusjõudude summa; Leibnizi sõnul peitub selles Descartesi viga.

Kartesialased tõusid aga Descartes'i kaitseks Leibnizi vastu. Leibnizi ja Descartes'i pooldajate vahel tekkis elav vaidlus, mis kestis üle 30 aasta ja mida füüsika ajaloos tuntakse kui "vaidlust elava jõu üle".

Tegelikult juhtisid kartesiaanlased tähelepanu tõsiasjale, et kui üles visatud keha tõuseb kaks korda lühema aja jooksul algsele kõrgusele ja annab kaks korda lühema ajaga neljakordse efekti, tähendab see, et selle “jõud” ei ole neljakordistunud, vaid ainult kahekordistunud. Siin on kohatu laskuda vaidluse tehnilistesse üksikasjadesse. Piisab, kui öelda, et vaidluse lahendas 1728. aastal Jean-Jacques de Meran (1678-1771) ja veelgi paremini Jean d'Alembert (1717-1783) oma 1743. aasta Traite de dynamique (Dünaamika traktaat) eessõnas. Kogu vaidlus põhines impulsi määratluse ebaselgusel. Kartesialased järgisid Descartes'i antud skalaarset määratlust. De Meran näitas, et kõik vaidluse käigus toodud kokkupõrgete näited järgivad impulsi jäävuse seadust, kui seda ainult õigesti, see tähendab vektorlikus mõttes, mõista. Seega lõpuks: elastse löögi ajal säilib nii hoog kui ka elusjõu säilimine

CHRISTIAN HUYGENS

Christiaan Huygens von Zuylichen – Hollandi aadliku Constantijn Huygensi poeg, sündis 14. aprillil 1629. aastal. "Talendid, aadel ja rikkus olid Christian Huygensi perekonnas ilmselt päritavad," kirjutas üks tema biograaf. Tema vanaisa oli kirjanik ja kõrge esindaja, isa oli Orange'i printside salanõunik, matemaatik ja luuletaja. Oma suveräänide lojaalne teenimine ei orjastanud nende andeid ja tundus, et Christiani oli ette määranud sama paljude jaoks kadestamisväärne saatus. Ta õppis aritmeetikat ja ladina keelt, muusikat ja luulet. Tema õpetaja Heinrich Bruno ei saanud oma neljateistkümneaastasest õpilasest küllalt: „Ma tunnistan, et Christianit tuleb poiste seas imeks nimetada... Ta arendab oma võimeid mehaanika ja disaini vallas, teeb hämmastavaid masinaid, aga vaevalt vajalik."

Õpetaja eksis: poiss otsis õpingutest alati kasu. Tema konkreetne praktiline mõistus leiab peagi skeemid masinatest, mida inimesed tõesti vajavad.

Siiski ei pühendunud ta kohe mehaanikale ja matemaatikale. Isa otsustas teha oma pojast juristi ja kui Christian sai kuueteistkümneaastaseks, saatis ta Londoni ülikooli õigusteadust õppima. Ülikoolis õigusteadusi õppides huvitasid Huygensit samal ajal matemaatika, mehaanika, astronoomia ja praktiline optika. Vilunud käsitööline lihvib iseseisvalt optilisi klaase ja täiustab toru, mille abil teeb hiljem oma astronoomilised avastused.

Christiaan Huygens oli Galileo vahetu järglane teaduses. Lagrange'i sõnul oli Huygens "määratud Galileo kõige olulisemaid avastusi täiustama ja edasi arendama". Seal on lugu sellest, kuidas Huygens esimest korda Galileo ideedega kokku puutus. Seitsmeteistaastane Huygens kavatses tõestada, et horisontaalselt visatud kehad liiguvad paraboolides, kuid pärast Galileo raamatust tõendit ei tahtnud ta "Iliast Homerose järgi kirjutada".

Pärast ülikooli lõpetamist saab temast diplomaatilisele missioonile teel Taani Nassau krahvi saatjaskonna ehe. Krahvi ei huvita, et see nägus noormees on huvitavate matemaatikatööde autor ja ta muidugi ei tea, kuidas Christian unistab jõuda Kopenhaagenist Stockholmi Descartes'i vaatama. Nii et nad ei kohtu kunagi: mõne kuu pärast Descartes sureb.

22-aastaselt avaldas Huygens teose "Diskursused hüperbooli, ellipsi ja ringi ruudust". Aastal 1655 ehitab ta teleskoobi ja avastab ühe Saturni kuu, Titani, ning avaldab raamatu "Uued avastused ringi suuruses". 26-aastaselt kirjutab Christian dioptriate kohta märkmeid. 28-aastaselt ilmus tema traktaat “Arvutustest täringumängus”, kus kergemeelse välimusega pealkirja taga on peidus üks esimesi uurimusi tõenäosusteooria vallas ajaloos.

Üks Huygensi olulisemaid avastusi oli pendelkella leiutamine. Ta patenteeris oma leiutise 16. juulil 1657 ja kirjeldas seda 1658. aastal avaldatud lühikeses essees. Ta kirjutas oma kella kohta Prantsuse kuningale Louis XIV-le: „Minu masinad, mis on paigutatud teie korteritesse, ei hämmasta teid mitte ainult iga päev õige kellaaja näiduga, vaid sobivad, nagu ma alguses lootsin, määramiseks. merel asuva koha pikkuskraad. Christian Huygens töötas kellade, peamiselt pendelkellade loomise ja täiustamise kallal peaaegu nelikümmend aastat: 1656–1693. A. Sommerfeld nimetas Huygensit "kõigi aegade säravaimaks kellassepaks".

Kolmekümneaastaselt paljastab Huygens Saturni rõnga saladuse. Galileo märkas Saturni rõngaid esmakordselt kahe külgmise lisandina, mis "toetavad" Saturni. Siis paistsid sõrmused nagu õhuke joon, ta ei märganud neid ega maininud enam. Kuid Galileo torul polnud vajalikku eraldusvõimet ja piisavat suurendust. Vaadeldes taevast läbi 92x teleskoobi, avastab Christian, et Saturni rõngast peeti ekslikult kõrvaltähtedeks. Huygens lahendas Saturni mõistatuse ja kirjeldas esimest korda selle kuulsaid rõngaid.

