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　　概述

　　克里斯蒂安·惠更斯，荷蘭人，世界知名物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家，和發(fā)明家，機械鐘(他發(fā)明的擺鐘屬于機械鐘)的發(fā)明者。

　　惠更斯自幼聰慧，13歲時曾自制一臺車床，表現(xiàn)出很強的動手能力。1645～1647年在萊頓大學(xué)學(xué)習(xí)法律與數(shù)學(xué);1647～1649年轉(zhuǎn)入布雷達(dá)學(xué)院深造。 在阿基米德等人著作及笛卡兒等人直接影響下，致力于:力學(xué)、光波學(xué)、天文學(xué)及數(shù)學(xué)的研究。他善于把科學(xué)實踐和理論研究結(jié)合起來，透徹地解決問題，因此在擺鐘的 發(fā)明、天文儀器的設(shè)計、彈性體碰撞和光的波動理論等 方面都有突出成就。1663年他被聘為英國皇家學(xué)會第一 個外國會員，1666年剛成立的法國皇家科學(xué)院選 他為院士?；莞贵w弱多病，一心致力于科學(xué)事業(yè)，終生未婚。 1695年7月8日在海牙逝世。他還推翻了牛頓的微粒說。

　　巨人降世

　　1629年4月14 日出生于海牙。父母是大臣和詩人，與R.笛卡兒等學(xué)界名流交往甚密。

　　學(xué)生時期

　　惠更斯自幼聰慧，13歲時曾自制一臺車床，表現(xiàn)出很強的動手能力。他的祖父，也叫克里斯蒂安·惠更斯，作為秘書效力于沉默者威廉(William the Silent)以及毛里斯親王(Prince Maurice)。在1625年，他的父親康斯坦丁(Constantijn)成為親王弗雷德里克·亨利(Prince Frederic Henry)的秘書，而且正如克里斯蒂安的哥哥，另一位康斯坦丁(Constantijn)那樣，在隨后的生涯中，一直服務(wù)于奧蘭治家族(Orange family)。

　　跟隨這個效命于奧蘭治王室(house of Orange)的外交事務(wù)(diplomatic service)傳統(tǒng)，惠更斯家族有一個堅實的教育和文化傳統(tǒng)。他的祖父積極參與到對孩子們的教育中，于是惠更斯的父親在文學(xué)和科學(xué)方面都極為博學(xué)。他曾與梅森(Mersenne)和笛卡爾有過通信，而笛卡爾受到過惠更斯在海牙對他的很好的招待。康斯坦丁是一個對藝術(shù)很有品位的人，有繪畫才能，也是一個音樂家、多才的作曲家，而尤其是，一個杰出的詩人;他那些用荷蘭文和拉丁文寫下的篇章，令他在荷蘭文學(xué)史上獲得了經(jīng)久不衰的地位。

　　就像他父親一樣，康斯坦丁積極地致力于孩子的教育。克里斯蒂安和哥哥康斯坦丁在家中接受父親和私人教師的教育，一直到16歲。兄弟倆在音樂(克里斯蒂安善于歌唱，并能演奏古大提琴[viola de gamba]，魯特詩琴[lute]和撥弦鍵琴[harpsichord])、拉丁語、希臘語、法語、一些意大利語、以及邏輯、數(shù)學(xué)、力學(xué)、還有地理學(xué)方面有了一個背景。作為一個非常天才的學(xué)生，克里斯蒂安在幼年就展示出了兼顧理論方面的興趣以及對實際應(yīng)用與建造的洞察力，這也成為了他后來的科學(xué)工作的特點。

　　從1645年5月到1647年三月，克里斯蒂安在萊頓大學(xué)(University of Leiden)學(xué)習(xí)法律與數(shù)學(xué)。其中數(shù)學(xué)是學(xué)自凡司頓(Frans van Schooten)。他學(xué)習(xí)了經(jīng)典數(shù)學(xué)，也學(xué)習(xí)了韋達(dá)(Viète)、笛卡爾、費馬的現(xiàn)代方法。在這一時期，他的父親告訴梅森其子對落體問題的研究，這引起了梅森的注意，也從而開始了在克里斯蒂安與梅森之間的直接通信。笛卡爾，其工作在這些年深深地影響了年輕的惠更斯，也對克里斯蒂安的工作表示興趣與欣賞。從1647年3月到1649年八月，克里斯蒂安在新成立的位于布雷達(dá)(Breda)的奧蘭治學(xué)院(Collegium Arausiacum[College of Orange])學(xué)習(xí)法律，他的父親是這所學(xué)校的校長，而佩爾(Pell)教數(shù)學(xué)。

