HUYGENS, Christian

HUYGENS (scritto anche Huyghens; nell'ortografia originale Hugens; lat. Hugenius), Christian

Fisico-matematico e astronomo olandese, nato all'Aia il 14 aprile 1629, morto nella stessa città l'8 giugno 1695. Suo padre, Costantijn (v.), signore di Zuylichem, è noto come letterato. Ebbe educazione varia e accurata. Cartesio pronosticò di lui che sarebbe riuscito grande nelle matematiche. Studiò rettorica ad Amsterdam e diritto a Leida, ma, appassionato per le scienze, si fece conoscere nel 1651 con un trattato sulla quadratura delle sezioni coniche. Nel 1654 elaborò la teoria delle evolute ed evolventi delle curve. Nel 1655, con un cannocchiale di sua costruzione e di potenza maggiore degli altri conosciuti fino allora, determinò che Saturno è circondato da un anello, e ne scoprì un satellite, Titano. Riconobbe che la Luna è priva di atmosfera e che i suoi "mari" devono essere privi di acque; che Marte ha vere calotte polari di ghiaccio. Nel 1656 scrisse col titolo De ratiociniis in ludo aleae il primo trattato di probabilità. L'anno successivo, attuando un desiderio di Galileo, realizzò l'orologio a pendolo, e lo descrisse in un opuscolo, a cui ne fecero seguito altri sull'orologeria. Costruì un secondo cannocchiale che ingrandiva 100 volte, e che lo mise in grado di scrivere nel 1659 il suo Sistema di Saturno con dati esatti sull'anello e sul movimento. Visitò la Francia e l'Inghilterra nel 1660. Fu nominato membro della Royal Society di Londra nel 1663. Di ritorno in Olanda, investigò l'urto dei corpi elastici, e su questo argomento scrisse due memorie. Colbert lo chiamò nel 1665 alla corte di Luigi XIV, e l'anno successivo lo fece nominare all'Académie des Sciences. Da allora al 1681 condusse vita mondana a Parigi, ma nel tempo stesso conseguì i più grandi risultati scientifici, perché nel 1673 pubblicò la sua opera Horologium oscillatorium, dove stabilì la nozione dei momenti d'inerzia, i primi teoremi sui corpi rigidi e la teoria del pendolo composto. Attraverso queste ricerche e quelle precedenti sull'urto fu condotto a enunciare il teorema delle forze vive, ad approfondire le formule del moto circolare e della forza centrifuga, infine a verificare la variazione di gravità secondo la latitudine, proseguendo così le ricerche di G. Borelli e preparando la via a quelle di Newton.

Ferito nei suoi sentimenti di protestante, nel 1681 lasciò Parigi per ritirarsi in Olanda, e troncò le sue relazioni con l'Accademia francese. Negli anni successivi, in unione con suo fratello, si occupò a perfezionare la fabbricazione dei vetri da telescopio. Si recò di nuovo in Inghilterra nel 1689 per conferire con Newton, e al ritorno, nel 1690, pubblicò il suo celebre Traité de la Lumière, ove in contrapposto alla teoria emissiva newtoniana propugnava e illustrava mirabilmente quella ondulatoria, che solo al principio del sec. XIX doveva poi incontrare l'assenso generale. Ma ebbe il torto di avanzare idee contrarie a quelle di Newton anche nella questione della gravitazione universale, e di seguire quelle cartesiane sui vortici cosmici. Come opere postume apparvero il Cosmotheoros, dove appunto attraverso divagazioni fantastiche sugli abitanti dei diversi pianeti espone le sue teorie cosmogoniche, e un trattato veramente importante, la Diottrica dove stabilisce i principî per la propagazione, la riflessione e la rifrazione dei raggi, riconducendo l'ottica geometrica all'ipotesi ondulatoria, e ne deduce le regole per la costruzione degli strumenti ottici.

Di lui sono da ricordare anche gli studî sulla cicloide e sul pendolo cicloidale, i varî opuscoli sull'arte di lavorare le lenti, e la risoluzione di moltissimi problemi proposti da Leibniz e da Bernoulli. Nelle sue ricerche il H. si serviva sempre dei metodi sintetici antichi anziché delle risorse del calcolo infinitesimale.

Newton lo chiamò summus Hugenius.

Il principio di Huygens. - Nel suo Traité de la Lumière, cap. I, Huygens mostra come tutta la teoria matematica della propagazione della luce (e quindi anche del suono e di ogni altro fatto vibratorio) si riconduca all'ipotesi ondulatoria, tenendo conto di questo principio: quando una superficie d'onda si è prodotta (linea punteggiata), ogni suo punto agisce come nuovo centro di perturbazione, e ne emana un'onda; delle infinite onde originate così e che si riuniscono in ogni singolo punto dello spazio la maggior parte interferiscono fra loro, perché a causa della diversità del cammino non si trovano in fase. Quelle che rimangono, non distrutte da interferenze reciproche, a un momento dato si trovano così: si costruiscono tutte le superficie d'onda, luoghi dei punti a cui in quel determinato momento sono arrivate le perturbazioni: l'inviluppo di quelle superficie singole (linea piena) è la superficie d'onda risultante: tutti gli altri punti delle superficie singole, che non sono tangenti alla superficie inviluppo, sono punti dove la perturbazione per effetto delle interferenze si è annullata. Applicando questa costruzione, H. ha mostrato come si ricavano tutte le leggi osservate sperimentalmente per la propagazione della luce nei mezzi trasparenti isotropi e anisotropi e per la riflessione e la rifrazione. In modo mirabile il fisico olandese dedusse anche una teoria matematica della doppia rifrazione nello spato d'Islanda. Il principio di H., che dal suo autore era stato applicato per spiegare i fenomeni della propagazione ondulatoria regolare, è stato ripreso ai primordî del sec. XIX da T. Young, E. L. Malus e A. Fresnel per ricavare la teoria della diffrazione e completare l'edificio matematico dell'ottica ondulatoria, e spiegare le aberrazioni che ne conseguono. Attraverso la riprova sperimentale delle conseguenze, la teoria ondulatoria, di cui il principio di H. costituisce l'enunciato più caratteristico, ha potuto essere costituita su basi definitive, che solamente nel dominio dei fatti quantistici ha richiesto modificazioni ulteriori.

Ediz.: Christiani Hugenii Zulchemii Opera varia, ediz. curata da 's Gravesande, Leida 1724; Opera reliqua Hugenii, curata dallo stesso, Amsterdam 1728; Œuvres complętes de Christian Hwygens, pubbl. dalla Société Hollandaise des Sciences, L'Aia 1888 e anni successivi.