Sel ajal oli Huygens väga nägus suurte siniste silmade ja korralikult pügatud vuntsidega noormees. Tolleaegse moe järgi järsult kõverdatud paruka punakad lokid langesid õlgadele, lebades kalli krae lumivalgel Brabanti pitsil. Ta oli sõbralik ja rahulik. Keegi ei näinud teda eriti elevil või segaduses, kuhugi tormas või, vastupidi, aeglastesse mõtetesse sukeldunud. Talle ei meeldinud “seltsis” olla ja ta ilmus sinna harva, kuigi tema päritolu avas talle kõigi Euroopa paleede uksed. Samas ei näe ta sinna ilmudes sugugi kohmetu ega piinliku näoga, nagu teiste teadlastega sageli juhtus.

Kuid asjata otsib võluv Ninon de Lenclos talle seltskonda, ta on alati sõbralik, ei midagi enamat, see veendunud poissmees. Ta võib juua koos sõpradega, kuid ainult natuke. Tee natuke nalja, naera natuke. Natuke kõike, väga vähe, et võimalikult palju aega jääks peamiseks - tööks. Töö – muutumatu kõikehõlmav kirg – põletas teda pidevalt.

Huygensit eristas erakordne pühendumus. Ta oli oma võimetest teadlik ja püüdis neid maksimaalselt ära kasutada. "Ainus meelelahutus, mida Huygens endale nii abstraktsete töödega lubas," kirjutas tema kohta üks kaasaegne, "oli see, et ta õppis vaheaegadel füüsikat. Tavainimese jaoks oli tüütu ülesanne Huygensi jaoks meelelahutus.

1663. aastal valiti Huygens Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. 1665. aastal asus ta Colberti kutsel elama Pariisi ja järgmisel aastal sai temast vastloodud Pariisi Teaduste Akadeemia liige.

1673. aastal ilmus tema essee “Pendelkell”, mis annab Huygensi leiutise teoreetilised alused. Selles töös teeb Huygens kindlaks, et tsükloidil on isokronismi omadus, ja analüüsib tsükloidi matemaatilisi omadusi.

Raske punkti kõverjoonelist liikumist uurides näitab Huygens, jätkates Galileo väljendatud ideede arendamist, et keha teatud kõrguselt kukkudes mööda erinevaid radu omandab lõpliku kiiruse, mis ei sõltu tee kujust, vaid sõltub ainult kukkumise kõrgusest ja võib tõusta kõrgusele, mis on võrdne (vastupanu puudumisel) algkõrgusega. Seda positsiooni, mis sisuliselt väljendab gravitatsiooniväljas liikumise energia jäävuse seadust, kasutab Huygens füüsikalise pendli teoorias. Ta leiab väljenduse pendli lühendatud pikkusele, paneb paika löögikeskme mõiste ja selle omadused. Ta väljendab matemaatilise pendli valemit ringpendli tsükloidse liikumise ja väikeste võnkumiste kohta järgmiselt: „Ringpendli ühe väikese võnkumise aeg on seotud pendli kahekordse pikkusega langemise ajaga, nagu ka ringi ümbermõõt on seotud läbimõõduga.

On märkimisväärne, et oma töö lõpus esitab teadlane hulga ettepanekuid (ilma järeldusteta) tsentripetaaljõu kohta ja teeb kindlaks, et tsentripetaalne kiirendus on võrdeline kiiruse ruuduga ja pöördvõrdeline ringi raadiusega. See tulemus valmistas ette Newtoni teooria kehade liikumisest kesksete jõudude toimel.

Huygensi mehaanikaõpingutest on lisaks pendli- ja tsentripetaaljõu teooriale teada tema elastsete kuulide löögi teooria, mille ta esitas Londoni Kuningliku Seltsi poolt 1668. aastal välja kuulutatud võistlusprobleemile. Huygensi mõjuteooria põhineb elusjõudude, impulsi jäävuse seadusel ja Galileo relatiivsusprintsiibil. See avaldati alles pärast tema surma 1703. aastal.

Huygens reisis üsna palju, kuid polnud kunagi jõude turist. Esimesel Prantsusmaa-reisil õppis ta optikat ja Londonis selgitas oma teleskoopide valmistamise saladusi. Ta töötas viisteist aastat Louis XIV õukonnas, viisteist aastat hiilgavat matemaatilist ja füüsikalist uurimistööd. Ja viieteistkümne aasta jooksul - ainult kaks lühikest reisi kodumaale arstiabi saamiseks.

Huygens elas Pariisis kuni 1681. aastani, mil ta pärast Nantes'i edikti tühistamist protestantina kodumaale naasis. Pariisis olles tundis ta Roemerit hästi ja aitas teda aktiivselt vaatlustes, mis viisid valguse kiiruse määramiseni. Huygens oli esimene, kes teatas oma traktaadis Roemeri tulemustest.

Kodus Hollandis ehitab Huygens jälle väsimust tundmata mehaanilise planetaariumi, hiiglaslikud seitsmekümnemeetrised teleskoobid ja kirjeldab teiste planeetide maailmu.

Huygensi valgusteos ilmub ladina keeles, autori parandas ja 1690. aastal prantsuse keeles uuesti avaldatud. Huygensi "Traktaat valgusest" sisenes teadusajalukku esimese laineoptika alase teadustööna. See traktaat sõnastas laine levimise põhimõtte, mida nüüd tuntakse Huygensi põhimõttena. Sellest põhimõttest lähtudes tuletati valguse peegelduse ja murdumise seadused ning töötati välja topeltmurdumise teooria Islandi spardis. Kuna valguse levimiskiirus kristallis on eri suundades erinev, ei ole lainepinna kuju sfääriline, vaid ellipsoidne.

