Abad ke-17 adalah masa yang sangat baik bagi sains, dengan kemajuan yang dicapai dalam bidang fizik, matematik, kimia, dan sains semula jadi. Dalam satu abad, beberapa planet dan bulan diperhatikan untuk pertama kalinya, model yang tepat dibuat untuk meramalkan pergerakan planet-planet, dan hukum gravitasi universal disusun.
Di tengah-tengah ini, nama Christiaan Huygens terkenal di antara yang lain. Sebagai salah satu saintis terkemuka pada zamannya, ia sangat penting dalam pengembangan jam, mekanik dan optik. Dan di bidang astronomi, dia menemui Saturn's Rings dan bulan terbesarnya - Titan. Terima kasih kepada Huygens, generasi ahli astronomi seterusnya diilhamkan untuk meneroka Sistem Suria luar, yang membawa kepada penemuan bulan-bulan Kronia lain, Uranus, dan Neptunus pada abad berikutnya.
Kehidupan Awal:
Christiaan Huygens dilahirkan di Den Haag pada 14 April 1629, dari keluarga Belanda yang kaya dan berpengaruh. Christiaan adalah putera kedua Constantijn Huygens dan Suzanna van Baerle, yang menamakan Christiaan setelah kakek ayahnya. Constantijn - penyair, komposer dan penasihat terkenal House of Orange - berkawan dengan banyak ahli falsafah kontemporari, termasuk Galileo Galilei, Marin Mersenne, dan René Descartes.
Hubungan ayahnya dan pertalian peribadinya membolehkan Christiaan mendapat pendidikan komprehensif dalam bidang seni dan sains dan menjadikannya sebagai jalan untuk menjadi penemu dan ahli astronomi. Sehingga dia berusia enam belas tahun, Christiaan bersekolah di rumah dan menerima pendidikan liberal, mempelajari bahasa, muzik, sejarah, geografi, matematik, logik, retorik, dan juga menari, pagar dan menunggang kuda.
Pendidikan:
Pada tahun 1645, Christiaan dihantar untuk belajar undang-undang dan matematik di University of Leiden, di selatan Belanda. Setelah dua tahun, Huygens melanjutkan pelajarannya di College of Orange yang baru ditubuhkan di Breda, di mana ayahnya menjadi kurator, sehingga lulus pada tahun 1649. Walaupun ayahnya berharap agar dia terus menjadi diplomat, minat Christiaan dalam matematik dan sainsnya jelas.
Pada tahun 1654, Huygens kembali ke rumah ayahnya di Den Haag, dan mulai mengabdikan dirinya sepenuhnya untuk penyelidikan. Sebilangan besar ini berlaku di rumah lain milik keluarganya di Hofwijck yang berdekatan, di mana dia menghabiskan banyak musim panas. Huygens mengembangkan banyak wartawan saat ini, yang meliputi Mersenne dan kalangan akademik yang dikelilinginya di Paris.
Menjelang tahun 1655, Huygens mula berkunjung ke Paris berkali-kali dan mengambil bahagian dalam perbahasan yang diadakan oleh Akademi Montmor - yang telah mengambil alih dari bulatan Mersenne setelah kematiannya pada tahun 1648. Semasa di Akademi Montmor, Huygens menganjurkan kaedah saintifik dan eksperimen terhadap tradisional ortodoksi dan apa yang dilihatnya sebagai sikap amatur.
Pada tahun 1661, Huygens melakukan lawatan pertamanya ke England, di mana dia menghadiri pertemuan kumpulan Gresham College - sebuah masyarakat saintis yang dipengaruhi oleh kaedah saintifik baru (seperti yang disokong oleh Francis Bacon). Pada tahun 1663, Huygens menjadi Fellow Royal Society, yang menggantikan Gresham Group, dan bertemu dengan para sarjana berpengaruh seperti Isaac Newton dan Robert Boyle, terlibat dalam banyak perbahasan dan perbincangan dengan orang lain yang sejenisnya.
Pada tahun 1666, Huygens berpindah ke Paris dan menjadi salah seorang ahli pengasas Akademi Sains Perancis baru Louis XIV. Semasa berada di sana, dia menggunakan Observatory Paris untuk membuat penemuan terbesarnya dalam bidang astronomi (lihat di bawah), melakukan surat-menyurat dengan Royal Society, dan bekerja bersama rakan astronom Giovanni Cassini (yang menemui bulan Saturnus Iapetus, Rhea, Tethys dan Dione) .
