Christiaan Huygens, également orthographié Christian Huyghens, (né le 14 avril 1629 à La Haye — mort le 8 juillet 1695 à La Haye), mathématicien, astronome et physicien néerlandais, fondateur de la théorie des ondes de la lumière, découvrit la véritable forme des anneaux de Saturne et apporta des contributions originales à la science de la dynamique — l’étude de l’action des forces sur les corps.
Huygens était issu d’une famille de classe moyenne riche et distinguée. Son père, Constantijn Huygens, diplomate, latiniste et poète, était l’ami et le correspondant de nombreuses personnalités intellectuelles éminentes de l’époque, dont le scientifique et philosophe René Descartes. Dès son plus jeune âge, Huygens a montré un penchant mécanique marqué et un talent pour le dessin et les mathématiques. Certains de ses premiers efforts en géométrie impressionnèrent Descartes, qui était un visiteur occasionnel de la maison des Huygens. En 1645, Huygens entra à l’Université de Leyde, où il étudia les mathématiques et le droit. Deux ans plus tard, il entre au Collège de Breda, au milieu d’une controverse furieuse sur la philosophie de Descartes. Bien que Huygens ait rejeté plus tard certains des principes cartésiens, y compris l’identification de l’extension et du corps, il a toujours affirmé que les explications mécaniques étaient essentielles en science, un fait qui allait plus tard avoir une influence importante sur son interprétation mathématique de la lumière et de la gravitation.
En 1655, Huygens visita pour la première fois Paris, où sa parenté distinguée, sa richesse et son tempérament affable lui permirent d’entrer dans les cercles intellectuels et sociaux les plus élevés. Lors de sa prochaine visite à Paris en 1660, il rencontra Blaise Pascal, avec qui il avait déjà entretenu une correspondance sur des problèmes mathématiques. Huygens avait déjà acquis une réputation européenne par ses publications en mathématiques, en particulier son De Circuli Magnitudine Inventa de 1654, et par sa découverte en 1659 de la véritable forme des anneaux de Saturne — rendue possible par les améliorations qu’il avait introduites dans la construction du télescope avec sa nouvelle méthode de meulage et de polissage des lentilles. À l’aide de son télescope amélioré, il découvrit un satellite de Saturne en mars 1655 et distingua les composantes stellaires de la nébuleuse d’Orion en 1656. Son intérêt, en tant qu’astronome, pour la mesure précise du temps l’a ensuite conduit à sa découverte du pendule comme régulateur des horloges, tel que décrit dans son Horologium (1658).
En 1666, Huygens devint l’un des membres fondateurs de l’Académie française des Sciences, qui lui accorda une pension supérieure à celle de tout autre membre et un appartement dans son immeuble. En dehors de visites occasionnelles en Hollande, il vécut de 1666 à 1681 à Paris, où il fit la connaissance du mathématicien et philosophe allemand Gottfried Wilhelm Leibniz, avec lequel il resta en bons termes pour le reste de sa vie. L’événement majeur des années de Huygens à Paris fut la publication en 1673 de son Horologium Oscillatorium. Ce travail brillant contenait une théorie sur les mathématiques des courbures, ainsi que des solutions complètes à des problèmes de dynamique tels que la dérivation de la formule pour le temps d’oscillation du pendule simple, l’oscillation d’un corps autour d’un axe stationnaire et les lois de la force centrifuge pour un mouvement circulaire uniforme. Certains des résultats ont été donnés sans preuve dans une annexe, et les preuves complètes de Huygens n’ont été publiées qu’après sa mort.
Le traitement des corps en rotation reposait en partie sur une application ingénieuse du principe selon lequel, dans tout système de corps, le centre de gravité ne pouvait jamais s’élever de lui-même au-dessus de sa position initiale. Auparavant, Huygens avait appliqué le même principe au traitement du problème des collisions, pour lequel il avait obtenu une solution définitive dans le cas de corps parfaitement élastiques dès 1656, bien que ses résultats soient restés inédits jusqu’en 1669.
La dédicace quelque peu élogieuse de l’Oscillatorium Horologium à Louis XIV fit murmurer Huygens à une époque où la France était en guerre contre la Hollande, mais malgré cela, il continua à résider à Paris. La santé de Huygens ne fut jamais bonne, et il souffrit de maladies récurrentes, dont une en 1670 qui était si grave qu’il désespéra un temps de sa propre vie.
Une grave maladie en 1681 le poussa à retourner en Hollande, où il ne comptait rester que temporairement. Mais la mort en 1683 de son patron, Jean-Baptiste Colbert, qui avait été le principal conseiller de Louis XIV, et la politique de plus en plus réactionnaire de Louis, qui aboutit à la révocation (1685) de l’Édit de Nantes, qui avait accordé certaines libertés aux protestants, militent contre son retour à Paris.
Huygens se rendit à Londres en 1689 et rencontra Sir Isaac Newton et donna des conférences sur sa propre théorie de la gravitation devant la Royal Society. Bien qu’il ne se soit pas engagé directement dans une controverse publique avec Newton, il est évident dans la correspondance de Huygens, en particulier avec Leibniz, que malgré son admiration généreuse pour l’ingéniosité mathématique des Principia, il considérait une théorie de la gravité dépourvue de toute explication mécanique comme fondamentalement inacceptable. Sa propre théorie, publiée en 1690 dans son Discours de la cause de la pesanteur, bien que datant au moins de 1669, comprenait une explication mécanique de la gravité basée sur des tourbillons cartésiens. Le Traité de la Lumière de Huygens, déjà largement achevé en 1678, est également publié en 1690. Il y montrait à nouveau son besoin d’explications mécaniques ultimes dans sa discussion sur la nature de la lumière. Mais ses belles explications de la réflexion et de la réfraction – de loin supérieures à celles de Newton — étaient entièrement indépendantes des explications mécaniques, étant basées uniquement sur le principe dit de Huygens des fronts d’ondes secondaires.
En tant que mathématicien, Huygens avait un grand talent plutôt qu’un génie de premier ordre. Il a parfois du mal à suivre les innovations de Leibniz et d’autres, mais il était admiré par Newton en raison de son amour pour les anciennes méthodes synthétiques. Pendant presque tout le 18ème siècle, son travail en dynamique et en lumière a été éclipsé par celui de Newton. Dans la gravitation, sa théorie n’a jamais été prise au sérieux et n’a aujourd’hui qu’un intérêt historique. Mais ses travaux sur les corps rotatifs et ses contributions à la théorie de la lumière ont été d’une importance durable. Oubliés jusqu’au début du XIXe siècle, ces derniers apparaissent aujourd’hui comme l’une des contributions les plus brillantes et les plus originales à la science moderne et resteront toujours dans les mémoires par le principe portant son nom.
Les cinq dernières années de la vie de Huygens ont été marquées par une mauvaise santé persistante et un sentiment croissant de solitude et de mélancolie. Il apporta les dernières corrections à son testament en mars 1695 et mourut après de nombreuses souffrances plus tard la même année.