Huygens

De tijd van Huygens

Huygens leefde in een periode waarin de Republiek der Verenigde Nederlanden schoorvoetend werd erkend als zelfstandige staat. In 1648 was de Tachtigjarige Oorlog met Spanje geëindigd met de vrede van Münster waarin Nederland werd erkent als een overwegend protestantse Republiek bestuurt door een stadhouder. Op dat moment was dat Willem II (zoon van Frederik Hendrik), die echter al in 1650 overleed. Een opvolger werd niet benoemd tot 1672. De Staten Generaal oefenden het gezag uit en met name Holland met raadpensionaris Jan de Witt was erg machtig. In die jaren kon iemand als Huygens zich heel goed ophouden in Londen en vooral in Parijs.

De Republiek der Verenigde Nederlanden was sterk op zee en had zich ontworsteld aan het katholieke gezag. Op grond van het eerste leefde het in voortdurende strijd met Engeland (de Engelse Oorlogen), waarin admiraal De Ruyter een belangrijke rol speelde. Op grond van het eerste en het tweede leefde de Republiek op gespannen voet met de Franse koning Louis XIV.

In 1672 ontstond er oorlog met Frankrijk: Louis XIV viel Nederland binnen. De Staten konden over land het tij niet keren, op zee bleef De Ruyter de baas. De roep om een nieuwe stadhouder met verregaande bevoegdheden zorgde er voor dat Willem III van Oranje tot stadhouder werd benoemd en de gebroeders De Witt werden vermoord. De Republiek sloot een alliantie met Habsburg, Spanje en Lotharingen en dreef de Fransen in 1674 uit de noordelijke provinciën. In die periode had Huygens in Parijs in Jean Baptiste Colbert (de belangrijkste adviseur van Louis XIV) een krachtige beschermheer. In 1677 trouwde Willem III met Mary Stuart, een nicht van de Engelse koning Charles II. Daarop sloot Louis XIV vrede met de Republiek.

In 1683 stierf Colbert echter. De politiek van Louis XIV werd daarna meer en meer én van onverdraagzaamheid jegens het Protestantisme.
En rond 1685 kwam in Engeland de katholieke Jacobus II op de troon. Louis XIV (die ook al in eigen land de protestantse Hugenoten was gaan verdrijven) zag weer mogelijkheden om Nederland te ontmantelen. Er ontstond een negenjarige oorlog met Frankrijk.

 

 

 

Over Huygens

Christiaan Huygens werd op 14 april 1629 geboren in Den Haag als telg van een vooraanstaande Hollandse familie. Zijn vader Constantijn Huygens was bekend geworden als natuurwetenschapper en als diplomaat. Vader Constantijn had goede contacten in wetenschappelijke kringen in Engeland, was een vriend van René Descartes en correspondeerde met de Franse wiskundige Mersenne (die met het grootste deel van de toenmalige wiskundigen een briefwisseling onderhield).
Tot hij 16 jaar was kreeg Christiaan les van privéleraren. Hij leerde bijvoorbeeld meetkunde, het maken van mechanische modellen en sociale vaardigheden als het bespelen van de luit. Zijn wiskundige opvoeding werd zeker beïnvloed door Descartes die af en toe op bezoek was bij de familie Huygens en zich interesseerde voor de vorderingen van de jonge Christiaan.

Van 1645 tot 1647 studeerde Christiaan Huygens rechten en wiskunde aan de Universiteit van Leiden. Daar kreeg hij les van de wiskundige Frans van Schooten. Van 1647 tot 1649 zette hij zijn studie voort aan het College van Oranje in Breda, waar hij wiskunde leerde van John Pell en (door aanbeveling van zijn vader) een eigen briefwisseling met Mersenne startte. Mersenne daagde Huygens uit om een aantal wiskundige problemen op te lossen, zoals het beschrijven van de vorm van een vrij hangend touw met even hoge steunpunten aan begin en eind. Dat probleem kon hij niet oplossen, maar wel ontdekte hij dat als er op gelijkmatige afstanden gewichten aan het touw werden gehangen de vorm een parabool was.

In 1649 ging Huygens met een diplomatengezelschap naar Denemarken. Hij hoopte daar vandaan Descartes in Stockholm te kunnen bezoeken, maar het weer belette hem dat. Deze reis echter was de eerste van een reeks tochten door Europa.