Hasil kerjanya dengan Akademi memberinya pencen yang lebih besar daripada anggota lain dan pangsapuri di bangunannya. Selain dari lawatan ke Belanda sesekali, dia tinggal di Paris dari tahun 1666 hingga 1681 dan berkenalan dengan ahli matematik dan ahli falsafah Jerman, Gottfried Wilhelm Leibniz, yang dengannya dia tetap bersahabat seumur hidupnya.
Pencapaian dalam Astronomi:
Dari tahun 1652-53, Huygens mulai mempelajari lensa sfera dari sudut pandang teoritis, dengan tujuan utama untuk memahami teleskop. Menjelang tahun 1655, bekerjasama dengan saudaranya Constantijn, dia mula mengisar dan menggilap lensa sendiri, dan akhirnya merancang apa yang sekarang disebut lensa mata Huygenian - teleskop mata yang terdiri dari dua lensa.
Menjelang tahun 1660-an, karyanya dengan lensa memungkinkannya bertemu secara sosial dengan Baruch Spinoza - ahli falsafah, sarjana, dan rasionalis Belanda yang terkenal - yang menjadikan mereka profesional. Dengan menggunakan penambahbaikan ini, dia memperkenalkan lensa, yang pada gilirannya digunakannya untuk membangun teleskop sendiri, Huygens mulai mempelajari planet, bintang, dan alam semesta.
Pada tahun 1655, dengan menggunakan teleskop pembiasan daya 50 yang dirancangnya sendiri, dia menjadi ahli astronomi pertama yang mengenal pasti Saturns Rings, yang mana dia mengukur bentuknya dengan betul empat tahun kemudian. Dalam karyanyaSystema Saturnium (1659), dia mendakwa Saturnus "dikelilingi oleh cincin datar tipis, tidak menyentuh, dan cenderung pada ekliptik."
Pada tahun 1655 juga, dia menjadi ahli astronomi pertama yang memerhatikan bulan Saturnus terbesar - Titan. Pada masa itu, dia menamakan bulan Saturni Luna (Bahasa Latin untuk "Saturnus moon") yang dijelaskannya dalam traktanya berjudul De Saturni Luna Observatio Nova (“Pemerhatian Baru Bulan Saturnus ”).
Pada tahun yang sama, dia menggunakan teleskop modennya untuk memerhatikan Orion Nebula dan berjaya membaginya menjadi bintang yang berbeza. Dia juga menghasilkan ilustrasi pertama - yang juga diterbitkannya Systema Saturnium pada tahun 1659. Oleh kerana itu, kawasan pedalaman yang lebih terang dinamakan sebagai Wilayah Huygenian dalam penghormatannya.
Tidak lama sebelum kematiannya pada tahun 1695, Huygens selesai Cosmotheoros, yang diterbitkan secara anumerta pada tahun 1698 (kerana proposisi yang agak sesat). Di dalamnya, Huygens berspekulasi tentang keberadaan kehidupan luar bumi di planet lain, yang dia bayangkan akan serupa dengan Bumi. Spekulasi seperti itu tidak biasa pada waktu itu, terima kasih sebahagiannya kepada model Copernican (heliosentris).
Tetapi Huygens menjelaskan lebih terperinci, dengan menyatakan bahawa ketersediaan air dalam bentuk cair sangat penting untuk kehidupan dan sifat air mesti berbeza dari planet ke planet agar sesuai dengan julat suhu. Dia membuat pemerhatiannya mengenai bintik-bintik gelap dan terang di permukaan Marikh dan Musytari sebagai bukti air dan ais di planet-planet tersebut.
Mengatasi kemungkinan tantangan Alkitab, dia berpendapat bahwa kehidupan di luar bumi tidak disahkan atau disangkal oleh Alkitab, dan mempertanyakan mengapa Tuhan akan menciptakan planet-planet lain jika mereka tidak dimaksudkan untuk dihuni seperti Bumi. Dalam buku ini juga, Huygens menerbitkan metodenya untuk mengira jarak bintang, berdasarkan andaian (kemudian terbukti tidak benar) bahawa semua bintang bercahaya seperti Matahari.
