Christiaan Huygens

Christiaan Huygens, 1671 von Caspar Netscher gemalt

Christiaan Huygens [ˈhœi̯ɣəns] ( Aussprache^?/i) (* 14. April 1629 in Den Haag; † 8. Juli 1695 ebenda), auch Christianus Hugenius, war ein niederländischer Astronom, Mathematiker und Physiker. Huygens gilt, obwohl er sich niemals der noch zu seinen Lebzeiten entwickelten Infinitesimalrechnung bediente, als einer der führenden Mathematiker und Physiker des 17. Jahrhunderts. Er ist der Begründer der Wellentheorie des Lichts, formulierte in seinen Untersuchungen zum elastischen Stoß ein Relativitätsprinzip und konstruierte die ersten Pendeluhren. Mit von ihm verbesserten Teleskopen gelangen ihm wichtige astronomische Entdeckungen.

Leben

Herkunft und Ausbildung

Huygens wurde als Sohn Constantijn Huygens' geboren, der Sprachgelehrter, Diplomat, Komponist und der damals führende Dichter Hollands war. Durch seinen Vater kam Christiaan schon früh mit bedeutenden Persönlichkeiten in Kontakt, unter anderem mit Rembrandt, Peter Paul Rubens und René Descartes. Christiaan wurde als Kind von seinem Vater unterrichtet. Später studierte er an der Universität Leiden zunächst Rechtswissenschaften, wechselte dann aber bald zu Mathematik und Naturwissenschaften.

Seine erste veröffentlichte Arbeit (1651) befasste sich mit der Quadratur von Kegeln und zeigte einen Fehler in einem angeblichen Beweis der Quadratur des Kreises. Weiter beschäftigte er sich mit der Kreiszahl π (pi), Logarithmen und leistete wichtige Vorarbeiten für die Infinitesimalrechnung, auf denen dann Leibniz und Newton aufbauen konnten. 1655 schrieb er die erste Abhandlung über die Theorie des Würfelspiels (De ludo aleae^[1]), wodurch er heute als einer der Begründer der Wahrscheinlichkeitsrechnung gilt. Vorausgegangen waren Briefwechsel zwischen Pascal und Fermat, über dessen Inhalt Huygens jedoch nichts bekannt war.

Hinwendung zu den Naturwissenschaften

Christiaan Huygens, Porträt von Bernard Vaillant

Zunehmend interessierte sich Huygens auch für die damals modernen Bereiche der Naturwissenschaften, Optik und die Astronomie mit Teleskopen. Er hatte Kontakt zu Leeuwenhoek, dem damals führenden Linsenschleifer und Konstrukteur von Mikroskopen. Kurzzeitig untersuchte auch Huygens kleine Objekte unter dem Mikroskop. Er begann aber bald selbst Linsen für Teleskope zu schleifen und konstruierte zusammen mit seinem Bruder Constantijn Jr. sein erstes Fernrohr. Huygens entwickelte die Wellentheorie des Lichts, die es ihm ermöglichte, Linsen mit geringeren Abbildungsfehlern (Aberration) zu schleifen und so bessere Teleskope zu bauen; seine Entdeckungen bewirkten auch eine Steigerung der Bildschärfe bei der Camera obscura und der Laterna magica. Er formulierte als erster das nach ihm benannte Huygenssche Prinzip, das als Grundlage der Wellenoptik gilt. Wie manch anderer Physiker seiner Zeit entwickelte auch Huygens eine eigene Theorie zu einem Äther für Licht und Gravitation. ^[2][3]

Huygens entdeckte mit seinem selbstgebauten Teleskop 1655 erstmals den Saturnmond Titan. Damit war der Saturn der zweite Planet nach dem Jupiter (von der Erde abgesehen), bei dem ein Mond nachgewiesen werden konnte (Galilei hatte schon 1610 die vier größten Jupitermonde entdeckt). Außerdem konnte er durch die bessere Auflösung seines Teleskops erkennen, dass das, was Galilei als Ohren des Saturns bezeichnet hatte, in Wirklichkeit die Saturnringe waren.

Er fand auch heraus, dass diese Ringe keine Verbindung zum Planeten hatten und ihr geheimnisvolles Verschwinden alle 14 Jahre dadurch zustande kam, dass man sie dann genau von der Seite sah, sie aber zu dünn waren, um von der Erde aus noch wahrgenommen werden zu können.

Weitere astronomische Leistungen Huygens' waren die Entdeckung der Rotation des Mars und Berechnung der Rotationsperiode (Marstag) mit ungefähr 24 Stunden, sowie die Auflösung des Trapezes im Zentrum des Orion-Nebels in vier einzelne Sterne. Ihm zu Ehren wird die hellste Region des Orion-Nebels auch Huygenssche Region genannt. Er entdeckte ferner weitere Nebel und Doppelsternsysteme und äußerte die Vermutung, dass die Venus von einer dichten Wolkenhülle verhangen sei.

