摇曳烛光

    今天，当人们谈及科学革命，自然而然会谈及牛顿。然而，许多人并不知道，牛顿等人的一些成就，是建立在惠更斯的研究基础之上的。

    克里斯蒂安·惠更斯，荷兰物理学家、数学家、天文学家和发明家。在物理学方面，惠更斯在光学和力学方面作出了开创性的贡献，而作为一名天文学家，他主要以研究土星环和发现其卫星泰坦而闻名。作为一名发明家，他发明了惠更尼目镜，改进了望远镜的设计。然而，他最著名的是1656年发明的钟摆，这是计时方面的一个突破，成为近300年来最精确的计时器。因为他是第一个用数学公式来描述物理定律的人，惠更斯被称为第一个理论物理学家和数学物理学的创始人。

    美国物理学会发表的一篇文章指出，惠更斯的时钟设计灵感来自伽利略发现的等时性，即相同长度的钟摆具有相同的振荡周期。后来他聘请当地钟表匠所罗门·科斯特制造这款装置，并于1657年申请了专利。事实证明，他的设计比那个时代基本的弹簧驱动表时钟要精确得多，每天的误差只有15秒，而不是15分钟。美国物理学会最近的文章中认为，惠更斯的发明“进一步的改进并提高了这种精度，以至于钟摆时钟在钟表行业占据了数百年的主导地位，直到1927年石英钟的发明。”

    1659年，惠更斯成为第一个推导向心力标准公式的人。这个公式在古典力学中起着核心作用。惠更斯也是第一个在他的著作中提出弹性碰撞的正确定律的人，但他的发现直到1703年他死后才发表。在光学领域，他最著名的是他在1678年提出的光的波动理论，并在1690年在他的论文中描述，这被认为是第一个光的数学理论。他的理论最初被牛顿的微粒光理论所否定，直到1818年奥古斯汀·让·菲涅耳采用惠更斯原理，证明它可以解释光的直线传播和衍射效应。今天这个原理被称为惠更斯-菲涅耳原理（Huygens - Fresnel principle）。

    惠更斯于1656年发明了摆钟，并于次年申请了专利。除了这项发明，他在钟表学方面的研究，促成了他在1673年出版的《钟表振荡》一书中对钟摆进行了广泛的分析，这本书被认为是17世纪力学领域最重要的著作之一。虽然书的第一部分包含了时钟设计的描述，但书的大部分是钟摆运动的分析和曲线理论。1655年，惠更斯和他的兄弟康斯坦丁开始研究镜片，以便建造望远镜能够进行天文研究。他设计了一架50倍的折射望远镜，用这架望远镜他发现土星环是“一个薄而平的环，没有任何接触，并且倾向于黄道。”正是通过这台望远镜，他还发现了土星的第一颗卫星——土卫六。他还发现了猎户座大星云和土星光环。他最终在1662年发明了现在被称为惠更尼目镜的望远镜，它有两个透镜，减少了色散。

    作为一名数学家，惠更斯是概率论的先驱，并于1657年出版了他的第一部概率论专著。惠更斯大学的私人教师弗兰斯·范·舒腾将这本著作翻译为《论概率游戏中的推理》。这是一篇关于概率的系统论述，涉及概率游戏，特别是点数问题。现代的概率概念是由惠更斯和布莱斯·帕斯卡创立的使用期望值而产生的。

    惠更斯被称为介于笛卡尔和牛顿之间的欧洲自然哲学家。他坚持当时机械哲学的原则。他特别寻求对避免远距离运动的引力的解释。

    惠更斯在自然哲学方面也有贡献。他与罗伯特·博伊尔和雅克·罗侯一样，惠更斯坚持所谓的“实验导向的微粒机械”自然哲学。在对科学革命的分析中，这似乎是一个主流立场，至少从英国皇家学会的成立到牛顿的出现，这一立场有时被称为“培根主义”，而不是归纳主义，但也不是简单地认同弗朗西斯·培根的观点。1661年，惠更斯第一次访问英国，当时他参加了格雷欣学院 4月的一次会议，直接了解了博伊尔的气泵实验。1661年末和1662年初，惠更斯花时间复制了这项研究。

    据说惠更斯最终接受了波义耳关于真空的观点，而没有接受笛卡尔对它的否定。牛顿对约翰·洛克的影响是通过惠更斯中间的调和作用，他向洛克保证牛顿的数学是可靠的，从而使洛克接受了“微粒-机械”物理学。

    惠更斯从未结过婚，在其一生的最后几年过着孤独和抑郁的生活。作为一个理性主义者，他不相信内在的至高存在，也不接受在他成长过程中对他一直存在的基督教影响。尽管惠更斯不相信有这样一个超自然的存在，他推测，在类似地球的行星上可能存在外星生命，并写道，液态水的存在是生命存在的必要条件。他在1695年去世前不久发表的《宇宙理论》中，确实对地外生命的可能性进行了假设。

    （作者系中国科学院大学教授、国际科学素养促进中心研究员）