387 שנים להולדתו של כריסטיאן הויגנס, המדען ההולנדי שהקדים את זמנו ופרץ דרכים חדשות במתמטיקה ובפיזיקה

כריסטיאן הויגנס (או הויחנס: Huygens) נולד ב-14 באפריל 1629, למשפחה הולנדית בעלת קשרים למשפחת המלוכה. כיאה למעמדו, למד בביתו מקצועות שונים: מתמטיקה, לשונות, גיאוגרפיה, רטוריקה, סיף, רכיבה על סוס, לוגיקה וריקוד. כמה ממדעני התקופה היו ממכריו של אביו, ועל כן גם כריסטיאן עצמו הכיר אנשים כמו רנה דקארט ("אני חושב משמע אני קיים"), גליליאו גליליי (מאבות האסטרונומיה והפיזיקה המודרניים) ומרין מרסן (שחקר את תורת המספרים). לאחר שאחיו, שלמד עמו, היה מעורב בדו-קרב עם סטודנט אחר, הועברו האחים הויגנס לקולג' ברדה, שבו עבד אביהם. כריסטיאן למד מתמטיקה, אך אביו רצה שיהיה דיפלומט, ואף שלח אותו לדנמרק. ב-1650 התחלף השלטון בהולנד, השפעתו של הויגנס האב דעכה, וכריסטיאן – שלא ממש התעניין בדיפלומטיה – הצליח להמשיך לעסוק רק במחקר. באותה תקופה התכתב הויגנס רבות עם מרסן. הם גילו יחד קשרים פיזיקליים בין אורך המיתר לתדר הצליל שלו, ופתרו בעיות גיאומטריות ופיזיקליות רבות.

בגיל 25 חזר כריסטיאן לבית אביו ועסק שם במחקר. הוא החל בהתכתבויות עם מדענים רבים, ובהם פייר דה פרמה, מהמתמטיקאים הבולטים במאה ה-17, שעסק רבות בתורת המספרים ובגיאומטריה אנליטית. הויגנס ואחיו (ההוא מהדו-קרב) החלו ללטש ולעצב עדשות בעצמם. הויגנס בנה טלסקופ על בסיס העדשות שליטש, ובאמצעותו זיהה בפעם הראשונה שהגופים המוזרים סביב כוכב הלכת שבתאי הם למעשה טבעות, ובהמשך גילה כי הן מורכבות מסלעים. נוסף על כך גילה את אחד מירחיו של שבתאי וקרא לו בשם "טיטאן". הגשושית הראשונה (והיחידה עד כה) שנחתה על טיטאן נושאת את השם הויגנס לכבודו, והיא חלק ממשימת קאסיני-הויגנס לחקר שבתאי, ירחיו וטבעותיו. במסגרת תצפיותיו האסטרונומיות, הצליח הויגנס גם לצייר בפעם הראשונה את הערפילית אוריון, ואיתר עוד כמה ערפיליות לא-מוכרות.


מתמטיקאי, פיזיקאי, אסטרונום וגם דיפלומט. הויגנס | מקור: ויקיפדיה

שעונים ומשחקי מזל
פריצות הדרך של הויגנס לא הוגבלו לתחום האסטרונומיה. ב-1656 הוא גילה את חוק שימור התנע, הקובע כי בעת התנגשות שני גופים במערכת מבודדת, התנע המשותף שלהם (מכפלת המסה במהירות) נשאר קבוע, גם אם חלק ממנו עובר מגוף אחד לאחר. כמה שנים לאחר מכן פרסם גם את עקרונות הכוח המחזיק גוף בתנועה מעגלית קבועה (למשל כשמסובבים כדור קשור לחוט). בתקופה הזאת כתב הויגנס גם חיבורים חשובים בתחום תורת ההסתברות ומשחקי המזל.

לאחר שביקר כמה פעמים בפריז, עזב הויגנס את הולנד ב-1666, השתקע בצרפת והצטרף לאקדמיה הצרפתית למדעים. שם נפגש עם המתמטיקאי לייבניץ (אחד מממציאי החשבון האינפיניטסימלי), ואף הפך למורה שלו למתמטיקה.

בתקופה זו עסק גם בניסיון להבין את מהותו של האור. הויגנס טען שהאור הוא גל, וניסח את מה שמכונה כיום "עקרון הויגנס", המאפשר לחזות את התקדמות האור בנוכחות מכשול, במעבר בין חומרים או דרך סדקים, ולחשב בדיוק רב את רוב התופעות הגליות של האור (ושל סוגי גלים אחרים).

בזמן שהותו בפריז, פרסם הויגנס גם מחקר מעמיק על מטוטלות, וגילה שזמן המחזור של המטוטלת תלוי רק באורכה. לאחר שהבין את תכונות המטוטלת, בנה את שעון המטוטלת הראשון, והצליח לשכלל אותו עד לשגיאה של כ-10 שניות ביממה – דיוק מדהים לתקופתו. הוא רשם פטנט על שעון המטוטלת וכן על שעון הכיס הראשון.

ב-1681 חזר הויגנס להולנד משום שסבל מהתקפי דיכאון קשים, והתגורר בהאג עד מותו ב-1695 בגיל 66.

בביקור באנגליה ב-1689 הספיק הויגנס לפגוש את אייזק ניוטון, אבי המכניקה המודרנית. ניוטון שלל את טענתו של הויגנס כי האור הוא גל, וטען שהוא תערובת של חלקיקים. ויכוח זה על אופיו של האור נמשך עוד שנים רבות, ויושב רק במאה ה-20, כשמכניקת הקוונטים הוכיחה שהאור הוא דואלי – בעל תכונות הן של גלים, הן של חלקיקים.

נדיר למצוא מדען כמו כריסטיאן הויגנס, שתרם כה הרבה להתפתחות המדע המודרני בתחומים כה רבים ושונים. הוא גם הראה שקשרים ודיונים עם טובי המדענים בעולם בתחומים השונים תורמים להבנת העולם ולקידום המדע. הויגנס הגיע להישגים מופשטים רבים, המאפשרים לנו הבנה של חוקי הטבע, אך גם הראה כיצד ליישם אותם בבניית מכשירים מדויקים, המאפשרים לנו להבין טוב יותר את העולם הסובב אותנו.