Pada tahun 1659, Huygens juga menyatakan apa yang sekarang dikenal sebagai undang-undang gerakan Newton yang kedua dalam bentuk kuadratik. Pada waktu itu, ia memperoleh apa yang sekarang merupakan formula standar untuk gaya sentripetal, yang diberikan oleh objek yang menggambarkan gerakan melingkar, misalnya pada tali yang dilekatkannya. Dalam bentuk matematik, ini dinyatakan sebagai Fc = mv² / r, di mana m jisim objek, v halaju dan r jejari.
Penerbitan formula umum kekuatan ini pada tahun 1673 - walaupun berkaitan dengan karyanya dalam jam bandul dan bukan astronomi (lihat di bawah) - merupakan langkah penting dalam mempelajari orbit dalam astronomi. Ini memungkinkan peralihan dari undang-undang ketiga Kepler gerakan planet ke undang-undang graviti persegi terbalik.
Pencapaian Lain:
Minatnya, sebagai ahli astronomi, dalam pengukuran waktu yang tepat juga membawanya ke penemuan bandul sebagai pengatur jam. Penemuan jam pendulum, yang dilontarkannya pada akhir tahun 1656, merupakan penembusan dalam pencatatan masa, yang memungkinkan jam yang lebih tepat daripada yang ada pada waktu itu.
Pada tahun 1657, Huygens mengontrak pembuat jam di Den Haag untuk membina jam dan memohon paten tempatan. Di negara lain, seperti Perancis dan Britain, dia kurang berhasil, dengan pereka berusaha mencuri rekaannya untuk kegunaan mereka sendiri. Walau bagaimanapun, karya Huygen yang diterbitkan mengenai konsep tersebut memastikan bahawa dia mendapat kepercayaan dari penemuan tersebut. Jam pendulum gaya Huygens yang tertua yang diketahui bertarikh 1657 dan dapat dilihat di Museum Boerhaave di Leiden (ditunjukkan di atas).
Pada tahun 1673, Huygens menerbitkan Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (Teori dan Reka Bentuk Jam Pendulum), karya utamanya mengenai pendulum dan horologi. Di dalamnya, ia membahas masalah yang ditimbulkan oleh para saintis sebelumnya yang menganggap pendulum tidak bersifat isokron - iaitu tempohnya bergantung pada lebar ayunan mereka, dengan ayunan lebar mengambil sedikit lebih lama daripada ayunan sempit.
Huygens menganalisis masalah ini menggunakan kaedah geometri (penggunaan kalkulus awal), dan menentukan bahawa masa yang diperlukan adalah sama, tanpa mengira titik permulaannya. Selanjutnya, dia menyelesaikan masalah bagaimana mengira tempoh bandul, menjelaskan hubungan timbal balik antara pusat ayunan dan titik pangsi. Dalam karya yang sama, dia menganalisis pendulum kon - berat pada tali yang bergerak dalam bulatan yang menggunakan konsep daya sentrifugal.
Huygens juga dikreditkan untuk mengembangkan jam tangan musim bunga keseimbangan, dalam tempoh yang sama dengan Robert Hooke (1675). Kontroversi mengenai siapa yang pertama telah berlangsung selama berabad-abad, tetapi secara meluas dipercayai bahawa perkembangan Huygen berlaku secara bebas daripada Hooke.
Huygens juga dikenang kerana sumbangannya kepada optik, terutama kerana teori gelombang cahaya. Teori-teori ini pertama kali disampaikan pada tahun 1678 ke Paris Academy of Sciences dan diterbitkan pada tahun 1690 dalam bukunya "Traité de la lumière" (“Rawatan pada Cahaya"). Di dalamnya, ia berpendapat versi pandangan Descartes yang disemak semula, di mana kelajuan cahaya tidak terbatas dan disebarkan melalui gelombang gelombang yang dipancarkan di sepanjang gelombang depan.
Juga diterbitkan pada tahun 1690 adalah risalah Huygen mengenai graviti, "Discours de la menyebabkan de la pesanteur ” (“Wacana mengenai Punca Graviti"), Yang berisi penjelasan mekanikal mengenai graviti berdasarkan pusaran Cartesian. Ini mewakili penyimpangan dari teori graviti Newton, yang - walaupun kekagumannya secara umum terhadap Newton - dipegang oleh Huygen tanpa sebarang prinsip matematik.