Valguse levimise ja murdumise teooria üheteljelistes kristallides on Huygensi optika märkimisväärne saavutus. Huygens kirjeldas ka ühe kahest kiirest kadumist, kui nad läbisid teise kristalli teatud orientatsioonis esimese suhtes. Seega oli Huygens esimene füüsik, kes tuvastas valguse polarisatsiooni fakti.

Huygensi ideid hindas kõrgelt tema järeltulija Fresnel. Ta asetas need kõigist Newtoni avastustest optika vallas, väites, et Huygensi avastust "võib olla raskem teha kui kõiki Newtoni avastusi valgusnähtuste vallas".

Huygens ei käsitle oma traktaadis värve ega valguse difraktsiooni. Tema traktaat on pühendatud ainult peegelduse ja murdumise (ka topeltmurdmise) põhjendamisele laine vaatenurgast. See asjaolu oli ilmselt põhjuseks, miks Huygensi teooria, hoolimata 18. sajandil Lomonosovi ja Euleri toetusest, ei saanud tunnustust enne, kui Fresnel 19. sajandi alguses laineteooria uutel alustel ellu äratas.

Huygens suri 8. juulil 1695, kui trükikojas trükiti tema viimast raamatut Cosmoteoros.

Raamatust Entsüklopeediline sõnaraamat (G-D) autor Brockhaus F.A.

Huyghens Huygens (Christian Huyghensvan Zuylichem) oli matemaatik, astronoom ja füüsik, kelle Newton (1629–1695) tunnustas suureks. Tema isa Signor van Zuylichem, Orange'i vürstide sekretär, oli tähelepanuväärne kirjanik ja teaduslikult haritud. G. alustas oma teaduslikku tegevust 1651. aastal kompositsiooniga

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (VO). TSB

Wolf Christian Wolf (Wolff) Christian (kristlane) (24.1.1679, Breslau, - 9.4.1754, Halle), saksa filosoof, ratsionalismi esindaja. Matemaatika ja filosoofia professor Halles (1706-23 ja 1740) ja Marburgis (1723-40), kus tema õpilaste hulgas oli ka M. V. Lomonosov. V. rääkis peamiselt

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (GY). TSB

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (GO). TSB

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (PA). TSB

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (SM). TSB

Smuts Jan Christian Smuts (Smuts) Jan Christian (24.5.1870, Bowenplats, Kapimaa provints, - 11.9.1950, Irene, Pretoria lähedal), Lõuna-Aafrika poliitik; Briti Feldmarssal (alates 1941), idealistlik filosoof. Sündis afrikaani perekonnas – suurmaaomanik. Lõpetas Cambridge'i

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (XP). TSB

Autori raamatust Great Soviet Encyclopedia (EY). TSB

Raamatust 100 suurt teadlast autor Samin Dmitri

CHRISTIAN HUYGENS (1629–1695)Christian Huygens von Zuilichen - Hollandi aadliku Constantijn Huygensi poeg, sündis 14. aprillil 1629. aastal. "Talendid, aadel ja rikkus olid Christian Huygensi perekonnas ilmselt päritavad," kirjutas üks tema biograaf. Tema

Raamatust Uusim faktide raamat. 1. köide [Astronoomia ja astrofüüsika. Geograafia ja muud maateadused. Bioloogia ja meditsiin] autor

Raamatust 3333 keerulist küsimust ja vastust autor Kondrašov Anatoli Pavlovitš

Miks oli Christiaan Huygens kindel, et Jupiteril on tohutud kanepiistandused? Hollandi mehaanik, füüsik ja matemaatik Christiaan Huygens, kellel olid samuti suured teened astronoomia valdkonnas, oli oma aja poeg ja uskus seetõttu siiralt selle otstarbekusesse.

Raamatust Uusim faktide raamat. 1. köide. Astronoomia ja astrofüüsika. Geograafia ja muud maateadused. Bioloogia ja meditsiin autor Kondrašov Anatoli Pavlovitš

Raamatust Suur tsitaatide ja lööklausete sõnastik autor

CHRISTIAN VIII (Christian VIII, 1786–1848), Taani kuningas aastast 1839. 120 Avatud kiri. Selle pealkirja all avaldati Christian VIII avaldus 8. juunist 1846, milles lükati tagasi Preisimaa nõuded Schleswigile ja Holsteinile. ? Gefl. Worte, S. 444. Saksamaal esineb seda väljendit aeg-ajalt

Raamatust Maailma ajalugu ütlustes ja tsitaatides autor Dušenko Konstantin Vassiljevitš

CHRISTIAN X (1870–1947), Taani kuningas alates 1912. aastast 121 Kui sakslased võtavad Taanis juutidele kasutusele kollase tähe, kanname perega seda kõrgeima tunnustuse märgina. Christiani sõnad 11. okt. 1943. Järgmisel päeval ilmus ta tegelikult kollasega hobuse seljas sõitvate inimeste ette

Autori raamatust

CHRISTIAN VIII (Christian VIII, 1786–1848), Taani kuningas aastast 183926Avatud kiri.Selle pealkirja all avaldati 8. juunil 1846 Christian VIII avaldus, milles lükati tagasi Preisi nõuded Schleswigile ja Holsteinile. ? Gefl. Worte-01, S. 444. Saksamaal esineb seda väljendit aeg-ajalt

Autori raamatust

CHRISTIAN X (Christian X, 1870–1947), Taani kuningas aastast 1912. 27 Kui sakslased võtavad Taanis kasutusele juutide jaoks kollase tähe, kanname seda oma perega kõrgeima tunnustuse märgina. Christiani sõnad 11. okt. . 1943? Eigen, lk. 65Järgmisel päeval ilmus Christian rahva ette ratsa seljas

Kuulus Hollandi füüsik, astronoom ja matemaatik, laineteooria looja. Aastal 1663 sai temast esimene Hollandi liige Londoni Kuninglikus Seltsis. Huygens õppis Leideni ülikoolis (1645-1647) ja Breda kolledžis (1647-1649), kus õppis matemaatika- ja õigusteadusi.

