人物生平 皮埃爾-西蒙·拉普拉斯,
法國 數學家、
天文學家 ,法國科學院院士。是
天體力學 的主要奠基人、
天體演化學 的創立者之一,他還是分析
機率論 的創始人,因此可以說他是套用數學的先驅。1749年3月23日生於
法國 西北部
卡爾瓦多斯 的博蒙昂諾日,曾任巴黎軍事學院
數學 教授。1795年任巴黎綜合工科學校教授,後又在高等師範學校任教授。1799年他還擔任過法國經度局局長,並在
拿破崙 政府中任過6個星期的內政部長。1816年被選為
法蘭西學院 院士,1817年任該院院長。1827年3月5日卒於巴黎。拉普拉斯在研究天體問題的過程中,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。
拉普拉斯生於法國
諾曼第 的
博蒙 ,父親是一個農場主,他從青年時期就顯示出卓越的數學才能,18歲時離家赴
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。
個人貢獻 天體力學 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。
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。
星雲 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 ”。
康德 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5卷16冊巨著《天體力學》之內。在這部著作中第一次提出天體力學這一名詞,是經典天體力學的代表作。因此他被譽為法國的
牛頓 和天體力學之父。 1814年拉普拉斯提出科學假設,假定如果有一個智慧型生物能確定從最大天體到最輕原子的運動的現時狀態,就能按照力學規律推算出整個宇宙的過去狀態和未來狀態。後人把他所假定的智慧型生物稱為
拉普拉斯妖 。
他在數學,特別是機率論方面,也有很大貢獻。
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》(Traité deMécanique Céleste,15卷16冊,1799~1825)、《
宇宙體系論 》(Exposition du système du monde,1796,中譯本1978年版)和《機率分析理論》(Theorie Analytique des Probabilites,1812)。
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。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