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微积分先驱|惠更斯

作者:《微积分的创立者及其先驱》发布日期:2020-07-25 19:40浏览次数: 来源:书籍整理

“尽善尽美的惠更斯。”

                                ——牛顿

“旋轮线是一种等时曲线。”

                                ——惠更斯

惠更斯是荷兰数学家、物理学家、天文学家。1629年4月14日生于海牙;1695年6月8日卒于海牙。

微积分先驱|惠更斯

惠更斯与数学

惠更斯的父亲是位外交家,对很多领域都有着广博的知识和浓厚的兴趣,尤其是数学,同时也是一位诗人和艺术爱好者。这一切都给以惠更斯很好的教育和熏陶,惠更斯16岁进入莱顿大学,两年后转入布勒达大学攻读法律和数学,26岁获得法学博士学位。他访问过伦敦和巴黎,结识了当代许多著名学者,其中包括牛顿和莱布尼茨,1663年成为英国皇家学会第一位外籍会员。1666年成为法国科学院的创始人之一。

惠更斯22岁时,撰文指出格雷戈里( Gregory of St,Vincent)论述化圆为方问题吋犯有错误,接着又写了许多论述圆锥曲线求积和以斯内尔(Snell)的三角术改进计算Π值的经典方法的小册子,他用的多边形的边数比前人要少得多。

惠更斯是摆钟的发明者。他的名著《钟表的摆动》,于1637年在巴黎问世,在该书中包含曲率的数学理论。惠更斯发现了旋轮线是一种等时曲线,对此,著名数学家约翰·伯努利曾说:“我们的确佩服惠更斯,因为他首先发现了一个重的粒子,不论起点在旋轮线的什么地方,下落的时间总是相同的。”惠更斯引进并讨论了渐屈线和渐伸线的一般概念和理论,得出抛物线的渐屈线是条半三次抛物线。旋轮线的渐屈线是同样大小的另条一旋轮线。他求出了蔓叶线的弧长,他研究过对数螺线、悬链线。他对面积和体积的研究成果累累,而且第一个计算出抛物面和双曲面部分表面的面积。

他在处理某些问题时所采用的方法,与微分方程的积分法相似。在计算积分时他运用了无穷级数。他建立了相当完备的连分数理论,并应用收敛的连分数作为天体运动周期的最佳近似值。他还写了关于对数曲面的论文;对于多项式给出了费马极大、极小法则的现代形式,并且使数学的方法在物理学中得到了广泛的应用。1657年,他在与帕斯卡和费马通信的基础上,写出了关于概率论这门学科中的第一篇正式论文《论赌博中的计算》,他解决了许多概率论方面的有趣难题,还引入了“数学期望”这个重要概念。

微积分先驱|惠更斯

惠更斯光论

惠更斯与物理

物理学方面:1673年惠更斯解决了求物理摆的摆心问题,并得到关于离心力的许多原理。他关于摆钟的书对牛顿地心引力的发现颇具影响;他发展了沃利斯关于动量守恒的研究结果,还验证了两个物体在给定的方向上的合动量在碰撞前后是一样的;他是光的波动理论的创立者,解释了光的波动学说,提出了光波面在媒质中传播规律的惠更斯原理,并用几何方法推出了反射和折射定律,解释了双折射现象;他和胡克(Hooke)共同测定了温度表的冰点和沸点。

在天文学方面:为了研究太阳系的运动,他改进了望远镜,并发明了望远镜上用于消除色差的日镜;他在1665年发现了土星的卫星——土卫六,以后又观测到土星环,发现了猎户星云、火星极冠和木星带。1680年他制造了一台行星仪。

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天文

惠更斯的其他贡献

惠更斯不但是17世纪一位多才多艺的科学家,而且还是很有才华的科学活动组织者,法国科学院的建立在很大程度上要归功于他的不懈努力。他终身未娶,把时光和精力都贡献给了科学事业。牛顿称赞他是“尽善尽美的惠更斯。”

惠更斯和伽利略、牛顿一样,认为在科学研究中,数学的演绎部分所起的作用比实验部分所起的作用要大。他们都是以数学家的身份去探索自然的,他们期望通过直观或通过关键性的观察和实验去了解广泛的、深刻而清晰的而且不变的数学原理,然后从这些基本原理导出新的定律。

惠更斯的许多重要著作,是在他逝世后发表的。其全集共22卷,由荷兰科学院编辑出版。


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[责编:雨滴]

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