Christiaan Huygens alustas oma teaduslikku karjääri 22-aastaselt. Elas 1665–1681 Pariisis, 1681–1695 Haagis. Tema auks on nimetatud Kuu ja Marsi kraatrid, mägi Kuul, asteroid, kosmosesond ja Leideni ülikooli labor. Kristlane, sündinud 14. aprillil 1629 kuulsa, jõuka ja eduka Orange'i vürstide salanõuniku Constantine Huygensi (Heygens) perekonnas. Tema isa oli tuntud kirjanik ja sai suurepärase teadusliku hariduse.

Noor Huygens õppis Leideni ülikoolis matemaatikat ja õigusteadust, mille lõpetamise järel otsustas ta oma töö täielikult teadusele pühendada. 1651. aastal ilmus “Diskursused hüperbooli, ellipsi ja ringi kvadratuurist”. Aastal 1654 - töö "Ringi suuruse määramine", millest sai tema suurim panus matemaatilise teooria arendamisse.

Esimene au sai noor kristlane pärast Saturni rõngaste ja selle planeedi satelliidi Titani avastamist. Ajalooliste andmete järgi nägi neid ka suur Galilei. Legrange mainis, et Huygens suutis välja töötada Galileo olulisemad avastused. Juba 1657. aastal sai Huygens Hollandi patendi pendelkellamehhanismi loomiseks.

Galileo töötas selle mehhanismi kallal oma elu viimastel aastatel, kuid ei saanud pimeduse tõttu tööd lõpule viia. Huygensi leiutatud mehhanism võimaldas luua odavaid pendelkellasid, mis olid kogu maailmas populaarsed ja laialt levinud. 1657. aastal avaldatud traktaat “Arvutused täringutes” sai üheks esimeseks teoseks tõenäosusteooria valdkonnas.

Koos R. Hooke'iga paigaldas ta kaks konstantset termomeetripunkti. 1659. aastal avaldas Huygens oma klassikalise teose "Saturni süsteem". Selles kirjeldas ta oma vaatlusi Saturni ja Titani rõngaste kohta ning kirjeldas ka Orioni udukogu ning triipe Marsil ja Jupiteril.

1665. aastal tehti Christian Huygensile ettepanek asuda Prantsuse Teaduste Akadeemia esimeheks. Ta kolis Pariisi, kus ta elas, kuni 1681. aastani peaaegu kunagi ei lahkunud. Huygens töötas 1680. aastal välja "planeedimasinat", millest sai tänapäevase planetaariumi prototüüp. Selle töö jaoks lõi ta jätkuvate murdude teooria.

Nantes'i edikti tühistamise tõttu 1681. aastal Hollandisse naastes võttis Christiaan Huygens kasutusele optilised leiutised. Aastatel 1681–1687 Füüsik tegeles suurte objektiivide lihvimise ja poleerimisega fookuskaugusega 37-63 meetrit. Samal perioodil kujundas Huygens oma nime järgi kuulsa okulaari. See okulaar on kasutusel tänaseni.

Christian Huygensi kuulus traktaat "Traktaat valgusest" on endiselt kuulus oma viienda peatüki poolest. See kirjeldab kahekordse murdumise nähtust kristallides. Klassikalist üheteljeliste kristallide murdumise teooriat selgitatakse endiselt selle peatüki põhjal.

Valguse traktaadi kallal töötades jõudis Huygens väga lähedale universaalse gravitatsiooniseaduse avastamisele. Ta kirjeldas oma mõttekäike lisas "Gravitatsiooni põhjused". Christian Huygensi viimane traktaat "Cosmoteoris" ilmus postuumselt, 1698. aastal. Sama traktaat maailmade paljususest ja nende elamiskõlblikkusest tõlgiti Peeter I käsul 1717. aastal vene keelde.

Christiaan Huygensi tervis oli alati kehv. Tõsine haigus sagedaste tüsistuste ja valulike ägenemistega koormas tema viimaseid eluaastaid. Ta kannatas ka üksindustunde ja melanhoolia all. Christiaan Huygens suri piinavates kannatustes 8. juulil 1695. aastal.

Paljud Huygensi tööd on nüüdseks erakordse ajaloolise väärtusega. Tema pöörlevate kehade teooria ja tema tohutu panus valguse teooriasse on teadusliku tähtsusega tänapäevani. Need teooriad on muutunud kaasaegse teaduse kõige säravamaks ja ebatavalisemaks panuseks.

Christiaan Huygens on Hollandi teadlane, matemaatik, astronoom ja füüsik, üks laineoptika rajajaid. Aastatel 1665-81 töötas ta Pariisis. Leiutas (1657) põgenemismehhanismiga pendelkella, andis selle teooria, kehtestas füüsilise pendli võnkeseadused ja pani aluse löögiteooriale. Lõi (1678, avaldati 1690) valguse laineteooria, selgitas topeltmurdmist. Koos Robert Hooke'iga kehtestas ta püsivad termomeetripunktid. Täiustatud teleskoop; kujundas temanimelise okulaari. Saturni ümbritseva rõnga avastas ka selle satelliit Titan. Ühe esimese tõenäosusteooria alase teose autor (1657).

Varajane talentide ärkamine

Christiaan Huygensi esivanemad hõivasid tema riigi ajaloos silmapaistva koha. Tema isa Konstantin Huygens (1596-1687), kelle majas sündis tulevane kuulus teadlane, oli haritud mees, oskas keeli ja armastas muusikat; pärast 1630. aastat sai temast William II (ja hiljem William III) nõunik. Kuningas James I tõstis ta rüütli auastmesse ja Louis XIII autasustas teda Püha Miikaeli ordeniga. Hea jälje ajalukku jätsid ka tema lapsed – 4 poega (teine on Christian) ja üks tütar.

