Christiaan Huygens

Christiaan Huygens jr. FRS (latinalaistettu muoto Christianus Hugenius; 14. huhtikuuta 1629 Haag – 8. heinäkuuta 1695 Haag) oli hollantilainen matemaatikko, fyysikko, tähtitieteilijä ja keksijä. Hän syntyi vaikutusvaltaiseen hollantilaisperheeseen Haagissa, Hollannissa. Huygens tunnetaan parhaiten työstään fysiikan ja eritoten optiikan parissa, jossa hänet tunnetaan muun muassa Huygensin periaatteen keksijänä. Fysiikan lisäksi hän oli vaikutusvaltainen politiikassa ja hänellä oli perhetaustastaan johtuen hyvät suhteet hollantilaiseen ja ranskalaiseen ylimystöön.

Elämä 
Christiaan Huygensin perhe oli tunnettu ja arvostettu. Hänen isänsä Constantijn Huygens Sr. toimi Hollannin provinssien käskynhaltijan kirjanpitäjänä sekä Hollannin valtionneuvoston kirjanpitäjänä suuren osan elämästään. Constantijn Sr. oli akateemisesti oppinut, ja hän saavutti mainetta myös runoilijana, muusikkona ja taiteiden tukijana. Christiaan saikin akateemisen kasvatuksen musiikin, kirjallisuuden ja tieteiden parissa. Hän osoitti jo nuorena kiinnostusta luonnontieteiden teoriaa ja käytännön sovelluksia kohtaan. Huygens vietti kuitenkin suhteellisen salattua ja hiljaista sosiaalista elämää, ja parhaiten hänet tunnetaan fysiikan alalla tapahtuneesta työstään. Hän asui Haagissa vuoteen 1666, jonka jälkeen hän asui Pariisissa melkein koko loppuelämänsä lukuun ottamatta kolmea pidempiaikaista vierailuaan Lontoossa. Hän vuorovaikutti tunnettujen fyysikoiden ja matemaatikoiden kanssa ollessaan Royal Societyn ja Académie Royale des Sciencesin jäsen. Heitä olivat muun muassa Sir Isaac Newton ja Gottfried Leibniz.

Opinnot ja suuntautuminen fysiikaan 
Vuosien 1645 ja 1647 välisenä aikana Huygens opiskeli oikeustiedettä ja matematiikkaa Leidenin yliopistossa. 1647–1649 hän opiskeli oikeustiedettä Bredassa vasta valmistuneessa Oranian oppilaitoksessa (Collegium Arausiacum), jossa hänen isänsä toimi kuraattorina. Opintojensa jälkeen hän ei jatkanut diplomaatin uralla, vaikka se oli odotettu ratkaisu hänen perhetaustansa ja opiskelujensa ansiosta. Isältään saaman rahoituksen turvin hän kykeni omistautumaan luonnontieteen ja fysiikan tutkimiseen.

Työ ja tieteelliset saavutukset

Tieteellinen ensiesiintyminen 
Huygensin esiintulo tapahtui vuonna 1651 hänen ensimmäisellä teoksellaan Theoremata de quadratura, jossa käsiteltiin pinta-alan määrittämistä. Hän osoitti Grégoire de Saint-Vincentin tekemien kvadraattisten päätelmien olevan osittain virheellisiä. 1654–1655 hän paranteli teleskooppeja ja veljensä Constantijnin kanssa he suunnittelivat paremman tavan hioa ja kiillottaa linssejä. Tämä luonnollisesti johti taivaankappaleiden tutkimiseen ja vuosina 1655–1656 hän tekikin havaintoja valmistamallaan teleskoopilla. Hän ratkaisi useita tähtitieteen ongelmia, kuten Saturnuksen renkaiden luonteen, ja hän löysi ensimmäisenä Saturnuksen kiertolaisen Titanin. Koska tähtitiede edellytti ajan tarkkaa mittaamista, paneutui hän myös horologiaan eli ajan tutkimiseen. 1656 Hän kehitti heilurikellon ja julkaisi 1658 ajan mittaamista käsittelevän teoksen Horologium (jota ei tule sekoittaa myöhemmin ilmestyneeseen teokseen Horologium Oscillatorium).