Penemuan lain oleh Huygens termasuk reka bentuknya mesin pembakaran dalaman pada tahun 1680 yang menggunakan mesiu, walaupun tidak ada prototaip yang pernah dibuat. Huygens juga membina tiga teleskop dengan rekaannya sendiri, dengan panjang fokus 37,5, 55 dan 64 meter (123, 180, dan 210 kaki), yang kemudian dipersembahkan kepada Royal Society.
Kematian dan Warisan:
Huygens kembali ke Den Haag pada tahun 1681 setelah menderita penyakit depresi yang serius, yang telah menimpanya sepanjang hidupnya. Dia berusaha untuk kembali ke Perancis pada tahun 1685, tetapi pencabutan Edict of Nantes - yang memungkinkan kebebasan Protestan Perancis (The Huguenots) untuk mempraktikkan agama mereka - menghalangnya. Semasa bapanya meninggal pada tahun 1687, dia mewarisi Hofwijck, yang dia rumahnya pada tahun berikutnya.
Pada tahun 1689, ia melakukan lawatan ketiga dan terakhirnya ke England, sekali lagi melihat Isaac Newton untuk pertukaran idea mengenai gerakan dan optik. Dia meninggal di Den Haag pada 8 Julai 1695, setelah menderita penyakit yang teruk, dan dikebumikan di Grote of Sint-Jacobskerk - Gereja Besar atau St. James, sebuah gereja Protestan yang terkenal di Den Haag.
Atas karya dan sumbangan hidupnya dalam banyak bidang sains, Huygen's telah dihormati dengan pelbagai cara. Sebagai penghargaan untuk masa di Universiti Leiden, Makmal Huygens dibina, yang merupakan kediaman jabatan Fizik universiti. Agensi Angkasa Eropah (ESA) juga membuat bangunan Huygens, yang terletak di seberang Pusat Penyelidikan dan Teknologi Angkasa Eropah (ESTEC) di taman Perniagaan Angkasa di Noordwijk, Belanda.
Radbound University, yang terletak di Nijmegen, Belanda, juga mempunyai bangunan yang dinamai Huygens, yang merupakan salah satu bangunan utama jabatan sains universiti. Christiaan Huygens College, sebuah sekolah menengah yang terletak di Eindhoven, Belanda, juga dinamakan sebagai penghormatannya, seperti juga Program Biasiswa Huygen - sebuah bursary khas untuk pelajar antarabangsa dan Belanda.
Terdapat juga lensa mata okular dua elemen untuk teleskop yang dirancang oleh Huygens, yang oleh itu dikenali sebagai lensa mata Huygenian. Pakej pemprosesan gambar mikroskop, yang dikenali sebagai Huygens Software, juga dinamakan sebagai penghormatannya. Sebagai penghormatan kepada Christiaan dan bapanya, seorang lagi sarjana dan saintis Belanda yang terkenal, kemudahan Superkomputer Nasional Belanda di Amsterdam mencipta Huygens Supercomputer.
Dan kerana sumbangannya dalam bidang astronomi, banyak benda, ciri dan kenderaan cakerawala telah dinamai Huygens. Ini termasuk Asteroid 2801 Huygens, kawah Huygens di Marikh, dan Mons Huygens, sebuah gunung di Bulan. Dan tentu saja, ada penyelidikan Huygens, pendarat yang digunakan untuk meninjau permukaan Titan, sebagai bagian dari misi Cassini-Huygens ke Saturnus.
Space Magazine mempunyai banyak artikel menarik mengenai Christiaan Huygens dan penemuannya. Sebagai contoh, inilah yang memperingati ulang tahun ke-375 Christiaan Huygens, sebuah artikel mengenai Saturn Moon Titan, dan perincian mengenai misi Huygen dan apa yang diungkapkannya mengenai suasana Titan.
Astronomy Cast juga mempunyai beberapa podcast bermaklumat mengenai perkara ini, Episod 230: Christiaan Huygens dan Episode 150: Teleskop, Tahap Berikutnya
Untuk maklumat lebih lanjut, lihat halaman Penerokaan Sistem Suria NASA di Christiaan Huygens dan biografi Christiaan Huygens.