Christiani anne avaldus juba varases nooruses. Kaheksa-aastaselt oli ta juba õppinud ladina keelt ja aritmeetikat, õppinud laulmist ning kümneaastaselt tutvus geograafia ja astronoomiaga. 1641. aastal kirjutas tema õpetaja lapse isale: „Ma näen ja peaaegu kadestan Christiani tähelepanuväärset mälestust” ja kaks aastat hiljem: „Tunnistan, et Christianit tuleb poiste seas nimetada imeks.”

Ja Christian, olles õppinud kreeka, prantsuse ja itaalia keelt ning õppinud klavessiinimängu, hakkas sel ajal huvi tundma mehaanika vastu. Kuid mitte ainult: ta naudib ka ujumist, tantsimist ja ratsutamist. Kuueteistkümneaastaselt astus Christiaan Huygens koos vanema venna Konstantiniga Leideni ülikooli juurat ja matemaatikat õppima (viimane oli rohkem valmis ja edukam, õpetaja otsustas saata ühe oma töö Rene Descartes’ile).

2 aasta pärast asub vanem vend töötama prints Frederick Henriku heaks ning Christian ja tema noorem vend kolivad Bredasse Orani kolledžisse. Christiani isa valmistas teda ette ka avalikuks teenistuseks, kuid tal olid teised püüdlused.1650. aastal naasis ta Haagi, kus tema teaduslikku tööd takistasid vaid mõnda aega teda kummitanud peavalud.

Mida keerulisem on arutluste abil kindlaks teha seda, mis näib ebakindel ja juhuslik, seda hämmastavam on tulemuse saavutav teadus.

Huygens Christian

Esimesed teaduslikud tööd

Christian Huygensi teaduslike huvide ring laienes jätkuvalt. Teda huvitavad Archimedese mehaanika- ja Descartes'i (ja hilisemate teiste autorite, sealhulgas inglaste Newtoni ja Hooke'i) optikateosed, kuid ei lõpeta matemaatikaõpinguid. Mehaanikas puudutab tema peamisteks uurimusteks löögiteooriat ja kellaehituse probleemi, millel oli tollal äärmiselt oluline rakenduslik tähendus ja mis oli alati Huygensi loomingus üks keskseid kohti.

Tema esimesi saavutusi optikas võib nimetada ka "rakenduslikuks". Christian Huygens tegeleb koos oma venna Constantine'iga optiliste instrumentide täiustamisega ja saavutab sellel alal märkimisväärset edu (see tegevus ei peatu paljudeks aastateks; 1682. aastal leiutab ta kolme läätsega okulaari, mis kannab siiani tema nime. Samas kui teleskoopide täiustamisel kirjutas Huygens aga oma raamatus "Dioptria": "... inimene: kes suudaks leiutada ainult teooriale tuginedes ja ilma juhuse sekkumiseta luukklaasi, peaks olema üliinimlik mõistus").

Uued instrumendid võimaldavad teha olulisi vaatlusi: 25. märts 1655 avastab Huygens Saturni suurima satelliidi Titani (mille rõngaste vastu oli ta juba pikka aega huvi tundnud). Aastal 1657 ilmus veel üks Huygensi teos “Arvutused täringutes” - üks esimesi tõenäosusteooria töid. Ta kirjutab oma vennale veel ühe essee "Kehade mõjust".

Üldiselt olid 17. sajandi viiekümnendad Huygensi suurima tegevuse aeg. Ta kogub teadusmaailmas kuulsust. Aastal 1665 valiti ta Pariisi Teaduste Akadeemia liikmeks.

"Huygensi põhimõte"

H. Huygens uuris Newtoni optilisi teoseid lakkamatu huviga, kuid ei aktsepteerinud tema korpuskulaarset valgusteooriat. Talle olid palju lähedasemad Robert Hooke'i ja Francesco Grimaldi vaated, kes uskusid, et valgusel on laineline olemus.

Kuid idee valgusest kui lainest tekitas kohe palju küsimusi: kuidas seletada valguse sirgjoonelist levikut, selle peegeldust ja murdumist? Newton andis neile näiliselt veenvad vastused. Sirgus on dünaamika esimese seaduse ilming: kerged kehakesed liiguvad ühtlaselt ja sirgjooneliselt, kui neile ei mõju mingid jõud. Peegeldust seletati ka kui kehakehade pinnalt kerkinud kehakeste elastset tagasilööki. Murdumisega oli olukord mõnevõrra keerulisem, kuid ka siin pakkus Newton seletuse. Ta uskus, et kui valguskeha lendab kuni keha piirini, hakkab sellele mõjuma ainest tulenev külgetõmbejõud, mis annab kehale kiirenduse. See toob kaasa kehakeha kiiruse (murdumise) suuna ja suuruse muutumise; seetõttu on Newtoni järgi valguse kiirus näiteks klaasis suurem kui vaakumis. See järeldus on oluline juba ainuüksi seetõttu, et see võimaldab eksperimentaalset kontrolli (hilisem kogemus lükkas Newtoni arvamuse ümber).

Christian Huygens, nagu ka tema eelpool mainitud eelkäijad, uskus, et kogu ruum on täidetud spetsiaalse meediumiga – eetriga ning valgus on selles eetris olevad lained. Kasutades analoogiat lainetega veepinnal, jõudis Huygens järgmisele pildile: kui laine esiosa (ehk esiserv) jõuab teatud punkti, st võnkumised jõuavad sellesse punkti, siis saavad need võnkumised tsentriteks. kõigis suundades lahknevatest uutest lainetest ja kõigi nende lainete mähisjoone liikumine annab pildi lainefrondi levimisest ning selle frondiga risti olev suund on laine levimise suund. Seega, kui vaakumis olev lainefront on mingil hetkel tasane, siis jääb see alati tasaseks, mis vastab valguse sirgjoonelisele levimisele. Kui valguslaine esiosa jõuab meediumi piirini, siis igast selle piiripunktist saab uue keralaine keskpunkt ja konstrueerides nende lainete mähised ruumis nii piirist kõrgemale kui allapoole, pole see keeruline. selgitada nii peegeldusseadust kui ka murdumisseadust (kuid sel juhul peame leppima sellega, et valguse kiirus keskkonnas on n korda väiksem kui vaakumis, kus n on keskkonna sama murdumisnäitaja mis sisaldub Descartes'i ja Snelli hiljuti avastatud murdumisseaduses).