　　科學(xué)研究

　　在他的學(xué)習(xí)之后，惠更斯沒有選擇外交(diplomacy)這個本來對他的出生和教育更自然的職業(yè)生涯。他不想要這樣的事業(yè)，而不論怎樣，隨著1650年威廉二世(William II)的去世、惠更斯家族失去了從事外交工作的首要機會?；莞挂恢贝粼诩业?666年，除了到巴黎和倫敦的三次旅行。他父親提供的資助讓他可以完全投入到對自然的研究中。這些年(1650到1666)是惠更斯的生涯中最多產(chǎn)的時期。

　　最初惠更斯集中于數(shù)學(xué)：面積和體積的確定，以及由帕普斯(Pappus)的工作所啟發(fā)的代數(shù)問題。在1651年，《雙曲線、橢圓和圓的求積定理》[1](Theoremata de quadratura hyperboles, ellipsis et circuli)[1] 寫成，包括對圣文森特的格里高利(Gregory of St. Vincent)的圓求積的反駁。而后是1654年的《圓大小的發(fā)現(xiàn)》(De circuli magnitudine inventa)[2]。在接下來的歲月中，惠更斯研究了拋物線求長、求拋物線旋轉(zhuǎn)面的面積、許多曲線如蔓葉線、擺線(與帕斯卡在1658年公開提出的一個問題有聯(lián)系)和對數(shù)曲線的切線和面積問題。1657年，惠更斯關(guān)于概率問題的論文發(fā)表，《論賭博中的計算》(Tractatus de ratiociniis in aleae ludo)[4]。

　　1650年，一個關(guān)于流體靜力學(xué)的手稿[20]已經(jīng)完成。而在1652年，惠更斯將彈性碰撞的規(guī)律公式化，并開始幾何光學(xué)的學(xué)習(xí)。在1655年他讓自己與他哥哥一起，去磨制鏡片。他們制造了顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡。而惠更斯在1655-1656年的冬天，發(fā)現(xiàn)了土星的衛(wèi)星并辨識出了土星光環(huán)，兩者分別報告于《土星之月新觀察》(De Saturni luna observatio nova [3])和《土星系統(tǒng)》(Systema Saturnium [6])中。

　　1656年惠更斯發(fā)明了擺鐘。這在1658年的《時鐘》(Horologium [5])(不要與后來的Horologium oscillatorium混淆)中有記述。這也造就了一些機會讓他發(fā)現(xiàn)擺線等時性(tautochronism)(1659)、研究漸屈線(evolute)和擺動中心(center of oscillation)的理論。惠更斯對離心力的研究也從1659年開始。在這些年中，他與許多學(xué)者的通信大量增多，那些學(xué)者有圣文森特的格里高利、沃利斯(Wallis)、凡司頓和斯呂塞(Sluse)。在1660年之后，對擺鐘在海上確定經(jīng)度的應(yīng)用研究占據(jù)了他很多的時間。

　　關(guān)于上面提到的旅行，第一次是1655年的7月到9月，惠更斯來到巴黎，在那里遇見了伽桑狄(Gassendi)、羅伯威爾(Roberval)、索畢耶(Sorbiere)以及布利奧(Boulliau)——也就是后來組建法國皇家科學(xué)院(Academie Royale des Sciences)的那些學(xué)者。與他的哥哥一樣，利用在法國停留的機會，在昂熱(Angers)取得了一個民法及教會法規(guī)“utriusque juris”博士學(xué)位。當(dāng)他第二次在巴黎停留，那是1660年10月到1661年3月，他見到了帕斯卡、奧祖(Auzout)以及笛沙格(Desargues)。后來他在去了倫敦，呆到1661年5月。在那里，惠更斯參加了格雷欣學(xué)院(Gresham College)的會議，遇見了莫里(Moray)、沃利斯(Wallis)以及奧登堡(Oldenburg)，而波義耳的空氣泵實驗給他留下了深刻印象。第三次來巴黎，是從1663年4月到1664年5月，中間有一次去倫敦的旅行(1663年6月到9月)。他在倫敦成為了新成立的皇家學(xué)會(Royal Society)的會員。接著他回到巴黎，在那里從路易十四獲得了科學(xué)工作的第一筆薪俸。

