Laplace, Pierre-Simon

Pierre-Simon de Laplace
fr.  Pierre Simon Laplace

Laplace a szenátus kancellárjának egyenruhájában. Jean-Baptiste Guérin portréjának töredéke , 1838
Születési dátum 1749. március 23( 1749-03-23 ​​)
Születési hely Beaumont-en-Auge , Normandia
Halál dátuma 1827. március 5. (77 évesen)( 1827-03-05 )
A halál helye Párizs
Ország  Franciaország
Tudományos szféra matematika , mechanika , fizika , csillagászat
Munkavégzés helye
alma Mater Caen Basse-Normandia Egyetem
tudományos tanácsadója Jean Leron D'Alembert
Ismert, mint " Az égi mechanika atyja "
Díjak és díjak
A Becsületrend lovag nagykeresztje A Becsületrend nagytisztje A Becsületrend lovagja
Az Újraegyesítési Rend lovagja
A Londoni Királyi Társaság tagja
Autogram
Wikiidézet logó Idézetek a Wikiidézetben
Wikiforrás logó A Wikiforrásnál dolgozik
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon
Politikai pozíciók
Előd:
Nicolas-Marie Quinette 		Franciaország belügyminisztere
1799. november 12-től december 25-ig 		Utóda:
Lucien Bonaparte

Pierre-Simon, Marquis de Laplace ( francia  Pierre-Simon de Laplace ; 1749. március 23.  – 1827. március 5. ) - francia matematikus , mechanikus , fizikus és csillagász ; az égi mechanika , differenciálegyenletek terén végzett munkáiról ismert , a valószínűségelmélet egyik megalkotója . Laplace érdemei a tiszta és alkalmazott matematika, és különösen a csillagászat terén óriásiak: e tudományok szinte minden részét továbbfejlesztette.

Laplace hat tudományos akadémiának és királyi társaságnak volt tagja, köztük a Szentpétervári Akadémiának (1802), valamint tagja volt a Francia Földrajzi Társaságnak . Neve szerepel Franciaország legnagyobb tudósainak listáján, az Eiffel-torony első emeletén .

Életrajz

Gazdag paraszti családban született Beaumont-en-Auge-ban, Normandiában . Laplace apja egy ideig a város polgármestere volt. A családnak volt egy nővére is, Marie-Anne. A fiú a bencés iskolában tanult , ahonnan azonban megrögzött ateistaként került ki . A gazdag szomszédok 1765-ben segítettek egy tehetséges fiatalembernek belépni a Caeni Egyetemre [1] .

Az általa Torinóba küldött és ott nyomtatott „ Sur le calcul intégral aux différences infiniment petites et aux différences finies ” emlékirata (1766) felkeltette a tudósok figyelmét, és Laplace meghívást kapott Párizsba. Ott küldött D'Alembertnek egy memoárt a mechanika általános elveiről. Azonnal nagyra értékelte a fiatalembert, és segített neki elhelyezkedni matematikatanárként a Katonai Akadémián.

Miután elintézte az élet ügyeit, Laplace azonnal nekilátott "az égi mechanika fő problémájának": a Naprendszer stabilitásának tanulmányozásának . Ugyanakkor fontos munkákat publikált a determinánsok elméletéről , a valószínűségszámításról , a matematikai fizikáról és másokról.

1773-ban, mesterien matematikai elemzést alkalmazva , Laplace bebizonyította, hogy a bolygók pályája stabil, és a Naptól való átlagos távolságuk nem változik a kölcsönös befolyástól (bár időszakos ingadozásokat tapasztal). Ebben még Newton és Euler sem volt biztos. Igaz, később kiderült, hogy Laplace nem vette figyelembe a forgást lassító árapály-súrlódást és más fontos tényezőket. Ehhez a munkához a 24 éves Laplace-t a Párizsi Tudományos Akadémia adjunktusává választották .