Huygensi põhimõttest tuleneb, et valgus, nagu iga laine, võib painduda ümber takistuste. See fundamentaalset huvi pakkuv nähtus on küll olemas, kuid Huygens leidis, et sellise painde käigus tekkivad “külglained” ei vääri erilist tähelepanu.

Christian Huygensi ideed valgusest olid kaugel kaasaegsest. Seega uskus ta, et valguslained on pikisuunalised, s.t. et võnkumiste suunad langevad kokku laine levimise suunaga. See võib tunduda seda kummalisem, et Huygensil endal oli ilmselt juba ettekujutus polarisatsiooni nähtusest, mida saab mõista ainult põiklaineid arvesse võttes. Kuid see pole peamine. Huygensi põhimõte avaldas otsustavat mõju meie ideedele mitte ainult optikast, vaid ka igasuguste vibratsioonide ja lainete füüsikast, mis on nüüd meie teaduses üks keskseid kohti. (V.I. Grigorjev)

Lisateavet Christian Huygensi kohta:

Christian Huygens von Zuylichen - Hollandi aadliku Constantijn Huygensi poeg "Talendid, aadel ja rikkus olid Christian Huygensi perekonnas ilmselt päritavad," kirjutas üks tema biograaf. Tema vanaisa oli kirjanik ja kõrge esindaja, isa oli Orange'i printside salanõunik, matemaatik ja luuletaja. Oma suveräänide lojaalne teenimine ei orjastanud nende andeid ja tundus, et Christiani oli ette määranud sama paljude jaoks kadestamisväärne saatus. Ta õppis aritmeetikat ja ladina keelt, muusikat ja luulet. Tema õpetaja Heinrich Bruno ei saanud oma neljateistkümneaastasest õpilasest küllalt:

"Tunnistan, et Christianit tuleb poiste seas nimetada imeks... Ta arendab oma võimeid mehaanika ja konstruktsioonide vallas, teeb hämmastavaid masinaid, kuid vaevalt vajalik." Õpetaja eksis: poiss otsis õpingutest alati kasu. Tema konkreetne praktiline mõistus leiab peagi skeemid masinatest, mida inimesed tõesti vajavad.

Christiaan Huygens oli Galileo-Galilei vahetu järglane teaduses. Lagrange'i sõnul oli Huygens "määratud Galileo kõige olulisemaid avastusi täiustama ja edasi arendama". Seal on lugu sellest, kuidas Huygens esimest korda Galileo ideedega kokku puutus. Seitsmeteistaastane Huygens kavatses tõestada, et horisontaalselt visatud kehad liiguvad paraboolides, kuid pärast Galileo raamatust tõendit ei tahtnud ta "Iliast Homerose järgi kirjutada".

Pärast ülikooli lõpetamist saab Christiaan Huygensist Nassau krahvi saatjaskond, kes on teel Taani diplomaatilisele missioonile. Krahvi ei huvita, et see nägus noormees on huvitavate matemaatikatööde autor ja ta muidugi ei tea, kuidas Christian unistab jõuda Kopenhaagenist Stockholmi Descartes'i vaatama. Nii et nad ei kohtu kunagi: mõne kuu pärast Descartes sureb.

22-aastaselt avaldas Christiaan Huygens teose "Diskursused hüperbooli, ellipsi ja ringi ruudust". Aastal 1655 ehitab ta teleskoobi ja avastab ühe Saturni kuu, Titani, ning avaldab raamatu "Uued avastused ringi suuruses". 26-aastaselt kirjutab Christian dioptriate kohta märkmeid. 28-aastaselt ilmus tema traktaat “Arvutustest täringumängus”, kus kergemeelse välimusega pealkirja taga on peidus üks esimesi uurimusi ajaloos tõenäosusteooria vallas.

Kolmekümneaastaselt paljastab Christiaan Huygens Saturni sõrmuse saladuse. Galileo märkas Saturni rõngaid esmakordselt kahe külgmise lisandina, mis "toetavad" Saturni. Siis paistsid sõrmused nagu õhuke joon, ta ei märganud neid ega maininud enam. Kuid Galileo torul polnud vajalikku eraldusvõimet ja piisavat suurendust. Taeva vaatlemine läbi 92x teleskoobi. Christian avastab, et Saturni rõngast peeti ekslikult kõrvaltähtedeks. Huygens lahendas Saturni mõistatuse ja kirjeldas esimest korda selle kuulsaid rõngaid.

Sel ajal oli Christiaan Huygens väga kena suurte siniste silmade ja korralikult pügatud vuntsidega noormees. Tolleaegse moe järgi järsult kõverdatud paruka punakad lokid langesid õlgadele, lebades kalli krae lumivalgel Brabanti pitsil. Ta oli sõbralik ja rahulik. Keegi ei näinud teda eriti elevil või segaduses, kuhugi tormas või, vastupidi, aeglasesse undisse sukeldunud. Talle ei meeldinud “seltsis” olla ja ta ilmus sinna harva, kuigi tema päritolu avas talle kõigi Euroopa paleede uksed. Samas ei näe ta sinna ilmudes sugugi kohmetu ega piinliku näoga, nagu teiste teadlastega sageli juhtus.

Christiaan Huygensit paistis silma oma erakordne pühendumus. Ta oli oma võimetest teadlik ja püüdis neid maksimaalselt ära kasutada. "Ainus meelelahutus, mida Huygens endale nii abstraktsete töödega lubas," kirjutas tema kohta üks kaasaegne, "oli see, et ta õppis vaheaegadel füüsikat. Tavainimese jaoks oli tüütu ülesanne Huygensi jaoks meelelahutus.

