皮埃爾·西蒙·拉普拉斯

皮埃爾-西蒙·拉普拉斯侯爵（Pierre-Simon marquis de Laplace，1749年3月23日－1827年3月5日），法國著名的天文學家和數學家，也是法國科學院院士。他是天體力學的主要奠基人、天體演化學的創立者之一。此外，他還是分析機率論的創始人，因此可以說拉普拉斯是套用數學的先驅。

在研究天體問題的過程中，他創造和發展了許多數學的方法，以他的名字命名的拉普拉斯變換、拉普拉斯定理和拉普拉斯方程，在科學技術的各個領域有著廣泛的套用。

基本介紹

• 中文名：皮埃爾-西蒙·拉普拉斯
• 外文名：Pierre-Simon marquis de Laplace
• 國籍：法國
• 出生地：法國諾曼第奧格地區博蒙
• 出生日期：1749年3月23日
• 逝世日期：1827年3月5日
• 職業：天文學家、數學家
• 畢業院校：卡昂大學
• 主要成就：拉普拉斯方程、拉普拉斯運算元
  天體力學
  拉普拉斯變換、拉普拉斯分布
  拉普拉斯妖、拉普拉斯展開
  楊-拉普拉斯公式
• 代表作品：《天體力學》《宇宙系統論》
• 性別：男

人物生平

早年

拉普拉斯生於諾曼第的博蒙。他父親是農場主。拉普拉斯早年在學校學習時即已顯出數學才能，18歲時（1767年）離家到巴黎，決定從事數學工作。於是帶著一封推薦信去找當時法國著名學者達朗貝爾，但被後者拒絕接見。拉普拉斯就寄去一篇力學方面的論文給達朗貝爾。這篇論文出色至極，以至達朗貝爾忽然高興得要當他的教父，並使拉普拉斯被推薦到軍事學校教書。

此後，他同拉瓦錫在一起工作了一個時期，他們測定了許多物質的比熱。1780年，他們兩人證明了將一種化合物分解為其組成元素所需的熱量就等於這些元素形成該化合物時所放出的熱量。這可以看作是熱化學的開端，而且，它也是繼布拉克關於潛熱的研究工作之後向能量守恆定律邁進的又一個里程碑，60年後這個定律終於瓜熟蒂落地誕生了。

成就及榮譽

拉普拉斯把注意力主要集中在天體力學的研究上面。他把牛頓的萬有引力定律套用到整個太陽系。1773年解決了一個當時著名的難題：解釋木星軌道為什麼在不斷收縮，而同時土星軌道又在不斷膨脹。拉普拉斯用數學方法證明（儘管是近似的），行星的軌道大小只有周期性變化。這就是著名的拉普拉斯定理，從此開始了太陽系穩定性問題的研究。同年，他成為法國科學院副院士。

1784～1785年，他求得天體對其外任一質點的引力分量可以用一個勢函式來表示，這個勢函式滿足一個偏微分方程，即著名的拉普拉斯方程。1785年他被選為科學院院士。他長時間內主要從事大行星運動理論和月球運動理論方面的研究工作。在總結前人研究的基礎上取得大量的重要成果，使得這些天體的運動理論系統化。

1786年證明行星軌道的偏心率和傾角總保持很小和恆定，能自動調整，即攝動效應是守恆和周期性的，不會積累也不會消解。拉普拉斯注意到木星的三個主要衛星的平均運動Z1，Z2，Z3服從下列關係式：Z1-3×Z2+2×Z3=0。同樣，土星的四個衛星的平均運動Y1，Y2，Y3，Y4也具有類似的關係：5×Y1-10×Y2+Y3+4×Y4=0。後人稱這些衛星之間存在可公度性，由此演變出時間之窗的概念。

1787年發現月球的加速度同地球軌道的偏心率有關，從理論上解決了太陽系動態中觀測到的最後一個反常問題。

1796年他的著作《宇宙體系論》問世，書中提出了對後來有重大影響的關於行星起源的星雲假說。在這部書中，他獨立於康德，提出了第一個科學的太陽系起源理論——星雲說。康德的星雲說是從哲學角度提出的，而拉普拉斯則從數學、力學角度充實了星雲說，因此，人們常常把他們兩人的星雲說稱為“康德-拉普拉斯星雲說”。

他長期從事大行星運動理論和月球運動理論方面的研究，尤其是他特別注意研究太陽系天體攝動，太陽系的普遍穩定性問題以及太陽系穩定性的動力學問題。在總結前人研究的基礎上取得大量重要成果，他的這些成果集中在1799～1825年出版的五卷十六冊巨著《天體力學》內。這部著作第一次提出了天體力學的學科名稱，是經典天體力學的代表作。此外，他在1796年出版的《宇宙體系論》中具體提出了太陽系起源的星雲說，在天文學和自然科學發展上起了重要作用。拉普拉斯在數學上也有重大貢獻，是歷史上著名的數學家之一。

1799年出版了巨著《天體力學》的頭兩卷，主要論述行星運動、行星形狀和潮汐。同年，他還擔任了法國經度局局長，在拿破崙政府中擔任過六個星期的內政部長。

1802年出版第三卷，論攝動理論。1805年出版第四卷，論木星四顆衛星的運動及三體問題的特殊解。1825年出版第五卷，補充前幾卷的內容。由於拉普拉斯在天體力學上的貢獻，他被譽為"法國的牛頓"。

1816年成為法蘭西學院院士，1817年任院長。1827年3月5日卒於巴黎。

他發表的天文學、數學和物理學的論文有270多篇，專著合計有4006多頁。其中最有代表性的專著有《天體力學》、《宇宙體系論》和《機率分析理論》（1812年發表）。

與拿破崙

拉普拉斯曾任拿破崙的老師，所以和拿破崙結下不解之緣。拉普拉斯在數學上是個大師，在政治上是個小人物、牆頭草，總是效忠於得勢的一邊，被人看不起，拿破崙曾譏笑他把無窮小量精神帶到內閣里。（法語：et portait enfin l'esprit des `infiniment petits' jusque dans l'administration.）在席捲法國的政治變動中，包括拿破崙的興起和衰落，沒有顯著地打斷他的工作。儘管他是個曾染指政治的人，但他的威望以及他將數學套用于軍事問題的才能保護了他，同時也歸功於他顯示出的一種並不值得佩服的在政治態度方面見風使舵的能力。

拿破崙

趣聞

拉普拉斯寫過一篇關於機率的哲學論文，在文中他給出了一個古怪的關於太陽會升起的機率的方程，他聲稱這個機率是(d + 1) / (d + 2)，d是過去太陽升起的天數。他也意識到這個結果的荒謬性，並隨後指出這個機率對他而言是太大了，至少他於當下看不到有什麼力量能阻擋日落日出。

有一個關於拉普拉斯與拿破崙的故事經常被引用（儘管其真實性成疑），內容是跟神的存存性有關。其中一個版本如下：

“當拿破崙看到拉普拉斯所著的《天體力學》時，問拉普拉斯，為何在他的書中一句也不提上帝。拉普拉斯明確地回答：‘陛下，我不需要那個假設。’（法語：Je n'avais pas besoin de cette hypothèse-là.）拿破崙將這句話告訴約瑟夫·拉格朗日，拉格朗日卻說：‘這是個好假設！它可以解釋許多事情。’（法語：Ah! c'est une belle hypothèse; ça explique beaucoup de choses.）”