Докладніше про Християна Гюйгенса

Відомий голландський вчений Хрістіан Гюйгенс, дослідження якого значно збагатили науку в галузях фізики, механіки, математики та астрономії, народився 14 квітня 1629 р. (помер 8 липня 1695 р.) в Гаазі, в сім’ї відомого політичного діяча, поета і музиканта. Маючи універсальну освіту, батько сам ознайомив Хрістіана з основами математики та механіки. Своє навчання Гюйгенс продовжив в університетах Лейдена та Бреди (1645—1649 рр.), після закінчення яких подорожував (він побував у Німеччині, Франції та Англії). Математичне обдарування Гюйгенса проявилося рано: ще юнаком, вивчаючи твори Архімеда, Декарта та Мерсенна, він починає і свої дослідження у цій галузі науки. Повернувшись після подорожі на батьківщину, Гюйгенс опублікував багато оригінальних праць з математики («Теореми про квадратуру гіперболи, еліпса та кола і центр ваги їхніх частин», 1651 р. та ін.). Причетний Гюйгенс і до перших розробок основ теорії ймовірностей (трактат «Про розрахунки під час гри в кості», 1657 р.).

З 1650 р. Гюйгенс намагається вирішити багато проблем з оптики та астрономії. Тоді у розпорядженні астрономів уже був телескоп, теорію якого вперше дав Й. Кеплер («Оптичні дослідження», 1612 р.). У середині XVII ст. найбільш поширеними були телескопи системи Галілея; проте при великому збільшенні (понад 30) зображення небесних тіл були дуже нестійкі та розмиті. Через це використання таких інструментів практично не давало ніякого виграшу. Згодом з’ясувалось, що однією з причин цієї вади є велика кривизна поверхонь лінз, внаслідок чого промені не збираються в одній точці. Очевидно, що поліпшити якість зображення можна, використавши довгофокусні (з малою кривизною поверхонь) лінзи. Відтоді як професіонали, так і аматори почали виготовляти телескопи більшої довжини. Серед них — І Гюйгенс; разом із своїм братом Костянтином він виготовив 12-футовий (близько 366 см) телескоп; цей інструмент був значнопотужніший, ніж телескопи попередників Гюйгенса; навівши його на Сатурн, вчений помітив слабеньку зірочку біля його диска, яка перемішувалася разом з планетою. Це був супутник Сатурна, згодом названий Титаном. За допомогою свого телескопа та подальших детальних обчислень Гюйгенс встановив, що період обертання цього .супутника навколо планети — 16 діб 4 год. Результати своїх досліджень вчений опублікував у брошурі «Нові спостереження супутників Сатурна» (1656 р.).

З цією планетою-гігантом зв’язане ще одне важливе дослідження Гюнгенса: виготовивши потужніший телескоп (фокусна відстань — 24 фути) та неодноразово спостерігаючи Сатурн, він помітив невеликі дивні об’єкти, які то зникали, то з’являлися знову. Про них повідомляв ще Галілей (1610 р.), проте за півстоліття нікому не вдалося з’ясувати їхню природу. Розмірковуючи над цим явищем, Гюйгенс невдовзі доходить висновку, що навколо Сатурна обертається кільце; оскільки в певні моменти воно зовсім невидиме то його товщина незначна. У праці «Система Сатурна» (1659 р., Гаага) Гюйгенс так повідомляє про результати своїх досліджень: «Сатурн оточений тонким плоским кільцем, яке ніде не дотикається до нього І нахилене до екліптики». Свої висновки вчений доповнив малюнками, де наочно пояснювалася зміна фаз кільця: завдяки малій товщині воно невидиме, коли повернуте ребром до земного спостерігача (або до Сонця) а поблизу цих положень кільце спостерігається як два придатки. Так виняткова проникливість голландського вченого допомогла розгадати одну з найцікавіших таємниць нашої планетної системи.

Гюйгенсу належать і деякі інші відкриття в астрономії: він виявив смуги на Юпітері, полярні шапки на поверхні Марса, відкрив туманність у сузір’ї Оріона. 1684 р. вчений сконструював так званий негативний окуляр, що складається з двох плоскоопуклих лінз, повернутих опуклими поверхнями до об’єктива; окуляр набув широкого застосування під час візуальних спостережень. Вагомий внесок Гюйгенса й у вирішенні проблеми вимірювання часу: запропонована ним (1656 р.) схема годинника з маятником сприяла перевороту в мистецтві точного астрономічного спостереження. (Принагідно згадаємо, що подібне відкриття зробив Галілей, проте маятник Галілея був придатний для вимірювання лише коротких проміжків часу, оскільки його не доповнював механізм для підтримки безперервного руху.) Маятниковий годинник Гюйгенса як автоматичний пристрій для підрахунку числа коливань став точним вимірювальним приладом того часу. Його використання давало змогу обчислювати кутову відстань між зорями, фіксуючи часові проміжки між їхніми кульмінаціями.

Власне астрономічні праці — це невелика частка внеску Гюйгенса в науку. Немало важливих досліджень він провів і в різних галузях фізики. Так, у другому виданні книжки «Маятникові годинники» (1673 р., Париж) викладено цінні результати детально розробленої ним теорії маятника та суміжних питань, що пов’язані з рухом тіла по колу та кривих іншої форми. Одержане Гюйгенсом співвідношення між періодом коливання, довжиною маятника та прискоренням вільного падіння давало змогу виміряти останнє значно точніше, ніж у дослідах над тілами, що вільно падають. Крім того, досліджуючи коловий рух, вчений дійшов висновку, що на тіло, яке рухається по колу, діє деяка сила, спрямована до центра, величина якої залежить від швидкості тіла та радіуса кола. Цей результат мав неабияке значення для пояснення руху планет навколо Сонця. Багато досліджень Гюйгенса пов’язано з розробкою теорії світла; вчений вважав його хвилями, що поширюються в світовому ефірі («Трактат про світло», 1690 р.); така модель давала змогу пояснити явища відбивання та заломлення світла.

Широко відомий трактат вченого «Космотеорос» (1698 р.), де в науково-популярній формі викладено основні твердження геліоцентричної системи світу та погляди Гюйгенса на ідею множинності та населеності світів у космосі. Додамо, що 1717 р. цю працю за наказом Петра І видали російською мовою під назвою «Книга світогляду, або Думка про небесно-земні глобуси та їхні прикраси».

Хрістіан Гюйгенс, безперечно, один з найталановитіших, глибокодумних та найактивніших дослідників Нового часу. Він відомий як видатний вчений у сфері математики і теоретичної фізики, талановитий винахідник у механіці та вмілий спостерігач в астрономії. Численні дослідження Гюйгенса в різних галузях науки свідчать про його багатосторонні знання та широкі інтереси. 1663 р. Гюйгенса обрано першим іноземним членом Лондонського королівського товариства, з 1666 р. він — член Паризької академії наук; 1672 р. Гюйгенс брав участь у створенні Паризької обсерваторії.

Л. М. Свачій

Джерело: Короткий астрономічний календар 1995