发明时钟的惠更斯

发明时钟的惠更斯

毫无理想而又优柔寡断是一种可悲的心理。

——培根

那是一个伸手不见五指的深夜，荷兰海牙这座美丽的城市已进入了梦乡，但海牙城外一座高山上的天文观测站却是灯火通明，人们正在紧张的工作。只见一位三四十岁的胡子长长的中年人正在望远镜前聚精会神地观测星空。从他的脸色可以看出，他已经这样连续工作好多天了。他现在是用自己设计制造的一台天文望远镜观测地球的姊妹星——土星。

荷兰海牙

“啊！我看见土星的卫星了！”他突然发狂似的喊了起来。别人以为他出了什么意外，纷纷跑到他的观测室来，可是一进门却见他安然无恙。他手舞足蹈，像个孩子似的告诉大家，他看见土星的卫星了。顿时，大家争先恐后地挤到他的望远镜前观看起来，果然，土星的卫星进入了众人的眼帘，大家不由得齐声欢呼起来，这颗卫星后来被称为土卫六。最先观测到土卫六的这位中年人，就是著名的物理学家、天文学家和数学家惠更斯。

土卫六

1629年4月14日，惠更斯出生在荷兰海牙，他的父亲是一位外交官，也是赫赫有名的法学教授。这位外交官很重视孩子的教育，他原本希望惠更斯长大以后能够继承自己的事业，成为举足轻重的法学家，所以聘请家庭教师对惠更斯进行有关法学的启蒙教育。但是，聪明的惠更斯对枯燥的法律条文并不感兴趣，他常常利用课余时间，描绘各种想象的机械图形，有时还自己动手把它们制作成模型。

有一天，老师看到班里最小的学生惠更斯做的模型，感到非常生气，便训斥道：“你怎么可以把时间浪费在这些没用的东西上呢？我一定要告诉你父亲。”说完，老师马上把模型拿去给惠更斯的父亲看，并请他责备惠更斯。不料父亲看到模型，把弄了一番之后反而赞不绝口地说：“做得太好了，真没想到我儿子有这样的天才。老师，我们应该顺应孩子的性情来教导他，不能强迫孩子学习他不感兴趣的东西啊！”

因为有这样一位开明的父亲，使得惠更斯从小就受到了良好的家庭教育。他入学很早，循着自己的兴趣自由地向前发展，专心研读他喜爱的科学方面的书籍。

模型

16岁那年，惠更斯以优异的成绩考入了著名的莱顿大学，专门学习数学、天文学和物理学。由于从小打下了良好的科学基础，所以惠更斯在大学期间的成绩总是名列前茅。

1647年，惠更斯转入布勒达大学学习数学和法律。

1655年，惠更斯获得法学博士学位。

大学毕业后，惠更斯曾先后出国到法国巴黎和英国伦敦。在外国，他结识了许多当时著名的专家和学者，其中包括牛顿以及和他一起创立微积分理论的莱布尼兹等。这对他以后在科学事业上做出成就无疑是很有帮助的。

在学术上，惠更斯大学毕业后，很快出版了一本关于二次方程式的数学著作，这本著作引起了学术界的注意，惠更斯一时名气大噪。不久，惠更斯转而致力于光学的研究，他发现光是以波的形态传送的。这个重大的发现，确立了他在学术界的地位。

惠更斯并不因为取得的成就而感到满足，他经常勉励自己说：“现在，我已经小有名气，我必须珍惜这得来不易的声名，继续努力，挖掘出更多的宇宙、自然的奥秘。”

猎户座

惠更斯有不断进取、执著追求的精神，因而他能做出许多重大的科学发现。

1655年，惠更斯利用自己设计的小望远镜观测土星，发现土星的周围环绕着一圈光环。9年后，惠更斯又发现了土星的第六颗卫星，即土星的最大的卫星——泰坦。这些发现使人类对土星的研究向前迈进了一大步。

另外，在星云研究方面，惠更斯也有很大的贡献。他不但是世界上第一位发现猎户座腰带三星下面有一群大星云的天文学家，同时，他也发现这群星云被一层淡绿色扇形的明亮星云所包围。

惠更斯是一个伟大的发明家，他的发明中对人类影响最大的就是计时器。

在古代，人们没有钟表，常用的计时工具叫做“日圭”或“圭表”，这些计时工具利用阳光照射在物体上投射的影子来计时，和现在所说的“日晷仪”差不多。

最初的日圭是泥土制造的，也叫“土圭”。土圭有一块平放的土板叫“圭”，上面有刻度；土板的一头插一根小竹竿或小木棒，叫做“表竿”，表竿的影子落在哪个刻度上，就表示什么时刻。