1785-ben Laplace-t a Párizsi Tudományos Akadémia rendes tagjává választották. Ugyanebben az évben, az egyik vizsgán Laplace nagyra értékelte a 16 éves Bonaparte pályázó tudását . Ezt követően kapcsolatuk változatlanul meleg volt. 12 évvel később Laplace Bonaparte tábornokot ajánlotta a Francia Intézetnek (a Tudományos Akadémiát akkoriban hívták) [2] .

A forradalmi években Laplace vezető szerepet vállalt a metrikus rendszer bevezetésével foglalkozó bizottság munkájában, és előadásokat tartott a Normál Iskolában. Az akkori Franciaország viharos politikai életének minden szakaszában Laplace soha nem került összetűzésbe a hatóságokkal, akik szinte mindig kitüntetésekkel árasztották el. Laplace közös származása nemcsak megvédte a forradalom elnyomásaitól, hanem lehetővé tette számára, hogy magas pozíciókat foglaljon el. Soha nem hirdette politikai nézeteit.

Az 1793-1794-es jakobinus terror idején a Tudományos Akadémiát bezárták, és minden "mérsékeltet", így Laplace-t is, kizárták a Súlyok és Mértékek Bizottságából. Jean Bailly csillagászt , Laplace közeli barátját elfogták és guillotine-nal kivégezték. Laplace és családja elhagyta Párizst Melunba , ahol elkezdett dolgozni az égi mechanikán és a világrendszer kiállításán. Robespierre bukása és kivégzése után az Akadémiát visszaállították ("Nemzeti Tudományos és Művészeti Intézet" néven), Laplace-t pedig a Hosszúságügyi Hivatal vezetésével bízták meg (ahogy a Francia Csillagászati ​​Intézetet nevezik). A Súly- és Mértékbizottság folytatta a munkát és 1795-ben sikeresen be is fejezte, a hossz fő mértékegységét Laplace javaslatára méternek nevezték el [3] .

1795-től Laplace előadásokat tartott a valószínűségelméletről az újonnan megnyílt Normál Iskolában , ahová a Nemzeti Konvent rendelete alapján meghívták Lagrange mellett a matematika professzorának .

1796-ban megjelent az Exposition of the System of the World, az eredmények népszerű vázlata, amelyet később a Celestial Mechanics publikáltak, képletek nélkül és élénken; a könyv széles körben ismert volt, csak a szerző élete során 4 alkalommal újranyomták, a világ számos nyelvére lefordították. 1799-ben jelent meg Laplace fő művének, a klasszikus égi mechanikának az első két kötete (ezt a kifejezést Laplace vezette be). Ez a könyv felvázolja a bolygók mozgását, lehetséges formáit, az árapály elméletét. A monográfia munkája 26 évig tartott: a III. kötet 1802-ben, a IV. kötet 1805-ben, az V. kötet 1823-1825-ben jelent meg. Az előadásmód szükségtelenül tömör volt, a szerző sok számítást a "könnyen belátható, hogy..." szavakkal helyettesített. Az elemzés mélysége és a tartalom gazdagsága azonban a 19. századi csillagászok referenciakönyvévé tette ezt a munkát. Az egyik feljegyzésben Laplace mellékesen felvázolta azt a híres hipotézist , amely szerint a Naprendszer egy gáznemű ködből származik, amelyet korábban Kant terjesztett elő . A Celestial Mechanics harmadik kiadásában (1813) Laplace jelentősen kibővítette kozmogonikus hipotézisének bemutatását.

Napóleon Laplace-t a Birodalom grófja címmel és minden elképzelhető renddel és pozícióval tüntette ki. Még belügyminiszterként is próbálkozott vele, de 6 hét után úgy döntött, beismeri hibáját. Laplace bevezette a menedzsmentbe, ahogy Napóleon később megfogalmazta, "a végtelenül kicsiny szellemét", vagyis a kicsinyességet. Napóleon azonban az elvesztett miniszteri poszt fejében Laplace-t szenátorrá nevezte ki. A Laplace miniszter által kiadott parancsok között szerepelt a kivégzett Bailly özvegyének nyugdíj kiosztása [4] . A birodalom évei alatt neki adott grófi cím, Laplace nem sokkal a Bourbonok visszaállítása után márki címre (1817) és a társkamara tagjává változott .

