克里斯蒂安·惠更斯

克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens，1629年4月14日－1695年7月8日），又譯海更士、海更斯，荷蘭物理學家、天文學家、工程師、發明家與數學家，是17世紀科學革命的關鍵人物。

作為物理學家，惠更斯建立了向心力定律，提出了動量守恆原理與惠更斯原理，在光學、力學領域做出了開創性的貢獻；作為天文學家，惠更斯發現了土衛六、獵戶座大星雲、火星極冠與土星環；作為工程師與發明家，惠更斯改進了望遠鏡的設計，發明了擺鐘與火藥發動機（內燃機的雛形）；作為數學家，惠更斯發展了漸屈線理論，提出了單擺周期公式，並被認為是機率論的奠基者。

## 生平

惠更斯於1629年4月14日出生在海牙，是家中的第二個兒子。其父康斯坦丁·惠更斯為外交官，是數學家笛卡爾、梅森和詩人多恩的朋友，家境富裕。其母為蘇珊娜·范巴爾勒，1627年4月6日與其父結婚，1637年去世。惠更斯幼年在家接受私人家教，16歲後跟隨哥哥進入萊頓大學學習法律與數學，兩年後又轉到布雷達的奧蘭治學院（Oranjecollege）繼續學習。學生時代他接受過笛卡爾的指導。1651年發表了第一篇論文，內容為求解曲線所圍區域的面積。1655年成為法學博士，1663年成為英國皇家學會會員，1666年成為荷蘭科學院院士，同一年在路易十四的邀請下成為法國皇家科學院院士。利用1672年竣工的巴黎天文台，他進一步進行了多次天文觀測。

1672年，惠更斯與萊布尼茲結識，並指導後者學習數學。萊布尼茲對此極為感激，兩人維持了一輩子的友誼。

1678年他介紹荷蘭數學家和物理學家尼古拉斯·哈特蘇克認識了法國科學家如尼古拉·馬勒伯朗士和喬瓦尼·多梅尼科·卡西尼。1684年，他出版了《Astroscopia Compendiaria》，介紹了他新發明的空中望遠鏡。

1681年，惠更斯在罹患重病後搬回海牙。他試圖在1685年返回法國，但南特敕令的廢止使他未能返回。

1689年，惠更斯在讀過《原理》後造訪英國，並出席了皇家學會的會議。他和牛頓在會議上討論了重力與冰洲石的雙折射現象。

1695年7月8日，惠更斯去世於海牙，被埋葬在聖雅各堂。

惠更斯終生未婚。

## 成就

惠更斯一生研究成果豐富，在多個領域都有所建樹，許多重要著作是在他逝世後才發表的，《惠更斯全集》（Oeuvres complètes de Christiaan Huygens）共有22卷，由荷蘭科學院編輯出版。

### 數學

在布萊茲·帕斯卡鼓勵他之後，惠更斯1657年發表了《論賭博中的計算》（De Ratiociniis in Ludo Aleae），被認為是機率論誕生的標誌。同時對二次曲線、複雜曲線、懸鏈線、曳物線、對數螺線等平面曲線都有所研究。發現了擺線也是最速降線。

### 物理學

#### 力學

- 在《擺式時鐘或用於時鐘上的擺的運動的幾何證明》、《擺鐘論》等論文中提出了鐘擺擺動周期的公式：$T=2\pi\sqrt[]{\frac{\ell}{g}}$。1656年設計並製造出了利用擺取代重力齒輪的擺鐘。
- 研究了完全彈性碰撞，證明了碰撞前後能量和動量的守恆。研究成果在其死後發表於《論物體的碰撞運動》一文中。

#### 光學

- 創立了光的波動說，把以太作為光傳播的介質，在《光論》一書中提出了惠更斯原理。解釋了冰洲石的雙折射現象。

### 天文學

惠更斯研究了透鏡的相關物理原理，並發明了惠更斯目鏡。1655年惠更斯提出，土星被一個堅硬的環圍住，一個薄又扁，向黃道傾斜的環。他用自製的折射望遠鏡，首次發現了土星的衛星——土衛六，同年，惠更斯觀察到了獵戶座大星雲並將它畫了下來。1659年，他的畫被公佈在Systema Saturnium裡。同年利用自己磨製的望遠鏡，發現了土星的光環。