1663. aastal valiti Huygens Londoni Kuningliku Seltsi liikmeks. 1665. aastal asus ta Colberti kutsel elama Pariisi ja järgmisel aastal sai temast vastloodud Pariisi Teaduste Akadeemia liige.

Raske punkti kõverjoonelist liikumist uurides näitab Huygens, jätkates Galileo väljendatud ideede arendamist, et keha teatud kõrguselt kukkudes mööda erinevaid radu omandab lõpliku kiiruse, mis ei sõltu tee kujust, vaid sõltub ainult kukkumise kõrgusest ja võib tõusta kõrgusele, mis on võrdne (vastupanu puudumisel) algkõrgusega. Seda positsiooni, mis sisuliselt väljendab gravitatsiooniväljas liikumise energia jäävuse seadust, kasutab Huygens füüsikalise pendli teoorias. Ta leiab väljenduse pendli lühendatud pikkusele, paneb paika löögikeskme mõiste ja selle omadused. Ta väljendab ringpendli tsükloidse liikumise ja väikeste võnkumiste matemaatilise pendli valemit järgmiselt:

"Ringpendli ühe väikese võnkumise aeg on seotud pendli kahekordse pikkusega kukkumise ajaga, nii nagu ringi ümbermõõt on seotud läbimõõduga."

Christiaan Huygensi mehaanilistest uuringutest on lisaks pendli- ja tsentripetaaljõu teooriale teada ka tema elastsete kuulide löögi teooria, mille ta esitas Londoni Kuningliku Seltsi poolt 1668. aastal välja kuulutatud võistlusprobleemile. Huygensi mõjuteooria põhineb elusjõudude, impulsi jäävuse seadusel ja Galileo relatiivsusprintsiibil. See avaldati alles pärast tema surma 1703. aastal. Huygens reisis üsna palju, kuid polnud kunagi jõude turist. Esimesel Prantsusmaa-reisil õppis ta optikat ja Londonis selgitas oma teleskoopide valmistamise saladusi. Ta töötas viisteist aastat Louis XIV õukonnas, viisteist aastat hiilgavat matemaatilist ja füüsikalist uurimistööd. Ja viieteistkümne aasta jooksul - ainult kaks lühikest reisi kodumaale arstiabi saamiseks

Christiaan Huygens elas Pariisis kuni 1681. aastani, mil ta pärast Nantes'i edikti tühistamist protestantina kodumaale naasis. Pariisis olles tundis ta Roemerit hästi ja aitas teda aktiivselt vaatlustes, mis viisid valguse kiiruse määramiseni. Huygens oli esimene, kes teatas oma traktaadis Roemeri tulemustest.

Kodus Hollandis ehitab Huygens jälle väsimust tundmata mehaanilise planetaariumi, hiiglaslikud seitsmekümnemeetrised teleskoobid ja kirjeldab teiste planeetide maailmu.

Huygensi valgusteos ilmub ladina keeles, autori parandatud ja prantsuse keeles uuesti avaldatud aastal 1690. Huygensi "Traktaat valgusest" sisenes teaduse ajalukku esimese laineoptika alase teadustööna. See traktaat sõnastas laine levimise põhimõtte, mida nüüd tuntakse Huygensi põhimõttena. Sellest põhimõttest lähtudes tuletati valguse peegelduse ja murdumise seadused ning töötati välja topeltmurdumise teooria Islandi spardis. Kuna valguse levimiskiirus kristallis on eri suundades erinev, ei ole lainepinna kuju sfääriline, vaid ellipsoidne.

Valguse levimise ja murdumise teooria üheteljelistes kristallides on Huygensi optika märkimisväärne saavutus. Christiaan Huygens kirjeldas ka ühe kahest kiirest kadumist, kui nad läbisid teise kristalli teatud orientatsiooniga esimese suhtes. Seega oli Huygens esimene füüsik, kes tuvastas valguse polarisatsiooni fakti.

Huygens ei käsitle oma traktaadis värve ega valguse difraktsiooni. Tema traktaat on pühendatud ainult peegelduse ja murdumise (ka topeltmurdmise) põhjendamisele laine vaatenurgast. See asjaolu oli ilmselt põhjuseks, miks Huygensi teooria, hoolimata 18. sajandil Lomonosovi ja Euleri toetusest, ei saavutanud tunnustust enne, kui Fresnel 19. sajandi alguses laineteooria uutel alustel ellu äratas.

Christiaan Huygens suri 8. juunil 1695, kui trükikojas trükiti tema viimast raamatut KosMoteoros. (Samin D.K. 100 suurt teadlast. - M.: Veche, 2000)

Lisateavet Christian Huygensi kohta:

Huyghens (Christian Huyghensvan Zuylichem), matemaatik, astronoom ja füüsik, keda Newton tunnustas suureks. Tema isa Signor van Zuylichem, Orange'i vürstide sekretär, oli tähelepanuväärne kirjanik ja teaduslikult haritud.

Christian Huygens alustas oma teaduslikku tegevust 1651. aastal esseega hüperbooli, ellipsi ja ringi kvadratuurist; 1654 avastas ta evolutsioonide ja involuutide teooria, 1655 avastas Saturni satelliidi ja rõngaste tüübi, 1659 kirjeldas Saturni süsteemi oma avaldatud töös. 1665. aastal asus ta Colberti kutsel elama Pariisi ja võeti Teaduste Akadeemia liikmeks.

