Christiaan Huygens

Christiaan Huygens
Christiaan Huygens porCaspar Netscher(1671).
Información personal
Nacimiento	14 de abril de 1629 La Haya,República de los Siete Países Bajos Unidos
Fallecimiento	9 de julio de 1695 (66 años) La Haya,República de los Siete Países Bajos Unidos
Sepultura	Grote de Sint-Jacobskerk
Nacionalidad	Neerlandés
Religión	Iglesia reformada neerlandesa
Familia
Padres	Constantijn Huygens Suzanna van Baerle
Educación
Educado en	Universidad de Leiden(1645-1647) Orange College of Breda(1647-1649) Universidad de Angers(hasta 1655)
Supervisor doctoral	Frans van Schooten jr.y Jan Jansz de Jonge Stampioen
Información profesional
Ocupación	Matemático,físicoyastrónomo
Empleador	Academia de Ciencias de Francia(1666-1681)
Estudiantes doctorales	Gottfried Leibniz
Alumnos	Denis Papiny Gottfried Leibniz
Obras notables	Horologium Oscillatorium
Miembro de	Royal Society(desde 1663) Academia de Ciencias de Francia(desde 1666)
Distinciones	Miembro de la Royal Society

Christiaan Huygens(/'krɪstja:n 'hœyxəns/^ⓘLa Haya,14 de abril de 1629-La Haya, 8 de julio de 1695) fue un astrónomo, físico, matemático e inventorneerlandés.Explicó la naturaleza de losanillos de Saturno,fue descubridor deTitán,inventó elreloj de péndulomoderno, explicó la naturaleza ondulatoria de la luz, perfeccionó eltelescopio,hizo aportes importantes enteoría de la probabilidady estableció las leyes del choque entre cuerpos elásticos. Fue miembro fundador de laRoyal Society.

Huygens identificó por primera vez las leyes correctas de lacolisión elásticaen su obraDe Motu Corporum ex Percussione,terminada en 1656 pero publicada póstumamente en 1703.​ En 1659, Huygens derivó geométricamente la fórmula de lamecánica clásicapara lafuerza centrífugaen su obraDe vi Centrifuga,una década antes queNewton.​ En óptica, es conocido por suteoría ondulatoria de la luz,que describió en suTraité de la Lumière(1690). Su teoría de la luz fue inicialmente rechazada en favor de lateoría corpuscular de la luzde Newton, hasta queAugustin-Jean Fresneladoptó el principio de Huygens para dar una explicación completa de la propagación rectilínea y los efectos de difracción de la luz en 1821. Hoy en día, este principio se conoce comoPrincipio de Fresnel - Huygens.

Huygens inventó el reloj de péndulo en 1657, que patentó ese mismo año. Suinvestigación horológicadio lugar a un extenso análisis delpénduloenHorologium Oscillatorium(1673), considerada una de las obras más importantes del sigloXVIIsobre mecánica.​ Aunque contiene descripciones de diseños de relojes, la mayor parte del libro es un análisis del movimiento pendular y una teoría de lascurvas.En 1655, Huygens comenzó a tallar lentes con su hermano Constantijn para construirtelescopios refractores.Descubrió la primera de las lunas de Saturno, Titán, y fue el primero en explicar el extraño aspecto de Saturno como debido a "un anillo delgado y plano, que no se toca en ninguna parte, e inclinado respecto a laeclíptica"."​ En 1662 Huygens desarrolló lo que hoy se conoce comoocular huygeniano,un telescopio con dos lentes para disminuir la cantidad dedispersión.​

Como matemático, Huygens desarrolló lateoría de las evolucionesy escribió sobrejuegos de azary elproblema de la partida interrumpidaenVan Rekeningh in Spelen van Gluck,queFrans van Schootentradujo y publicó comoDe Ratiociniis in Ludo Aleae(1657).​ El uso devalor de expectativaspor parte de Huygens y otros inspiraría más tarde el trabajo deJacob Bernoullisobreteoría de la probabilidad.​​

Inicios

Christiaan Huygens nació en el seno de una importante familia neerlandesa.​​ Su padre, el diplomáticoConstantijn Huygens,le proporcionó una excelente educación y lo introdujo en los círculos intelectuales de la época.