他用他的現代望遠鏡成功地把星雲分成不同的恆星。惠更斯並發現了幾個星雲和一些雙星。

## 外星生物

惠更斯相信外星生命的存在。1695年，他在過世前完成著作《Cosmotheoros》，惠更斯談論關於他對外星生物的想法。惠更斯覺得其他星球的生物和地球上的生物極為相似。他認為外星生物需要可用的液態水，因此水的性質會因星球之間的差別而不同，像是地球上的水在木星會迅速結冰，而在金星上則會蒸發。惠更斯甚至提及在木星和火星表面上的亮點和令人注意的暗處。他的解釋只成立於有水和冰的星球。

## 紀念

- 惠更斯號：登陸在土星衛星土衛六上，是卡西尼-惠更斯號的一部份。
- 小行星2801（惠更斯）：位於木星與火星之間小行星帶的小行星。
- 惠更斯：一個火星上的隕石坑。
- 惠更斯山：是在月球亞平寧山脈上的一座山。
- 惠更斯軟體（暫譯）：是指一種顯微鏡圖像處理包。
- 惠更斯目鏡：一種可以修正色差的目鏡。
- 惠更斯－菲涅耳原理：用一個簡單的模型，研究波傳播的問題。
- 惠更斯小波：是純量繞射的數學基礎。
- W.I.S.V.惠更斯：位於代爾夫特理工大學的荷蘭研究協會，從事數學和電腦科學的研究。
- 惠更斯實驗室：總部位於荷蘭萊頓大學物理系。
- 惠更斯超級電腦：位於荷蘭阿姆斯特丹SARA的國家超級電腦。
- 惠更斯建築：位於荷蘭諾德群克，首先被建造在太空商業公園的對面ESTEC。
- 惠更斯建築：位於荷蘭奈梅亨，Radboud大學科學系的主要建築之一。

## 外部連結

- Treatise on Light translated into English by Silvanus P. Thompson, Project Gutenberg etext.
- De Ratiociniis in Ludo Aleae or The Value of all Chances in Games of Fortune, 1657 Christiaan Huygens' book on probability theory. An English translation published in 1714. Text pdf file.
- Horologium oscillatorium（German translation, pub. 1913）on the pendulum clock
- ΚΟΣΜΟΘΕΩΡΟΣ (Cosmotheoros). (English translation of Latin, pub. 1698; subtitled The celestial worlds discover'd: or, Conjectures concerning the inhabitants, plants and productions of the worlds in the planets.)
- Traité de la lumière or Treatise on light（English translation, pub. 1912 and again in 1962）
- Systema Saturnium 1659 text a digital edition of Smithsonian Libraries
- On Centrifugal Force （1703）
- Huygens' work at WorldCat
- Christiaan Huygens biography and achievements
- Portraits of Christiaan Huygens

### 介紹

- Huygensmuseum Hofwijck in Voorburg, Netherlands, where Huygens lived and worked.
- Huygens Clocks exhibition from the Science Museum, London
- LeidenUniv.nl, Exhibition on Huygens in University Library Leiden

### 其他

- Huygens and music theory Huygens–Fokker Foundation—on Huygens' 31 equal temperament and how it has been used
- Christiaan Huygens on the 25 Dutch Guilder banknote of the 1950s.
- How to pronounce "Huygens"

## 基本資料

- 原文名：Christiaan Huygens
- 原文名：nl
- 出生日期：1629年4月14日
- 出生地：荷蘭共和國海牙
- 逝世日期：1695年7月8日
- 逝世地：荷蘭共和國海牙
- 墓地：海牙聖雅各堂
- 國籍：荷蘭共和國
- 研究領域：物理學、天文學、數學、自然哲學、測時學
- 機構：倫敦皇家學會、法國科學院
- 母校：萊頓大學、昂熱大學
- 受影響自：伽利略·伽利萊、勒內·笛卡兒、弗蘭斯·范斯霍滕
- 施影響於：哥特佛萊德·萊布尼茲、艾薩克·牛頓