 

Huygens' eerste publicaties gingen over wiskundige problemen. Het boekje "Cyclometria" uit 1651 ging over het berekenen van de oppervlakte van de cirkel en liet fouten zien in methoden die toentertijd werden voorgesteld. Een diepgaander werk over hetzelfde onderwerp was "De Circuli" uit 1654.
Ondertussen raakte Huygens geïnteresseerd in optica, lenzen en de constructie van telescopen. Omstreeks 1654 vond hij een betere manier uit voor het slijpen van lenzen. Met deze verbeterde lenzen ontdekte hij in 1655 de eerste maan van Saturnus. In hetzelfde jaar bezocht hij Parijs en hij vertelde de wetenschappelijke wereld daar van zijn ontdekking. Op zijn beurt maakte hij er kennis met het werk van Pascal en Fermat (in hun onderlinge briefwisseling) op het gebied van de kansrekening. Terug in de Nederlanden schreef hij "De Ratiociniis in Ludo Aleae" het eerste gedrukte werk over dit onderwerp.

 

In 1656 ontdekte hij de werkelijke vorm van de ringen van Saturnus. Echter anderen, zoals de Fransen Roberval en Boulliau, hingen eigen (andere) theorieën aan. Omdat met name Boulliau echter ook Titan (de eerste maan van Saturnus) niet kon vinden, realiseerde Huygens zich dat zij met gebrekkige telescopen werkten. In zijn 'Sytema Saturnium' uit 1659 legde Huygens uit hoe het geheel van ringen en manen om Saturnus er uit zag volgens zijn observaties. En hoewel een tijd lang deze observaties door sommigen in twijfel werden getrokken, wist Huygens uiteindelijk zijn gelijk te halen toen de telescopen verbeterden.
Omdat sterrenkundige werkzaamheden sterk te maken hebben met nauwkeurige tijdswaarneming hield Huygens zich ook met dat onderwerp bezig. In 1656 vroeg hij patent aan voor het eerste slingeruurwerk, waarmee de nauwkeurigheid van de tijdsbepaling sterk toenam. In zijn "Horologium" (uit 1658) beschreef hij de theorie van de slingerbeweging.

 

Huygens bezocht intussen allerlei wetenschappelijke bijeenkomsten in Parijs (1660) en Londen (1661). In Londen was hij vooral geïnteresseerd in de in oprichting zijnde Royal Society die in die tijd in Gresham College bijeen kwam. Hij ontmoette daar de wiskundige Wallis en andere Britse wetenschappers zoals Robert Boyle. Hij liet er zijn telescopen zien, die beter waren dan die in Engeland. Zelfs de hertog en hertogin van York kwamen de maan en Saturnus bekijken door Huygens' telescoop.
In 1663 werd Huygens tot lid van de Royal Society gekozen.

Hij hoorde in 1665 dat de Royal Society zich ook bezig hield met het verbeteren van de precisie van het uurwerk. Dit noopte Huygens om door te gaan met experimenten op dit terrein. In de daarop volgende jaren maakte hij varianten van zijn slingeruurwerk voor bepaling van de lengtegraad op zee, die ook daadwerkelijk werden getest. Hij leidde ook de wet van de centrifugale kracht af bij éénparige cirkelbeweging. Op basis daarvan formuleerde hij samen met de Britse wetenschappers Robert Hooke, Edmund Halley en Christopher Wren een omgekeerde kwadratenwet voor de zwaartekracht.

In 1666 werd Huygens op uitnodiging van Jean Baptiste Colbert (die een belangrijke adviseur van Louis XIV, de Franse koning was) lid van de Académie Royale des Sciences in Parijs. Maar toen hij in Parijs aankwam merkte hij dat dit instituut nog niet was georganiseerd. Na gesprekken met de deelnemende wetenschappers (waaronder de wiskundige Roberval) kreeg Huygens de leiding van het opzetten van dit instituut gebaseerd op zijn kennis van de manier waarop de Royal Society zich had georganiseerd. In de jaren daarna werkte hij aan de theorie van het botsen van elastische lichamen en aan de cirkelbeweging. Daarbij moest hij wel meedenken over de zwaartekrachttheorie van Descartes (die uitging van draaikolkachtige bewegingen in een planetenstelsel) die langzamerhand door de toenmalige wetenschappelijke wereld werd verworpen.

Huygens' gezondheid was nooit sterk en in 1670 dwong een ernstige ziekte hem om Parijs te verlaten en naar Holland terug te keren. Maar in 1671 ging hij weer naar Parijs. Echter daar kwam hij in een moeilijke positie terecht, want in 1672 bezette Louis XIV de Republiek der Nederlanden. Maar zoals de meeste wetenschappers in die periode voelde Huygens zich boven dergelijke politieke oorlogen staan en bleef hij (gesteund door zijn vrienden) met zijn werk bezig.
Hij ontmoette Leibniz in 1672 in Parijs en leerde hem zijn wiskundige inzichten. In hetzelfde jaar hoorde hij van Newton en zijn werk op het gebied van licht en de telescoop. Hij had kritiek op Newton's theorie over de gedaante van het licht, met name over de aard van de kleuren. In 1673 publiceerde hij zijn boek "Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum", waarin zijn theorie stond over de wiskunde van krommen, als wel oplossingen voor problemen uit de natuurkunde zoals de formule voor de trilling van een ideale slinger en de wetten rond de centrifugale kracht bij een eenparige cirkelbeweging. Het boek was opgedragen aan Louis XIV, wat hem natuurlijk op kritiek vanuit Nederland kwam te staan.