Muutto Pariisiin 
Vieraillessaan Englannissa 1663 hänet hyväksyttiin Royal Societyn jäseneksi ja hän pääsi vuorovaikuttamaan aikansa tunnetuimpien tiedemiesten kanssa. Näihin aikoihin Huygens oli saavuttanut mainetta ja Ranskan kuningas Ludvig XIV tarjosi hänelle eläkkeen sillä ehdolla, että hän siirtyisi Pariisiin asumaan. Huygens suostui tähän ja asettui asumaan Pariisiin keväällä 1666. Samalla hän hyväksyi jäsenyyden juuri perustettuun pariisilaiseen tiedeakatemiaan Académie Royale des Sciencesiin. Terveydentilansa takia hän kuitenkin palasi muutamaan otteeseen kotipaikkaansa Haagiin. 1668 hän lähetti Royal Societylle yhdessä John Wallisin ja Christopher Wrenin kanssa tehtyjen kokeiden tulokset, joissa todettiin liikemäärän säilyvän törmäyksessä. Hän oli kehittänyt jo 1652 kaavan liikemäärän säilymiselle elastisissa törmäyksissä ja tämä koe osoitti sen pitävän paikkansa.

Horologium Oscillatorium 
Huygens julkaisi yhden tunnetuimmista teoksistaan Horologium Oscillatoriumin Pariisissa 1673. Teos käsitteli heilurikelloja, raskaiden kappaleiden tippumista tyhjiössä sekä sykloidin tautokronisuutta. Hän johti ensimmäisenä kaavan heilahdusajalle. Teoksessa hän johti myös, että keskeisvoima r-säteisellä ympyräradalla nopeudella v liikkuvaan kappaleeseen on verrannollinen nopeuden neliöön ja kääntäen verrannollinen säteeseen. Horologium Oscillatorium oli omistettu Ludvig XIV:lle ja tämä vahvisti hänen asemaansa Pariisissa.

 , jossa l on heilurin pituus ja g on putoamiskiihtyvyys

 , jossa m on kappaleen massa, v on kappaleen nopeus ja r on ympyräradan säde

Traité de la lumière ja valon aaltoluonne 
Traité de la lumière (1678) käsitteli valon ominaisuuksia ja teoriaa valon aaltoluonteesta tai tarkemmin ottaen valosta pulssina. Teoksessa käsiteltiin valon kulkua aaltoliikkeenä väliaineessa ja taittumista aineiden rajapinnassa. Näitä ilmiöitä hän kuvasi aaltorintamaperiaatteella, joka nykyisin kantaa hänen nimeään. Huygensin periaatteella voidaan kuvata aaltorintaman etenemistä pistemäisten alkeisaaltolähteiden avulla. Teoria ei kuitenkaan aluksi saanut tunnustusta, mikä johtui Newtonin kilpailevasta hiukkasmallista ja Newtonin vaikutusvallasta luonnontieteissä. Hän ei myöskään onnistunut kehittämään riittävän vahvaa matemaattista mallia, joka perustelisi teorian aukottomasti.

Viimeiset elinvuodet 
Viimeisinä elinvuosinaan hän kääntyi jälleen matematiikan puoleen Leibnizin kanssa käymänsä kirjeenvaihdon innoittamana. Viimeiset viisi vuotta hän sairasteli ja hänen terveydentilansa oli huono. 1694 Huygens sairastui erittäin vakavasti ja kuoli kotonaan Haagissa 7. elokuuta 1695.

Lähteet

Aiheesta muualla 

 
 
  Huygensin nimen ääntämisestä.
 

Alankomaalaiset fyysikot
Alankomaalaiset matemaatikot
Alankomaalaiset tähtitieteilijät
Ranskan tiedeakatemian jäsenet
Vuonna 1629 syntyneet
Vuonna 1695 kuolleet
Seulonnan keskeiset artikkelit