1812-ben jelent meg a 63 éves Laplace utolsó monográfiája - a grandiózus analitikai valószínűségelmélet, amelyben Laplace is összefoglalta saját és mások eredményeit. 1814-ben publikálta ennek a munkának a népszerű ismertetését, az Esszét a valószínűség filozófiájáról címmel, amelynek második és negyedik kiadása a The Analytic Theory of Probability című könyv második és harmadik kiadásának bevezetőjeként szolgált. A "Tapasztalat a valószínűségszámítás filozófiájában" 1908-ban jelent meg orosz fordításban, 1999-ben újra kiadták.

1823 áprilisában a Párizsi Tudományos Akadémia ünnepélyesen megünnepelte Laplace felvételének 50. évfordulóját.

Laplace 1827. március 5-én, saját, Párizs melletti birtokán halt meg kihűlésben, 78 évesen.

Család

1788-ban a 39 éves Laplace feleségül vette Marie-Charlotte de Courty de Romange-ot ( Marie-Anne-Charlotte de Courty de Romange ), egy tizennyolc éves, besançoni nemesi családból származó lányt . Az esküvőt a párizsi Saint-Sulpice-ban ünnepelték. A párnak két gyermeke született: Charles-Emile (1789-1874), leendő tábornok és lánya, Sophie-Suzanne (1792-1813). Charles-Emile-nak nem voltak leszármazottai; éppen ellenkezőleg, lányának korai halála ellenére volt egy lánya, akitől számos utód származott.

Tudományos tevékenység

Matematika

Az alkalmazott problémák megoldása során Laplace a matematikai fizika módszereit dolgozta ki, amelyeket korunkban széles körben alkalmaznak. Különösen fontos eredmények a lehetséges elméletekre és speciális funkciókra vonatkoznak. A Laplace-transzformációt és a Laplace-egyenletet róla nevezték el .

Messzire fejlesztette a lineáris algebrát; különösen Laplace adta ki a determináns kiterjesztését a kiskorúakra .

Laplace bővítette és rendszerezte a valószínűségszámítás matematikai alapjait , generáló függvényeket vezetett be. Az "Analitikus valószínűség-elmélet" első könyve a matematikai alapoknak szenteli; A valódi valószínűségszámítás a második könyvben kezdődik, diszkrét valószínűségi változókra alkalmazva. Ugyanitt - Moivre - Laplace korlátozó tételeinek bizonyítása és alkalmazások a megfigyelések matematikai feldolgozására, a népességstatisztikára és az "erkölcstudományokra".

Laplace a hibák és a közelítések elméletét is a legkisebb négyzetek módszerével dolgozta ki .

Csillagászat

Az Égi mechanikában Laplace összefoglalta saját kutatásait ezen a területen, valamint elődei munkáit, kezdve Newtonnal. Átfogóan elemezte a Naprendszer testeinek ismert mozgásait az egyetemes gravitáció törvénye alapján, és bebizonyította stabilitását a bolygók Naptól való átlagos távolságának gyakorlati változatlansága, valamint a Naptól való átlagos távolságok jelentéktelensége értelmében. pályájuk fennmaradó elemeinek ingadozásait. Az egyes bolygók, műholdak és üstökösök mozgására, a bolygók alakjaira, az árapály elméletére stb. vonatkozó különleges eredmények tömege mellett a legfontosabb az általános következtetés volt, amely megcáfolta a véleményt (amelyet Newton is osztott) hogy a Naprendszer jelenlegi formájának fenntartásához néhány – valamilyen idegen természetfeletti erő beavatkozása szükséges.

Laplace bebizonyította a Naprendszer stabilitását , ami abban áll, hogy a bolygók egyirányú mozgása, kis excentricitása és pályáik kis kölcsönös dőlése miatt a bolygók Naptól való átlagos távolságának változatlanságnak kell lennie. , és a pályák egyéb elemeinek ingadozásait nagyon szigorú határok között kell tartani.

