Christian Huygens, mathématicien, astronome, physicien

Christian Huygens, né le 14 avril 1629 à La Haye et mort le 8 juillet 1695 dans la même ville, est un mathématicien, un astronome et un physicien néerlandais. Il est le fils de Constantin Huygens. et mort le 8 juillet 1695 dans la même ville, est un mathématicien, un astronome et un physicien néerlandais. Il est le fils de Constantin Huygens.

Christian Huygens savant Néerlandais

Christian Huygens sa biographie : Christian Huygens est généralement crédité pour son rôle fondamental dans le développement du calcul moderne, en particulier pour avoir développé les techniques de sommation et d’intégration nécessaires à la découverte de l’isochronisme de la cycloïde. En sciences physiques Christian Huygens est célèbre pour la formulation de la théorie ondulatoire de la lumière, et le calcul de la force centrifuge.

Il s’est opposé à Leibniz, à la fin de sa vie, dans la mesure où il lui a semblé que le calcul infinitésimal n’était au fond qu’une affaire de langage, la géométrie devant seule intervenir dans la mise en forme mathématique des phénomènes. Le calcul ne serait en quelque sorte que l’automatisation de procédures de démonstrations qu’un géomètre avisé sait produire par d’autres moyens[réf. souhaitée]. Le développement du calcul infinitésimal à la fin de sa vie lui montrera tout de même, comme le révèle sa correspondance avec Leibniz et l’Hospital, la puissance de cet outil.

Jeune, Christian Huygens eut pour précepteur le mathématicien Jan Stampioen, qu’il partagea à peu d’intervalle avec Guillaume II d’Orange-Nassau ; puis Frans Van Schooten, qui l’initia à l’algèbre au travers des œuvres de François Viète. Les premiers travaux du jeune Huygens touchent à l’élucidation des règles du choc. Christian Huygens se penche très vite, dès 1652 sur les règles exposées par Descartes dans les Principes de la philosophie et qu’il pense incorrectes.

Prenant appui sur la conservation cartésienne de la quantité de mouvement MV, il utilise astucieusement le principe de relativité pour changer de référentiel et parvient à déterminer les lois correctes du choc élastique. À cette occasion, Christian Huygens met en évidence la conservation des sommes des quantités MV 2, sans lui donner de signification physique particulièren. Il ne publie ces règles qu’avec retard, en 1669 lors d’un concours lancé par la Royal Society, où John Wallis et Christopher Wren donnent eux aussi des règles satisfaisantes, quoique moins générales.

En 1655, Christian Huygens découvrit Titan, la lune de Saturne. Il examina également les anneaux de Saturne et établit qu’il s’agissait bien d’un anneau entourant la planète. En 1656, Christian Huygens découvrit que ces anneaux sont constitués de roches. La même année, il observa la nébuleuse d’Orion.

En utilisant son télescope moderne, il put séparer la nébuleuse en différentes étoiles. La partie interne la plus lumineuse de la nébuleuse s’appelle actuellement la région de Huygens en son honneur. Il découvrit également plusieurs nébuleuses et quelques étoiles doubles.

Après avoir entendu parler de la correspondance de Blaise Pascal et Pierre de Fermat au sujet du problème des partis lors d’un voyage à Paris en 1655, Christian Huygens, encouragé par Frans van Schooten, publia le premier livre sur le calcul des probabilités dans les jeux de hasard en 1657. Il y introduit comme notion fondamentale la « valeur de l’espérance » d’une situation d’incertitude.

Ce livre, qu’il traduit en néerlandais en 1660, va jouer un rôle déterminant dans la diffusion de cette nouvelle mathématique ; il est repris en anglais (anonymement) par John Arbuthnot en 1692, en latin par Juan Caramuel y Lobkowitz en 1670, et de manière décisive par Jacques Bernoulli dans la première partie de son Ars conjectandi publié en 1715.

Entre 1658 et 1659, Christian Huygens travaille à la théorie du pendule oscillant. Il a en effet l’idée de réguler des horloges au moyen d’un pendule, afin de rendre la mesure du temps plus précise. Il découvre la formule de l’isochronisme rigoureux en décembre 1659 : lorsque l’extrémité du pendule parcourt un arc de cycloïde, la période d’oscillation est constante quelle que soit l’amplitude.

Contrairement à ce que Galilée avait cru démontrer dans les Discours et démonstrations mathématiques en 1638, l’oscillation circulaire du pendule n’est pas parfaitement isochrone si l’on excède une amplitude de 5 degrés par rapport au point le plus bas.

Pour appliquer cette découverte aux horloges, il faut placer près du point de suspension du pendule deux « joues » cycloïdales qui contraignent la tige semi-rigide à parcourir elle-même une cycloïde. Bien évidemment l’ouvrage intitulé Horologium que Christian Huygens publie en 1658 ne porte pas encore les fruits de cette découverte théorique et se contente de décrire un modèle innovant par sa régulation, et son système d’échappement, mais auquel il manque encore une maîtrise théorique qui ne sera publiée que dans l’Horologium Oscillatorium de 1673.

Huygens détermine la période du pendule simplen, qui s’exprime algébriquement sous la forme suivante (l étant la longueur du pendule, g la gravité et T la période)….

Lire la suite sur fr.wikipedia.org