　　在1664年，泰弗諾(Thévenot)找到惠更斯，請他成為在巴黎即將成立的一所學(xué)院(academy)的成員;柯爾貝爾(Colbert)提議為梅森之后在巴黎舉行的非正式學(xué)者會議，給予一個官方的地位以及資助。在1666年，皇家科學(xué)院(Académie Royale des Sciences)成立，惠更斯接受了會員資格，并在那年5月前往巴黎。此后在巴黎一直呆到1681年，中間僅因為健康原因，有兩次在海牙(Hague)呆了一段時間?；莞股眢w不太好，在1670年初，他被一場嚴(yán)重的疾病所折磨。在9月，他部分痊愈并前往海牙，在1671年6月回到巴黎。而在1675年秋，疾病復(fù)發(fā)，從1676年7月到1678年6月惠更斯再次呆在海牙。

　　作為學(xué)會最卓越的會員，惠更斯獲得了很高的薪俸，并居住在皇家圖書館(Bibliothéque Royal)的一套房間中。在學(xué)會中，惠更斯鼓勵一項研究自然的培根式計劃(Baconian program)。他積極參與天文觀測(例如對土星的觀測)和空氣泵實驗中來。在1669年他闡述了他的重力起因理論，而在1678年他寫了《論光》(Traité de la lumière [12])，其中宣布了他在1676-1677年發(fā)展出來的光的波動理論(嚴(yán)格地說是光的脈沖理論)。在1668-1669年，他在理論上和實驗上，研究了阻力介質(zhì)中的物體運動。在1673年，他與帕平(Papin)合作，建造了一個內(nèi)燃機(moteur à explosion)。而此后他也與萊布尼茲有定期接觸?；莞乖?673年開始了他關(guān)于簡諧振動的研究，并設(shè)計出由彈簧而非鐘擺來校準(zhǔn)時間的鐘表，接著，就發(fā)生了他與胡克(Hooke)的優(yōu)先權(quán)之爭。在1677年他使用了顯微鏡進(jìn)行研究。

　　1672年，荷蘭共和國和路易十四及其同盟者之間爆發(fā)了戰(zhàn)爭。奧蘭治的威廉三世上臺，而惠更斯的父親和哥哥承擔(dān)了荷蘭的重要位置。而惠更斯留在巴黎，雖然他對荷蘭的事業(yè)有著深切的關(guān)注，但他仍然在的柯爾貝爾保護(hù)下繼續(xù)他在學(xué)會的工作。1673年，他發(fā)表了《論擺鐘》(Horologium oscillatorium [10])，這是惠更斯進(jìn)入路易十四資助的職位后的第一部著作，他把它獻(xiàn)給了法國國王。這一舉動有助于加強他在巴黎的地位，但在荷蘭引起了一些反對。

　　又一次因為疾病，惠更斯在1681年離開巴黎，在1683年之前痊愈，但與此同時柯爾貝爾去世，而如果在巴黎沒有他的支持，惠更斯因其國籍、新教信仰以及家庭與奧蘭治王室的關(guān)系，會給他招致強烈的反對，因此他決定呆在荷蘭。從而他的經(jīng)濟狀況不像以前那樣有保障，而他可以靠家里的土地所有權(quán)而有一份收入。惠更斯從未結(jié)婚。在海牙以及在靠近福爾堡(Voorburg)附近的家庭鄉(xiāng)村別墅Hofwijck的相對孤寂的狀態(tài)中，他繼續(xù)光學(xué)研究，建造了許多鐘表，并試用于幾次長距離航海中，他還寫下了《被發(fā)現(xiàn)的天上的世界》(Cosmotheoros [14])。1689年6月到9月，他訪問英格蘭，在那里遇到了牛頓。牛頓的《原理》引起了惠更斯的仰慕之情但也激起了他強烈的分歧。兩者的證據(jù)在《論光》及本書補編的《論重力的原因》(Discours de la cause de la pesanteur [13])中能找到。與法蒂奧(Fatio de Duillier)的討論，與萊布尼茲的通信，以及對他的微分積分的興趣，在最后的幾年中使惠更斯的注意力轉(zhuǎn)回數(shù)學(xué)。

　　偉人逝世

　　1694年，惠更斯再一次生病，這一次他沒有恢復(fù)過來。次年夏天在海牙去世。