Laplace javasolta az első matematikailag megalapozott kozmogonikus hipotézist a Naprendszer összes testének kialakulására, amely az ő nevét viseli: Laplace hipotézise . Ő volt az első, aki azt sugallta, hogy az égen megfigyelt ködök némelyike ​​valójában galaxis, mint a mi Tejútrendszerünk .

Messzire vitte a perturbációelméletet , és meggyőzően kimutatta, hogy a bolygók helyzetének minden eltérése a Newton-törvények által megjósolt (pontosabban a kéttest-probléma megoldása által megjósolt) helyzettől a bolygók kölcsönös befolyásával magyarázható. ugyanazon Newton-törvények segítségével vehetők figyelembe. Halley 1695 - ben fedezte fel, hogy a Jupiter fokozatosan felgyorsul és több évszázadon keresztül megközelíti a Napot, míg a Szaturnusz éppen ellenkezőleg, lelassul és távolodik a Naptól. Egyes tudósok úgy vélték, hogy a Jupiter végül a Napba zuhan. Laplace felfedezte ezen elmozdulások ( egyenlőtlenségek ) okait - a bolygók kölcsönös hatását, és megmutatta, hogy ez nem más, mint periodikus ingadozás, és minden 929 évente visszatér eredeti helyzetébe [5] .

Laplace felfedezései előtt sok tudós próbálta megmagyarázni az elméletnek a megfigyelésektől való eltéréseit az éter mozgásával, a gravitáció véges sebességével és más nem newtoni tényezőkkel; Laplace sokáig eltemette az ilyen próbálkozásokat. Ő, ahogy korábban Clairaut is kijelentette: az égi mechanikában nincsenek más erők, mint a newtoni, és ezt a tézist ésszel alátámasztotta.

Laplace felfedezte, hogy a Hold mozgásának gyorsulása, amely minden csillagászt zavarba ejtett ( világi egyenlőtlenség ), a holdpálya excentricitásának időszakos változása is , és a nagy bolygók vonzása hatására jön létre. A Hold általa e tényezők hatására számított elmozdulása jó egyezést mutatott a megfigyelésekkel.

A Hold mozgásának egyenlőtlenségei alapján Laplace finomította a Föld szferoidának összenyomódását. Általánosságban elmondható, hogy a Laplace által műholdunk mozgása során végzett vizsgálatok lehetővé tették a Hold pontosabb táblázatainak összeállítását, ami viszont hozzájárult a tengeri hosszúság meghatározásának navigációs problémájának megoldásához.

Laplace volt az első, aki pontos elméletet alkotott a Jupiter Galilei-műholdak mozgásáról , amelyek pályája kölcsönös befolyás következtében állandóan eltér a kepleri pályáktól . A Newton-törvények alapján magyarázatot adott a műholdak pályaszögei közötti " Wargentina- relációra". Ezt a magyarázatot " Laplace-rezonanciának " [6] nevezték el .

A Szaturnusz gyűrűjének egyensúlyi feltételeit kiszámítva Laplace bebizonyította, hogy ezek csak akkor lehetségesek, ha a bolygó gyorsan forog a tengelye körül, és ezt később William Herschel megfigyelései is bebizonyították .

Laplace az árapály elméletét húsz éven át tartó breszti óceánszint -megfigyelések segítségével dolgozta ki .

Korát megelőzve Laplace a világrendszer kifejtésében (1796) valójában „ fekete lyukakat ” jósolt meg:

Ha a Földével azonos sűrűségű világító csillag átmérője kétszázötvenszerese lenne a Nap átmérőjének, akkor a csillag vonzása miatt az általa kibocsátott sugárzások közül egy sem érhetne el bennünket; ezért lehetséges, hogy a világítótestek közül a legnagyobbak emiatt láthatatlanok.

