Uw profiel is aangemaakt

U heeft een e-mail ontvangen met een activatielink. Vergeet niet binnen 24 uur uw profiel te activeren. Veel leesplezier!

CHRISTIAAN HUYGENS

Home

SYBE RISPENS

Hij verbeterde de mechanica, hij vond het slingeruurwerk uit en met zijn zelf gebouwde telescoop ontdekte hij de ringen en een maan van Saturnus. Kenmerkend was zijn consequent doorgevoerde wiskundige benadering van wetenschappelijke en technische problemen, een werkwijze die model stond voor de nieuwe natuurwetenschap. Christiaan Huygens was een van de grootste natuurwetenschappers die Nederland voortbracht. Zaterdag is het driehonderd jaar geleden dat de dichterszoon overleed. Op 6 juli spreekt Prof. dr. H. F. Cohen van de Technische universiteit Twente in het kader van de Boerhaave-lezing over 'Christiaan Huygens en de wetenschapsrevolutie van de zeventiende eeuw'. In Museum Boerhaave, Lange St. Agnietenstraat 10, Leiden. Aanvang: 20.00 uur. Aanmelding: tel. 071-214224. Op 7 en 8 juli is er een internationaal congres: 'Christiaan Huygens 1695-1995'. In het Academiegebouw van de Rijksuniversiteit Leiden en in het Huygensmuseum 'Hofwijck' in Voorburg. Informatie en aanmelding: dr. A. Eyffinger, tel. 070-3554873.

Een eeuw eerder zou geen enkele wetenschapper van Huygens' komaf en opleidingsniveau het in zijn hoofd hebben gehaald om zich dagenlang bezig te houden met het werk van een brillenslijper. Maar samen met zijn broer werkte Huygens soms wel negen uur achter elkaar aan een lens. Uit zijn intensieve schrijven en wrijven valt op te maken dat het niet meeviel het werk van een ambachtsmens te leren. Voor een man als Huygens, die een professoraat afsloeg omdat hij dat beneden zijn stand achtte, toch zeker een merkwaardig gedrag. Waarom zoveel geleerde belangstelling voor het werk van ongeletterde vaklieden?

De reden voor zijn ijver moet gezocht worden in een paar van de meest opwindende en nieuwe wetenschappelijke instrumenten van de zeventiende eeuw: de microscoop en de telescoop. Beide werden pas uitgevonden nadat wetenschappers zich gingen interesseren voor dingen die tot dan toe tot het terrein van de ambachtslieden hadden behoord: geen enkele brillenslijper was in de vier eeuwen dat het anmbacht bestond op het idee gekomen een iets kleinere en iets boller geslepen lens te maken, om daarmee kleine diertjes in slootwater te bekijken, of om een paar precies geslepen lenzen achter elkaar te zetten om zo de planeten en sterren te bestuderen.

De nieuwe wetenschap van de zeventiende eeuw bracht naast nieuwe instrumenten ook een fundamentele verandering met zich mee: waar theoretisch ongeschoolde ambachtslieden met ervaring en schattingen werkten, daar maakten wetenschappers gebruik van nauwkeurige beschrijvingen en wiskundige berekeningen. Christiaan Huygens heeft met zijn werk belangrijk aan die verandering bijgedragen. Het beroemdst werd hij door het uitwerken van een abstract wiskundig idee dat hij geschikt wist te maken voor praktisch gebruik in de mechanische klok.

De tweede zoon van de in Nederland veel bekendere Constantijn Huygens en Suzanna van Baerle werd op 14 april 1629 geboren. Toen Christiaan acht jaar oud was verhuisde het gezin naar een deftig huis in Den Haag. Zijn vader was toen al meer dan tien jaar secretaris van de Oranjes en had een indrukwekkend literair oeuvre op zijn naam staan. Hij zorgde ervoor dat zijn zoon gedegen les kreeg in Latijn, Grieks, Frans en Italiaans, in wiskunde, logica en muziek.

De jonge Huygens zong en bespeelde diverse instrumenten, wat ervoor zorgde dat hij later een deel van zijn wetenschappelijk onderzoek zou richten op muzikale en muziektheoretische vragen. Op zijn dertiende maakte hij een draaibank. Zijn vader noemde hem “mijn Archimedes”, want net als de Griekse bedenker van de schroef voor het omhoogpompen van water en een planetarium dat de bewegingen van planeten kon weergeven, combineerde de jonge Huygens een groot wiskundig inzicht met een gevoel voor technische constructies.

Als 16-jarige jongen schreef Christiaan zich in aan de universiteit van Leiden als student rechten en wiskunde. Hij bestudeerde de klassieke wiskunde maar ook moderne methoden zoals die van een vriend van zijn vader, René Descartes. Gezien de vooraanstaande positie van Constantijn Huygens lag het voor de hand dat zijn zoon diplomaat zou worden, maar door een veranderend politiek klimaat kwam dat er niet van, en Christiaan wijdde zich aan zijn studie.