Raskustega käitatavate ratastega kellad on olnud kasutusel pikka aega, kuid selliste kellade kiiruse reguleerimine ei olnud rahuldav. Galileo ajast saadik on pendlit kasutatud eraldi lühikeste ajavahemike täpseks mõõtmiseks ning vaja oli lugeda hoovõttude arvu. 1657. aastal avaldas Christiaan Huygens enda leiutatud pendelkella ehituse kirjelduse. Kuulus teos Horologium oscillatorium, sive de mota pendulorum an horologia aptato demonstrationes geometrica, mille ta avaldas hiljem, 1673. aastal Pariisis ja sisaldas dünaamika olulisemate avastuste kirjeldust, sisaldab oma esimeses osas ka dünaamika struktuuri kirjeldust. kellad, kuid lisaks on pendli kaalumise meetodit täiustatud, muutes pendli tsükloidseks, millel on püsiv pöördeaeg, sõltumata pendli löögist. Selle tsükloidse pendli omaduse selgitamiseks pühendab autor raamatu teise osa vabade ja mööda kaldsirget liikuvate kehade kukkumise seaduste tuletamist ning lõpuks mööda tsükloidi. Siin väljendub esmakordselt selgelt liigutuste iseseisvuse algus: ühtlaselt kiirenenud gravitatsiooni toimel ja ühtlane inertsi mõjul.

Christian Huygens tõestab vabalt langevate kehade ühtlaselt kiirendatud liikumise seadusi, mis põhinevad põhimõttel, et konstantse suuruse ja suunaga jõu mõju kehale ei sõltu keha kiiruse suurusest ja suunast. Tuletades seose kukkumise kõrguse ja aja ruudu vahel, teeb Huygens märkuse, et kukkumiste kõrgused on omavahel seotud saadud kiiruste ruutudena. Edasi, arvestades ülespoole paiskunud keha vaba liikumist, leiab ta, et keha tõuseb suurimale kõrgusele, olles kaotanud kogu talle antud kiiruse ja omandab selle tagasi naastes uuesti.

Galileo tunnistas ilma tõenditeta, et kui kehad kukuvad mööda erineva kaldega sirgeid samalt kõrguselt, omandavad nad võrdse kiiruse. Christiaan Huygens tõestab seda järgmiselt. Kaks erineva kaldega ja võrdse kõrgusega sirgjoont asetatakse alumiste otstega kõrvuti. Kui ühe ülemisest otsast välja lastud keha omandab suurema kiiruse kui teise ülemisest otsast välja lastud keha, siis saab seda lasta mööda esimest sellisest punktist ülemisest otsast allapoole, et altpoolt saadud kiirusest piisab. tõsta keha teise rea ülemisse otsa, kuid siis selguks, et keha tõusis kõrgemale kui see, kust ta kukkus, aga see ei saa olla.

Keha liikumisest piki kaldjoont liigub H. Huygens edasi liikumisele mööda katkendjoont ja seejärel liikumisele piki suvalist kurvi ning tõestab, et mis tahes kõrguselt mööda kõverat kukkumisel saavutatav kiirus on võrdne kiirusega mis on omandatud samalt kõrguselt mööda vertikaaljoont vabalangemise ajal ja et sama keha tõstmiseks samale kõrgusele nii piki vertikaalset sirget kui ka kõverat on vaja sama kiirust.

Seejärel, liikudes edasi tsükloidi juurde ja arvestades mõningaid selle geomeetrilisi omadusi, tõestab autor raske punkti liikumiste tautokronismi piki tsükloidi. Töö kolmandas osas esitatakse evolutsiooniteooria ja involuutide teooria, mille autor avastas 1654. aastal; Siit leiavad kristlased tsükloidi evolutsiooni tüübi ja asukoha.

Neljandas osas esitatakse füüsikalise pendli teooria, siin lahendab Christiaan Huygens ülesande, mida nii paljudele tema aja geomeetritele ei antud – pöördekeskme määramise probleemi. See põhineb järgmisel väitel: "Kui keeruline pendel on puhkeseisundist lahkudes lõpetanud mingi osa oma löögist, mis on suurem kui poolkiik, ja kui ühendus kõigi selle osakeste vahel on hävinud, siis kõik need osakesed tõusevad sellisele kõrgusele, et nende ühine raskuskese oleks sellel kõrgusel, kus see oli siis, kui pendel lahkus. See väide, mida Christiaan Huygens ei tõestanud, näib talle alusprintsiibina, kuid nüüd esindab see energia jäävuse seaduse rakendamist pendlile. Füüsikalise pendli teooria esitas Huygens täiesti üldisel kujul ja rakendas seda erinevat tüüpi kehadele. Oma töö viimases, viiendas osas esitab teadlane kolmteist teoreemi tsentrifugaaljõu kohta ja uurib koonilise pendli pöörlemist.

Veel üks Christian Huygensi tähelepanuväärne töö on 1690. aastal avaldatud valguse teooria, milles ta esitab peegelduse ja murdumise ning seejärel topeltmurdumise teooria Islandi spardis samal kujul, nagu seda praegu esitatakse füüsikaõpikutes. Teistest, mille H. Huygens avastas, mainime järgmist.

Saturni rõngaste ja selle kahe kuu tõelise välimuse avastamine, mis tehti tema ehitatud kümne jala pikkuse teleskoobi abil. Christiaan Huygens tegeles koos oma vennaga optiliste klaaside valmistamisega ja parandas oluliselt nende tootmist. Teoreetiliselt avastati maa ellipsoidne kuju ja selle kokkusurumine poolustel, samuti selgitati tsentrifugaaljõu mõju gravitatsiooni suunale ja teise pendli pikkusele erinevatel laiuskraadidel. Elastsete kehade kokkupõrke probleemi lahendamine samaaegselt Wallise ja Brenniga.

Christiaan Huygens leiutas kella spiraali, asendades pendli, esimese spiraaliga kella ehitas Pariisis kellassepp Thuret 1674. aastal. Temale kuulus ka üks lahendusi raske homogeense keti kuju probleemile tasakaalus.

Christiaan Huygens – tsitaadid

Mida keerulisem on arutluste abil kindlaks teha seda, mis näib ebakindel ja juhuslik, seda hämmastavam on tulemuse saavutav teadus.