– Laplace PS , 1795, Le Systeme du Monde, II. kötet, Párizs]

Ezt a merész sejtést azonban eltávolították a negyedik kiadásból.

Fizika

Laplace birtokolja a barometrikus képletet , amely a levegő sűrűségét, a tengerszint feletti magasságot, a páratartalmat és a szabadesés gyorsulását határozza meg. Geodéziát és fénytöréselméletet is tanult .

Antoine Lavoisier - rel együtt 1779-1784-ben. a tudós foglalkozott a hő elméletével, feltalálta a jégkalorimétert . Laplace számos cikket publikált a kapillárisok elméletéről, és törvényt hozott a kapilláris nyomásra.

1809-ben Laplace az akusztika problémáival foglalkozott ; levezette a hangsebesség képletét a levegőben. Szintén fontos kutatások vonatkoznak a hidrodinamikára .

Laplace a Biot-Savart törvényt az elektromos áramelem és a mágnesezett pont közötti elemi kölcsönhatás matematikai alakjába helyezte.

Módszert javasolt a testek gravitációs kölcsönhatásának terjedési sebességének meghatározására [7] .

Filozófiai nézetek

Laplace és Napóleon párbeszéde széles körben ismert:

„Olyan hatalmas könyvet írtál a világ rendszeréről, és soha nem említetted a Teremtőjét!
– Uram, nem volt szükségem erre a hipotézisre.

Eredeti szöveg  (fr.)[ showelrejt] "M. Laplace, rajtam ez a vous avez écrit ce volumineux ouvrage sur le système de l'Univers sans faire une seule fois említés de son Créateur."

"Sire, je n'ai pas eu besoin de cette hipotézis."

— Laplace párbeszéde Napóleonnal

Herve Fay [8] [9] azonban a következőket írta 1884-ben:

Valójában Laplace soha nem mondta ezt. Íme, szerintem mi történt valójában. Newton, aki úgy gondolta, hogy az elméletében felvázolt ősrégi zavarok végül elpusztítják a Naprendszert, valahol azt mondja, hogy Istennek időről időre be kell avatkoznia, hogy meggyógyítsa a gonoszt, és valahogy fenntartsa a rendszer működését. Ez azonban puszta sejtés, amelyet Newton kis világunk stabilitásának feltételeiről készített hiányos felmérése inspirált. A tudomány akkoriban még nem volt eléggé fejlett ahhoz, hogy teljes mértékben felmérje ezeket a feltételeket. De Laplace, aki mély elemzéssel rátalált rájuk, azt válaszolta az első konzulnak, hogy Newton hiába kért isteni beavatkozást a világ gépezetének (la machine du monde) időről időre hangolására, és ő, Laplace, nem. kell egy ilyen felvétel. Ezért Laplace Istent nem hipotézisnek, hanem egy bizonyos helyen való beavatkozását tekintette.

Laplace fiatal kollégája, François Arago csillagász , aki 1827-ben beszédet mondott a tiszteletére a Francia Tudományos Akadémia előtt, azt mondta Faye-nek, hogy Laplace élete vége felé már kering egy eltorzított változata Laplace Napóleonnal folytatott beszélgetésének. Fai írta [8] [9] :

M. Arago biztosított arról, hogy Laplace, akit röviddel a halála előtt figyelmeztettek, hogy ezt a történetet életrajzi gyűjteményben fogják kiadni, arra kérte, hogy követelje meg a kiadótól, hogy távolítsa el. Meg kellett magyarázni vagy eltávolítani, és a második módszer volt a legegyszerűbb. De sajnos nem távolították el és nem magyarázták el.

Ennek ellenére Laplace erős ateista hírében állt [10] . Több forrás idézi Napóleon Laplace-szel folytatott beszélgetésének folytatását; ezek szerint Napóleon később azt mondta Laplace Lagrange válaszában : Isten csodálatos hipotézis, sok mindent megmagyaráz. Laplace ezt szárazon kifogásolta: „Ez a hipotézis, uram, tulajdonképpen mindent általánosságban megmagyaráz, de nem enged semmit megjósolni” [11] .