Zijn eerste publikaties gingen over wiskundige problemen. De belangrijkste betekenis daarvan lag overigens in het verbeteren van bestaande methoden. Afgezien van zijn ontwikkeling van de kansberekening ontwierp hij geen nieuwe wiskundige theorie.

In 1655 bracht hij voor het eerste een bezoek aan Parijs. Hij kwam er onder de indruk van de proeven die de Franse natuurkundige Pierre Petit deed met het vacuüm en zeker ook van de schoonheid van diens dochter Marianne. Hij tekende vaak haar portret, werd verliefd, maar trouwen deed hij niet.

Na het Parijse bezoek kwam zijn carrière in een stroomversnelling. Eerst door de uitvinding van het slingeruurwerk en later door het waarnemen van de ring om Saturnus en de grootste van diens manen. Op zijn 31ste was Huygens als wetenschapper beroemd.

Het meeste van wat Huygens schreef werd sterk beïnvloed door de mechanische filosofie, die aan het begin van de zeventiende eeuw vooral door René Descartes naar voren was gebracht. Huygens zag de voordelen maar bleef er toch ook kritisch tegenover staan. Hij volgde Descartes in de opvatting dat alle natuurkundige verschijnselen verklaard kunnen worden met de vorm, grootte en hoeveelheid en de beweging van onzichtbare deeltjes. Maar anders dan Descartes probeerde Huygens niet voor alle verschijnselen passende deeltjes te bedenken.

Zo hield Descartes magnetisme voor een stroming van schroefvormige deeltjes die door de poriën van magneet en ijzer stromen. Dat een magneet twee polen heeft verklaarde hij door te veronderstellen dat de deeltjes een rechtsdraaiende of een linksdraaiende schroefdraad konden hebben. Huygens moest niets hebben van dit soort van verklaringen ad hoc maar voelde wel voor het algemene idee van de mechanische filosofie dat verschijnselen verklaard kunnen worden door het principe van bewegende deeltjes.

De mechanische filosofie leverde Huygens veel op. Zo stelde de theorie dat de ruimte tussen planeten en sterren gevuld is met deeltjes die in een wervelende beweging om de planeten draaien en materiële lichamen zo naar het midden van de planeet drukken: een bewijs voor wat wij nu de zwaartekracht noemen. Huygens zag met de eerste telescoop die hij en zijn broer hadden gebouwd in maart van 1655 duidelijk de 'armen' van Saturnus en hij formuleerde de hypothese dat het daarbij om wervels van deeltjes ging. Ook slaagde hij er in 1656 in om de stootbewegingen volledig wiskundig beschrijven. Hij toonde aan dat zes van de zeven botsingswetten die Descartes had geformuleerd, niet deugden. Enkele jaren later leidde hij ook voor de centrifugale kracht een wiskundige formule af. Tenslotte bracht de mechanische filosofie Huygens op het spoor van de geometrische optica. Licht zag hij als een onregelmatige serie van kleine schokgolfjes, die zich met een zeer grote, maar eindige snelheid door de alom aanwezige deeltjesstroom voortbeweegt.

Huygens zette de strikt mechanische verklaring voor verschijnselen met succes tegenover allerlei occulte en spirituele beschrijvingen van natuurverschijnselen. Maar hoe succesvol het model van de mechanische filosofie ook was, het leverde ook beperkingen op, vooral in het verklaren van de verschijnselen waar Newton zich mee bezig zou gaan houden. Huygens bracht de theorie van deeltjes in beweging naar de grens van het mogelijke, maar uiteindelijk stond zij een volledig wiskundige beschrijving van natuurverschijnselen in de weg.

De mechanische filosofie was veel meer dan alleen een theorie die de verschijnselen met bewegende deeltjes wilde verklaren: het was ook een soort mechanische wereldbeschouwing die tegenover een biologische kijk op de werkelijkheid stond. En hoewel er kritiek kwam op de rigoreus mechanische verklaringen van Descartes voor natuurverschijnselen en het gedrag van dieren, namen voor- en tegenstanders zijn mechanische vergelijkingen over.

Die draaiden allemaal om de mechanische klok, want er was geen ander apparaat dat meer tot de verbeelding sprak dan het uurwerk. Descartes had de systematisch geordende tandwielen van de klok tot het filosofisch programma gemaakt voor natuurkundig onderzoek. Geen zeventiende eeuwse geleerde die om het raderwerk heen kon.