Mechanik, Pendeluhr und Exoplaneten

Neben der Astronomie interessierte sich Huygens auch für die Mechanik. Er formulierte die Stoßgesetze und befasste sich mit dem Trägheitsprinzip und Fliehkräften. Seine Untersuchungen von Schwingungen und Pendelbewegungen konnte er zum Bau von Pendeluhren nutzen. Schon Galilei hatte eine solche entworfen, aber nicht gebaut. Huygens konnte seine Uhr hingegen zum Patent anmelden. Die in seinem Auftrag von Salomon Coster gebauten Uhren wiesen eine Ganggenauigkeit von zehn Sekunden pro Tag auf, eine Präzision, die erst hundert Jahre danach überboten werden konnte. Später konstruierte er auch Taschenuhren mit Spiralfedern und Unruh.

Christiaan Huygens veröffentlichte 1673 in seiner Abhandlung Horologium Oscillatorium eine ganggenaue Pendeluhr mit einem Zykloidenpendel, bei dem er sich die Tatsache zunutze machte, dass die Evolute der Zykloide selber wieder eine Zykloide ist. Der Vorteil der Ganggenauigkeit wird jedoch durch die erhöhte Reibung wettgemacht.

In seiner letzten wissenschaftlichen Abhandlung 1690 formulierte Huygens den Gedanken, dass es noch viele andere Sonnen und Planeten im Universum geben könnte, und spekulierte bereits über außerirdisches Leben.

Christiaan Huygens gehörte gemeinsam mit Samuel Sorbière (1615–1670) zu den ersten beiden ausländischen Wissenschaftlern die im Juni 1663 in die Royal Society aufgenommen wurde. 1666 wurde er der erste Direktor der in diesem Jahr gegründeten französischen Akademie der Wissenschaften. Newton bezeichnete ihn als den elegantesten Mathematiker seiner Zeit.

Lebensabend

In den 1680er Jahren verschlechterte sich Huygens’ Gesundheitszustand, so dass er sein Haus nicht mehr häufig verließ. In den letzten Jahren seines Lebens beschäftigte sich der Wissenschaftler mit der Musiktheorie. 1695 starb Christiaan Huygens in Den Haag unverheiratet und kinderlos. ^[4]

Werke (Auswahl)

Traité de la lumière aus dem Jahr 1690

• Traité de la lumière, 1690 – Abhandlung zu Reflexion und Refraktion, Wellentheorie des Lichts, deutsch, Leipzig, W. Engelmann 1890: Abhandlung über das Licht
• Weltbeschauer, oder vernünftige Muthmaßungen, daß die Planeten nicht weniger geschmükt und bewohnet seyn, als unsere Erde. (Übers. von Cosmotheoros 1698), Zürich, 1767. Eine weitere deutsche Übersetzung (von v. Wurzelbau) erschien 1703, 1743 in Leipzig
• Lettre touchant le cycle harmonique (Rotterdam 1691, sein Tonsystem)
• De ratiociniis in ludo aleae, 1657, holländische Übersetzung Van reeckening in spelen van geluck (Übersetzer Frans van Schooten), über Wahrscheinlichkeitstheorie
• Horologium oscillatorium sive de motu pendularium, 1673 (über die Pendeluhr, auch in Bd.18 der Gesammelten Werke), deutsche Übersetzung Die Pendeluhr, Ostwalds Klassiker 1913
• De vis centrifuga 1673 (deutsch herausgegeben von Felix Hausdorff 1903, Über die Zentrifugalkraft)
• Opuscula posthuma 1703, mit der ersten Behandlung des elastischen Stosses (1656) De motu corporum ex percussione (deutsch herausgegeben von Felix Hausdorff 1903) und der Beschreibung des Baus von Planetarien Descriptio automati planetarii
• Felix Hausdorff (Herausgeber) Christian Huygens´ nachgelassene Abhandlungen: Über die Bewegung der Körper beim Stoss; Über die Zentrifugalkraft, Leipzig, W. Engelmann 1903

• Oeuvres complètes, den Haag 1888 bis 1950, 22 Bände, Herausgeber D. Bierens de Haan, Johannes Bosscha, Diederik Johannes Korteweg, Albertus Antonie Nijland, J.A. Vollgraf
  • Tome I: Correspondance 1638–1656v (1888)
  • Tome II: Correspondance 1657–1659 (1889).
  • Tome III: Correspondance 1660–1661 (1890).
  • Tome IV: Correspondance 1662–1663 (1891).
  • Tome V: Correspondance 1664–1665 (1893).
  • Tome VI: Correspondance 1666–1669 (1895).
  • Tome VII: Correspondance 1670–1675 (1897).
  • Tome VIII: Correspondance 1676–1684 (1899).
  • Tome IX: Correspondance 1685–1690 (1901).
  • Tome X: Correspondance 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: Observations astronomiques. Système de Saturne. Travaux astronomiques 1658–1666 (1925).
  • Tome XVI: Mécanique jusqu’à 1666. Percussion. Question de l’existence et de la perceptibilité du mouvement absolu. Force centrifuge (1929).
  • Tome XVII: L’horloge à pendule de 1651 à 1666. Travaux divers de physique, de mécanique et de technique 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: Musique et mathématique. Musique. Mathématiques de 1666 à 1695 (1940).
  • Tome XXI: Cosmologie (1944).
  • Tome XXII: Supplément à la correspondance. Varia. Biographie de Chr. Huygens. Catalogue de la vente des livres de Chr. Huygens (1950).