Estudiómecánicaygeometríacon preceptores privados hasta los 16 años. Christiaan aprendió geometría, cómo hacer modelos mecánicos y habilidades sociales como tocar el laúd. En esta primera etapa, Huygens estuvo muy influido por el matemático francésRené Descartes,visitante habitual de la casa de Constantijn durante su estancia en los Países Bajos. Su formación universitaria transcurrió entre 1645 y 1647 en laUniversidad de Leiden(dondeVan Schootenle dio clases de matemáticas), y entre 1647 y 1649 en el Colegio de Orange deBreda(donde tuvo otro experto profesor de matemáticas,John Pell). En ambos centros estudió derecho y matemáticas, destacándose en la segunda.

A través del contacto de su padre conMersenne,comenzó una correspondencia entre Huygens y Mersenne durante esta época. Mersenne desafió a Huygens a resolver gran número de problemas, incluyendo elproblema de la catenaria.Aunque no halló la solución correcta, encontró la solución de cómo colgar pesos en la cuerda para que cuelgue en forma de parábola.

Huygens dedicó sus siguientes años a viajar como embajador de los Países Bajos, visitando, entre otros lugares,Copenhague,RomayParís.En 1656 creó el primerreloj de péndulo.En 1660 volvió a París para instalarse definitivamente. Allí mantuvo frecuentes reuniones con importantes científicos franceses, entre otros,Blaise Pascal.

Sin embargo, pronto abandonó la ciudad para marcharse a Londres en 1661. Ingresó en la recién formadaRoyal Society,donde pudo comprobar los asombrosos avances realizados por los científicos ingleses. Allí pudo mostrar sus superiores telescopios y conoció a científicos comoRobert HookeoRobert Boyle,entre otros.

En 1666 aceptó la invitación deColbert,ministro deLuis XIV,para volver a París e incorporarse a laAcademia de las Ciencias Francesa.Dada su experiencia en la Royal Society de Londres, Huygens pudo llegar a liderar esta nueva academia e influir notablemente en otros científicos del momento, como su amigo y pupiloLeibniz.Fueron años muy activos para Huygens, pero se enturbiaron por sus problemas de salud y las guerras del Rey Sol contra los Países Bajos. Huygens abandonó Francia en 1681.

Tras una estancia en sus Países Bajos natal, Huygens decidió volver a Inglaterra en 1689. Allí volvió a relacionarse con la Royal Society y conoció aIsaac Newton,con el que mantuvo frecuentes discusiones científicas. Y es que Huygens siempre criticó lateoría corpuscular de la luzy laley de la gravitación universalde Newton.

Obras científicas

Matemáticas

Huygens fue uno de los pioneros en el estudio de laprobabilidad,tema sobre el que publicó el libroDe ratiociniis in ludo aleae(Razonamientos sobre los juegos de azar),en 1656. En él introdujo algunos conceptos importantes en este campo, como la esperanza matemática, y resolvió algunos de los problemas propuestos por Pascal,FermatyDe Méré.Esta obra de Huygens sería estudiada profundamente porJakob Bernoullien suArs conjectandi.

Además resolvió numerosos problemas geométricos como la rectificación de la cisoide y la determinación de la curvatura de la cicloide. También esbozó conceptos acerca de la derivada segunda.

Física

Horologium oscillatorium sive de motu pendulorum,1673

Debido a su interés en la astronomía, sus trabajos se centraron en la mecánica y la óptica que mejoraran la calidad de las observaciones. La necesidad de una medida más precisa del tiempo, fundamental en las observaciones astronómicas, le llevó a inventar el reloj de péndulo y dar una demostración rigurosa de sus fundamentos, en su obraHorologium oscillatorum(1673); en él se halla la expresión exacta de la fuerza centrífuga en un movimiento circular, la teoría del centro de oscilación, el principio de la conservación de las fuerzas vivas (antecedente del principio de la conservación de la energía) centrándose esencialmente en las colisiones entre partículas (corrigiendo algunas ideas erróneas de Descartes) y el funcionamiento del péndulo simple y del reversible.