后来，有人把长方形的日圭做成圆盘形，还把一天分为12个时辰刻在圆盘上，成了圆形的圭，以后再经过改进，成了较精确的日晷仪。

日晷仪有一个缺点，即只能在有阳光的白天使用，到了晚上或是碰到阴天、雨天就不管用了。因此，有些地方的人便用特制的蜡烛、香、漏等来计时。最简单的漏只是个盛水的罐或壶，内壁有刻痕，底部有个小洞，让水一点一滴地漏出，然后人们便可以由水面的高低得知时间。此外，漏也可以用沙来计时，叫“沙漏”，但是，用漏计时必须有人看管，而且做得越精细，费用就越高，所以只有皇宫、政府机关、寺庙等使用，普通人家是无法使用的；同时，漏的准确度也不高，并不是理想的计时工具，于是又有人发明了机械钟。

塔钟

世界上最早的机械钟叫“塔钟”，约在13世纪发明成功。这种钟架在高塔上，利用重锤下坠的力量带动齿轮，齿轮再带动指针走动，并用“擒纵器”控制齿轮转动的速度，以得到比较正确的时间。但是，利用重锤驱动的钟，只能高高地架在塔上，很不实用。因此，德国人彼德·亨利在1500年发明了用弹簧驱动的钟。后来，意大利科学家伽利略发现物体摆动时，不管弧度多大，它来回摆动一次的时间永远相等，不久，他把这一发现用论文的形式发表出来。几年后，惠更斯读到伽利略的论文时禁不住想：“既然物体的摆动有等时的特性，那么，如果能利用物体摆动的力量来驱使钟里的齿轮转动，不是可以得到更准确的时间吗？”

惠更斯非常兴奋，他立刻进行计时器的实验，失败了，又失败了……一次次的失败并没有打倒他，他孜孜不倦。功夫不负有心人，经过一连串的实验后，惠更斯终于设计出一个钟摆机构取代塔钟里的平衡轮，并在1656年委托制钟匠，成功地制造出第一座实用的摆钟，然而惠更斯对摆钟的准确度并不满意。他继续研究，不久，又在齿轮上加装一根弹簧，把它改良成现在所说的“摆轮”，使摆钟的误差每天不超过两分钟。第二年，惠更斯获得了摆钟的专利权，并出版了《摆钟》一书。

惠更斯对物理学的贡献很多，他不仅制作了第一座摆钟，而且在曲线运动方面，他还推导出了关于离心力的几个重要的公式，并对重力的起因进行了科学的概括。

惠更斯在物理学研究中的最重要的贡献是建立了光的波动学说。当时流行的是牛顿的光的微粒说，虽然光的微粒说能解释光的反射现象，但在解释光的折射现象时，它得出的结论是光密媒质中光的传播速度比光疏媒质中光的传播速度快，这显然是不对的。而且，微粒说不能解释光的干涉和衍射现象，但是由于牛顿是建立了经典力学和微积分理论的大科学家，名气大、有权威，因而他的微粒说一直占上风，当时的绝大多数人都承认光是由微粒构成的。惠更斯对待科学问题非常认真，并且敢于向权威的观点挑战。他不屈不挠地坚持自己的光的波动说，并成功地解释了光折射后在光密媒质中的传播速度比在光疏媒质中慢。与此同时，他还成功地解释了光的干涉和衍射现象。经过几十年的艰苦努力，惠更斯终于打破了牛顿的光的微粒说的统治地位，使光的波动说为人们所接受。此外，他还同胡克一起共同测定了温度计的固定点，即冰点和沸点。

惠更斯

作为数学家的惠更斯，也是非常成功的。1651年，年仅22岁的他就发表了关于计算圆周长、椭圆弧及双曲线的著作。他研究了抛物线、对数螺线、悬链线以及其他平面曲线，并推导出了曲线的求长法、旋转曲面面积计算法和惯性力矩计算法。1657年，他发表了“关于骰子游戏或赌博的计算”的论文，成为最先创立概率论的学者之一。

惠更斯在物理学、天文学和数学等方面都取得了很大的成就。

1663年，他成为英国伦敦皇家学会的第一位外国会员。

1665年，惠更斯应路易十四的邀请去法国。

1666年，法国皇家科学院成立，惠更斯被选为会员，著名的“惠更斯原理”就是在法国提出的。

1681年，惠更斯从法国回到荷兰。

1695年7月9日，惠更斯在海牙逝世。

惠更斯把自己的一生奉献给了自然科学，并取得了卓越的成就。他为人忠诚、谦逊、诚恳，他的成就的取得，一方面是由于他具有坚强的毅力，不怕困难，不怕挫折，不怕权威，敢于坚持科学真理的英雄气概；另一方面是与他的老师、父亲的教育，尤其是与笛卡儿的光辉的学术思想的影响和哺育分不开的。