Siehe auch

• Isochronismus
• Hemmung (Uhr)
• Machsches Prinzip

Nach ihm benannt sind:

• Das Huygenssche Prinzip, das er als erster formulierte.
• Das Huygenssche Okular, das er entwickelte.
• Die Huygens-Traktrix, deren zugrundeliegendes Problem er beschrieb.
• Die Huygenssche Region im Orion-Nebel, den er erforschte.
• Die Landekapsel einer Weltraumsonde der Raumfahrtagentur ESA, die am 14. Januar 2005 im Rahmen der Cassini-Huygens-Mission von NASA und ESA auf dem Saturn-Mond Titan niederging, wo sie die Atmosphäre untersuchte.
• Eine selten gebräuchliche Einheit für den Impuls, die kg·m·s⁻¹ bzw. N·s entspricht: 1 Hy.^[5]

Literatur

• C. D. Andriesse: Huygens The Man Behind the Principle. Cambridge University Press, 2005 (Vorwort Sally Miedema).
• J. Boscha: Christiaan Huygens. Verlag W. Engelmann, Leipzig 1895.
• W. Schreier: Biographien bedeutender Physiker. Verlag Volk und Wissen, Berlin 1988.
• H. L. Brugmans: Le Séjour de Christian Huygens à Paris et ses relations avec les milieux scientifiques français, 1935
• Eduard Jan Dijksterhuis: Christiaan Huygens, Haarlem, 1951
• Christiaan Huygens: Horologium (1658), hrsg. und ins Deutsche übersetzt von Karl-Ernst Becker, Düsseldorf 1977.
• Dirk Struik: The land of Stevin and Huygens, Dordrecht, Boston, 1981
• Joella G. Yoder: Unrolling time. Christiaan Huygens and the mathematization of nature, Cambridge University Press, 1988,
• Yoder: Christian Huygens: Book on the pendulum clock (1673) in Grattan-Guinness (Hrsg.) Landmark Writings in Western Mathematics 1640–1940, Elsevier, 2005, S.35
• Henk Bos: Christiaan Huygens, in Bos (Herausgeber) Lectures in the History of Mathematics, American Mathematical Society, Providence R.I., 1993, S.59-81 und Artikel in Dictionary of Scientific Biography 1974.
• Fokko Jan Dijksterhuis: Lenses and Waves: Christiaan Huygens and the Mathematical Science of Optics in the Seventeenth Century, Springer, 2004, ISBN 1-4020-2697-8
• Wladimir Arnold: Newton and Barrow, Huygens and Hooke, Birkhäuser 1990
• A. E. Bell Christian Huygens and the development of Science in the 17. century, London, Edward Arnold 1947
• Ch.Vilain La mécanique de Christian Huygens: la relativite de mouvement au 17. siecle, Paris, Blanchard 1996
• Jan Smit „Dirck Rembrantsz. van Nierop“ 1992 Winkel Noord-Holland, Niederlände.

Einzelnachweise

1. ↑ Christianus Hugenius: De Ratiociniis in Aleæ Ludo. In: Franciscus à Schooten (Hrsg.): Exercitationvm Mathematicarum: Libri Quinque. / Johannes Elsevirius (Typograph). Bd. 5 : Exercitationvm Mathematicarum, Liber V. Continens Sectiones Triginta Miscellaneas. Academia Lugduno-Batava, Lugdunum Batavorum 1657. – Übersetzung aus dem Niederländischen; wenige Jahre später erschien das Original in niederländischer Sprache. – Academia Lugduno-Batava ist Universiteit Leiden. – Lugdunum Batavorum ist Leiden
2. ↑ Kenneth F. Schaffner: Nineteenth-century aether theories. Pergamon Press, Oxford 1972, S. 8–11.
3. ↑ Fatio de Duillier, N.: Lettre № 2570. In: Société Hollandaise des Sciences (Hrsg.): Oeuvres complètes de Christiaan Huygens. 9, Den Haag 1690, S. 381–389 (Online-Zugriff).
4. ↑ http://www.uni-muenster.de/NiederlandeNet/nl-wissen/bildungforschung/personen/huygens.html
5. ↑ F. Herrmann: The Karlsruhe Physics Course. In: European Journal of Physics. Band 21, 2000, S. 49–58, PDF.

Weblinks

 Commons: Christiaan Huygens – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Christiaan Huygens im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Chr. Pinter: Kosmopolit mit Weitblick
• Christiaan Huygens. In: MacTutor History of Mathematics archive (englisch)
• Digitalisierte Werke von Huygens – SICD der Universitäten von Strasbourg
• Digitalisate bei Google Bücher
• Leibniz: Briefwechsel – Briefe von und an Huygens in Reihe 3 der Akademieausgabe (online zugänglich sind die Bände 5 und 6)
• Eintrag im Archiv der Royal Society

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