En el campo de la óptica elaboró la teoría ondulatoria de la luz, partiendo del concepto de que cada punto luminoso de un frente de ondas puede considerarse una nueva fuente de ondas (principio de Huygens). A partir de esta teoría explicó, en su obraTraité de la lumière,la reflexión, refracción y doble refracción de la luz. Dicha teoría quedó definitivamente demostrada por los experimentos deThomas Young,a principios del sigloXIX.

Astronomía

Explicación de Huygens de las fases de Saturno,Systema Saturnium,1659.

Aficionado a laastronomíadesde pequeño, pronto aprendió a tallarlentes(especialidad de Holanda desde la invención deltelescopio,hacia el año 1608) y junto a su hermano llegó a construir varios telescopios de gran calidad. Por el método de ensayo y error comprobaron que los objetivos de gran longitud focal proporcionaban mejores imágenes, de manera que se dedicó a construir instrumentos de focales cada vez mayores: elaboró un sistema especial para tallar este tipo de lentes, siendo ayudado por su amigo el filósofoSpinoza,pulidor de lentes de profesión. El éxito obtenido animó aJohannes Heveliusa fabricarse él mismo sus telescopios.

En 1655 terminó un telescopio de gran calidad: apenas tenía 5 cm de diámetro aunque medía más de tres metros y medio de longitud, lo que le permitía obtener unos cincuenta aumentos: con este aparato vio que en torno alplanetaSaturnoexistía un anillo (descubierto porGalileocon anterioridad que no pudo identificarlo claramente) y la existencia de un satélite,Titán,el 25 de marzo de ese año. Después de seguirlo durante varios meses, para estar seguro de su período y órbita, dio a conocer la noticia en 1656.

Realizó importantes descubrimientos en el campo de laastronomíagracias a la invención de una nuevalenteocular para eltelescopio.Estudió laNebulosadeOrión(conocida también comoM42), descubriendo que en su interior existían estrellas diminutas. En 1658 diseñó un micrómetro para medir pequeñas distancias angulares, con el cual pudo determinar el tamaño aparente de los planetas o la separación de los satélites planetarios.

Continuó con la fabricación y pulido de lentes con focales cada vez mayores: después de obtener objetivos de cinco, diez y veinte metros de focal (que probó en telescopiosaéreos,sin tubo) terminó un telescopio con una focal de 37metros.Instalado sobre largos postes, sostenido por cuerdas para evitar el alabeo de la madera, con él llegó a obtener una imagen muy clara de los anillos de Saturno, llegando a divisar la sombra que arrojaban sobre el planeta. También estudió el cambio en la forma e iluminación de los anillos a medida que el planeta giraba alrededor del Sol.

En honor suyo, la sonda de exploración deTitán—la mayor luna de Saturno— construida por laESAlleva su nombre (sonda Huygens).

Filosofía natural

Huygens fue el principal filósofo natural europeo entre Descartes y Newton.​​ Sin embargo, a diferencia de muchos de sus contemporáneos, Huygens no tenía gusto por los grandes sistemas teóricos o filosóficos, y en general evitaba tratar cuestiones metafísicas (si se le presionaba, se adhería alcartesianoy a lafilosofía mecánicade su época).​​ En lugar de ello, Huygens destacó por ampliar el trabajo de sus predecesores, como Galileo, para encontrar soluciones a problemas físicos sin resolver que fueran susceptibles de análisis matemático. En particular, buscó explicaciones que se basaran en el contacto entre cuerpos y evitaran laacción a distancia.​​