 

In 1676 moest Huygens vanwege ziekte opnieuw naar Den Haag terugkeren. Hij bleef er twee jaar en studeerde op de dubbele lichtbreking die Bartholin had ontdekt is een bepaald soort kristalglas. Ook werkte hij aan ideeën over de lichtsnelheid (die hij voor eindig hield). In 1678 ging Huygens weer naar Parijs en zo bleef hij de komende jaren heen en weer trekken tussen Parijs en Den Haag (als hij weer ziek was). In 1678 verscheen ook "Traité de la lumière" waarin hij een golftheorie voor licht voorstond.

 

In 1681 keerde Huygens voor het laatst ziek terug uit Parijs. Toen zijn gezondheid weer beter werd ging hij verder met het werken aan een uurwerk waarmee op zee de lengtegraad kon worden berekend, mede onder invloed van belangstelling daarvoor van de V.O.C. (Verenigde Oostindische Compagnie). In 1683 stierf zijn beschermheer Colbert. De positie voor Protestantse Hollanders werd er toen in Frankrijk niet beter op en Huygens reisde niet weer af naar Parijs. In 1687 stierf zijn vader (91 jaar oud) en vertrok zijn broer naar Engeland. Huygens had nu in Holland nog maar weinig mensen waarmee hij zijn wetenschappelijke werk kon bespreken. In 1689 ging ook hij naar Engeland.

In Londen mengde Huygens zich weer in de discussies rond de theorieën van Newton, Boyle en anderen in de Royal Society. Hij had grote bewondering voor de "Principia" van Newton, maar was het met hem oneens (zo blijkt onder andere uit een briefwisseling met Leibniz) dat er de zwaartekracht een actie op afstand was, zonder tussenkomst van een bepaalde stof. Hij publiceerde zijn eigen theorie in "Discours de la cause de la pesanteur", waarin hij een mechanische verklaring voor de zwaartekracht met behulp van de draaikolkentheorie van Descartes beschreef. Deze theorie werd echter nooit breed aanvaard.

 

Zijn laatste levensjaren bracht Huygens weer in Den Haag door. Hoewel hij bleef werken aan zijn uurwerken en aan het verbeteren van lenzen voelde hij zich wetenschappelijk geïsoleerd. Wel schreef hij nog én van de vroegste verhandelingen over de mogelijkheid van buitenaards leven, maar dat werk werd pas in 1698 gepubliceerd. Dat was na zijn pijnlijke dood op 8 juli 1695.

 

 

 

Huygens' belangrijkste werk

Huygens' belangrijkste werken zijn:

 

Op het gebied van de wiskunde

• "De Circuli Magnitudine Inventa" (1654)
  Een werk over de berekening van de oppervlakte van de cirkel.
• "De Ratiociniis in Ludo Aleae" oftewel "Van Rekeningh in Spelen van Geluck" (1655) Het eerste gedrukte werk over de kansrekening gebaseerd op de ideeën van Pascal en Fermat.

 

Op het gebied van de natuurkunde

• "Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum" (1673) Een boek waarin zijn voorgaande theorieën over het slingeruurwerk, over de eenparige cirkelbeweging, over de slingerbeweging van lichamen, over het vallen van lichamen in vacuum en over allerlei wiskundige krommen zoals de cycloïde en de parabool. Huygens probeert als eerste in dit boek de dynamica van lichamen (in plaats van deeltjes) te beschrijven.
• "Traitë de la lumière" (1678) Een geschrift over de aard van het licht waarin hij zijn golftheorie uiteen zet. Hij legt uit dat volgens hem een zich uitbreidende lichtgolf zich gedraagt alsof elk punt ervan een het middelpunt van een nieuwe lichtgolf is met dezelfde frequentie en fase als de oorspronkelijke.

 

Huygens' wetenschappelijke werk was voortdurend gebaseerd op een mechanistisch standpunt: hij kon niet geloven in "actie op afstand zonder tussenkomst van een stof" zoals die in de zwaartekrachttheorie van Newton werd voorgesteld. Hij bleef aanhanger van de gedachten van Descartes over de aard van het heelal. Maar hij verrichte veel origineel werk (vaak in sterke tegenspraak met de theorieën van de navolgers van Descartes) op het gebied van de samengestelde slinger, de beweging van lichamen bij elastische botsing, de cirkelbeweging en de theorie over de aard van het licht.
Veel van zijn werk was (net als dat van Newton) heel erg wiskundig van aard.

 

 

 

---

Math4all