Opvallend is dat Huygens niet meedeed aan de mechanische beeldspraak. Zijn taalgebruik was direct, sober, elegant en zonder grootse metaforiek. Huygens was, vergeleken met bijna-tijdgenoten als Newton of Leibniz, veel meer gericht op het concreet-wiskundige dan op het speculatieve. Typerend voor hem is dan ook dat hij de klok niet als verklarend model voor de wereld gebruikte, maar er een slinger aan hing. Hij maakte zo van een onnauwkeurig apparaat dat per dag meer dan een kwartier voor- of achterliep een precisie-instrument met nog maar een afwijking van een paar seconden per etmaal.

Toen het bericht van de nieuwe klok Italië bereikte, ging er een golf van verontwaardiging door dat land. Het luidst klonken de protesten in de stad Florence. Met dezelfde bezieling waarmee de stad Galilei vijftig jaar eerder aan de Inquisitie had uitgeleverd, werd nu zijn naam als uitvinder van het slingeruurwerk verdedigd. Huygens was boos en geraakt door de beschuldigingen van plagiaat. In tegenstelling tot Galilei en diens zoon had hij het slingeruurwerk vanuit een abstract wiskundige benadering gevonden. Als het erop aankwam was hij niet zozeer in het mechanisme van de klok als wel in de wiskunde die er achter schuilging, geïnteresseerd.

Huygens had meteen nadat hij op het idee van het slingeruurwerk was gekomen, berekend dat een gewone slinger langer over een slag doet naarmate zijn uitslag groter wordt. Dat komt niet door de luchtweerstand, zoals Galilei dacht, maar doordat de slinger een (deel van een) cirkelvormige baan aflegt. Huygens rekende uit dat de slinger voor een vaste slingertijd iets korter moet worden naarmate hij verder naar buiten beweegt. Aldus volgt de slinger geen cirkel maar een deel van een baan die daarvan iets afwijkt, een cycloïde. Huygens vond dat hij dit praktisch kon realiseren als hij het touw van de slinger op het hoogste punt van de uitslag tegen twee metalen boogjes aan liet komen.

De constructie van deze cycloïdeboogjes beviel hem niet, want de vorm die ze moesten hebben, kon hij alleen proefondervindelijk bepalen, en dat was een doorn in zijn wiskundige oog. Bovendien moest de klok precies recht hangen, wilde het principe goed werken. Dus beschreef hij in zijn in 1658 verschenen 'Horologium' een methode waarbij de beweging van de slinger door een tandwieloverbrenging klein wordt gehouden; bij kleine uitslagen is er tussen een cirkel- en een cycloïdeboog immers nauwelijks verschil.

De weerzin tegen de cycloïdeboogjes sloeg in 1659 echter plotseling om in groot enthousiasme. Huygens had, op het spoor gezet door een prijsvraag, gevonden hoe hij de vorm van de boogjes kon berekenen. Vanaf dat moment geen woord meer over de eerder gevonden praktische nadelen van de cycloïde.

Huygens was zo trots op zijn wiskundige afleiding dat hij die belangrijker vond dan de uitvidning van het hele slingeruurwerk. Van deze afleiding zouden de collega-geleerden nog eens opkijken! De wiskundige verliefdheid ging zo ver, dat hij blind was voor een alternatief, een Engelse vinding, die uiteindelijk sucesvoller zou blijken. Huygens maakte weliswaar in 1675 een aantekening over deze vinding maar bleef de cycloïdeboogjes tot het einde van zijn leven in zijn klokken toepassen. Voor de latere ontwikkeling van steeds nauwkeurigere tijdinstrumenten hadden die echter geen betekenis meer.

De revolutie die Huygens desondanks in de tijdmeting teweeg bracht, laat goed zien waar zijn invloed op de zeventiende eeuwse wetenschap het grootst was. Hij had zich als wetenschapper van aanzien met een vakgebied bemoeid dat traditioneel tot dat van de ambachtslieden behoorde. Ook klokken maken was tot de zeventiende eeuw iets voor ambachtslieden: smeden, slotenmakers en juwelieren. Aan het einde van de zestiende eeuw hadden zij de klok tot de grootst mogelijke nauwkeurigheid gebracht die zij op eigen kracht konden bereiken. En toch was de klok nog steeds te onnauwkeurig voor astronomische waarnemingen of voor de positiebepaling op zee. Huygens overleed op 8 juli 1695. Hij had eens en vooral de kracht laten zien van de mathematische benadering van natuurkundige en technische problemen. Zijn combinatie van wiskundig inzicht met ambachtelijke vaardigheid werd een model voor de moderne wetenschap.



Het e-mailadres bij dit profiel is nog niet bevestigd. Een link om te bevestigen kunt u vinden in uw inbox.
Bent u de link kwijt? Vraag hier een nieuwe aan.

Wachtwoord is niet correct

tonen

Wachtwoord komt niet overeen

tonen

U moet akkoord gaan met de gebruiksvoorwaarden


Deel dit artikel

Advertentie