En común conRobert BoyleyJacques Rohault,Huygens abogó durante sus años parisinos por una filosofía natural corpuscular-mecánica orientada a la experimentación. Este enfoque fue calificado en ocasiones de "baconiano", sin serinductivistani identificarse con las opiniones deFrancis Baconde forma simplista.​

Tras su primera visita a Inglaterra en 1661 y asistir a una reunión en elGresham College y la formación de la Royal Societydonde conoció directamente los experimentos debomba de airede Boyle, Huygens dedicó tiempo a finales de 1661 y principios de 1662 a replicar el trabajo. Resultó ser un largo proceso que sacó a la superficie tanto una cuestión experimental ( "suspensión anómala" ) como una cuestión teórica (horror vacui), y que terminó en julio de 1663 cuando Huygens se convirtió en miembro de la Royal Society. Huygens llegó a aceptar el punto de vista de Boyle sobre el vacío en contra de la negación cartesiana del mismo, mientras que lareplicación de los resultadosde los experimentos de Boyle con la bomba de aire se truncó desordenadamente.​​

La influencia de Newton sobreJohn Lockefue mediada por Huygens, quien aseguró a Locke que las matemáticas de Newton eran sólidas, lo que llevó a Locke a aceptar una física corpuscular-mecánica.​

Linterna mágica

La primera aparición de una referencia a lalinterna mágicala hace Christiaan Huygens en un manuscrito de 1659. En este manuscrito, Huygens hace un diseño de este artefacto. También aparece el diseño de placas para crear proyecciones mediante la superposición de imágenes.

Aunque en este texto de Huygens sea la primera vez que aparece mencionada una linterna mágica, existen indicios que ya existían linternas mágicas con anterioridad a esta fecha.​

Nombrados en honor a Huygens

Ciencia

• Sonda Huygens:el módulo de aterrizaje paraTitán (satélite),luna de Saturno, parte de la misiónCassini-Huygensa Saturno;
• Asteroide 2801 Huygens
• Huygens,un cráter en Marte;
• Mons Huygens,una montaña en la Luna;
• Huygens Software,un paqueteprocesamiento de imágenes de microscopio.
• Elocular de Huygensde dos elementos designado por él. Un primer paso en el desarrollo de lalente acromática,ya que corrige algunaaberración cromática.
• Principio de Huygens-Fresnel,un modelo sencillo para comprender las distorsiones en la propagación de las ondas;
• Ondas secundariasde Huygens, la base matemática fundamental para la teoría de ladifracciónescalar;
• W.I.S.V. Christiaan Huygens:sindicato de estudiantes neerlandés para los estudios de Matemáticas y Ciencias de la Computación en laDelft University of Technology
• Huygens Laboratory:sede del departamento de Física de la Universidad de Leiden;
• superordenador Huygens:instalación Nacional de Supercomputación de los Países Bajos, situado enSARAen Ámsterdam;
• El edificio Huygens en Noordwijk, Países Bajos, primer edificio en el Space Business parque opuesto Estec (ESA);
• El edificio Huygens en laRadboud University,Nimega,uno de los principales edificios del departamento de Ciencias de laUniversidad de Nimega.

Otros

• Christiaan Huygens College,una universidad localizada enEindhoven.
• TheChristiaan Huygens,un navío de laNederland Line.
• Huygens Scholarship Programme paraestudiantes internacionalesyestudiantes neerlandeses
• En la cultura popular se le puede encontrar como personaje en la novela gráfica deNovaedonde se puede ver su tiempo como empleado en Francia y toma el papel de mentor del protagonista.

Véase también

• Lista de fabricantes de instrumentos astronómicos
• (2801) Huygens
• Determinación de Rømer de la velocidad de la luz

Bibliografía

Varios autores (1910-1911). «Huygens, Christiaan». En Chisholm, Hugh, ed.Encyclopædia Britannica.A Dictionary of Arts, Sciences, Literature, and General information(en inglés)(11.ªedición). Encyclopædia Britannica, Inc.;actualmente endominio público.

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