Laplace az abszolút determinizmus híve volt . Azzal érvelt, hogy ha bármely intelligens lény egy bizonyos ponton ismeri a világ összes részecskéjének helyzetét és sebességét , akkor teljes pontossággal meg tudja jósolni a világ összes eseményét. Egy ilyen hipotetikus lényt később Laplace démonának neveztek el . Az ilyen előre meghatározott hibásságra már jóval a valószínűségi kvantummechanika megjelenése előtt felfigyeltek - Henri Poincaré  már a 20. század elején olyan alapvetően kiszámíthatatlan folyamatokat fedezett fel, amelyekben a kezdeti állapot jelentéktelen változása tetszőlegesen nagy eltéréseket okoz a végállapotban. idő [12] .

Személyes tulajdonságok

A kortársak észrevették Laplace jóindulatát a fiatal tudósok iránt, állandó készségét a segítségnyújtásra. Munkatársaihoz való hozzáállása sokkal visszafogottabb volt, a kortársak gyakran szemrehányást tettek Laplace-nek az arroganciáért, a prioritási kérdések semmibe vételéért - írásaiban gyakran nem hivatkozott a felfedezőkre [13] .

Laplace a francia szabadkőművesség egyik kiemelkedő alakja volt . Francia Grand Orient tiszteletbeli nagymestere volt [14] .

Díjak

Memória

A tudós tiszteletére a következőket nevezték el:

Laplace-t a párizsi Père Lachaise temetőben temették el , de 1888-ban földi maradványait Saint-Julien-de-Maylocba ( franciául  St Julien de Mailloc ) szállították át Orbec kantonban, és a családi birtokon temették újra. A sír a falura néző dombon található.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Van egy olyan feltételezés, hogy Laplace egy helyi nemes törvénytelen fia volt: lásd Lishevsky V.P. Történetek tudósokról. M.: Nauka, 1986, 72. o.. Két körülmény szól e feltevés mellett: a gazdag mecénások jelenléte és az elidegenedésig tartó kölcsönös nemtörődömség Laplace és szülei között, amit sokan megjegyeztek.
  2. ↑ Casado, 2015 , p. 97-98.
  3. ↑ Casado, 2015 , p. 80-87.
  4. ↑ Casado, 2015 , p. 100.
  5. ↑ Stillwell D. Matematika és története. - Moszkva-Izhevsk: Számítógépes Kutatóintézet, 2004, 235-237.
  6. ↑ Stuart, 2018 , p. 180.
  7. ↑ Laplace P. S. Állítás a világ rendszeréről. — M.: Nauka, 1982, p. 309
  8. ↑ 1 2 Faye, Hervé (1884), Sur l'origine du monde: theories cosmogoniques des anciens et des modernes . Párizs: Gauthier-Villars, pp. 109-111
  9. ↑ 1 2 Pasquier, Ernest (1898). "Les hypothèses cosmogoniques ( suite )" Archiválva : 2013. július 3. a Wayback Machine -nál . Revue néo-scholastique , 5o année, N o 18, pp. 124-125, 1. lábjegyzet
  10. ↑ Casado, 2015 , p. 156.
  11. ↑ Livio, Mario . Isten matematikus volt? 5. fejezet - M. : AST, 2016. - 384 p. — (A tudomány aranyalapja). - ISBN 978-5-17-095136-9 .
  12. ↑ Casado, 2015 , p. 145-146.
  13. ↑ Casado, 2015 , p. 155-156.
  14. ↑ Moramarco M. Szabadkőművesség múltja és jelene

Proceedings

Irodalom

 18. századi mechanika
Christopher Polhem • Johann Bernoulli • de Maupertuis • Jacob Herman • Daniil Bernoulli • Rodion Glinkov • von Segner • de Riccati •
Leonhard Euler • J. S. König • A. C. Clairaut • Jean Léron d'Alembert • I. E. Zeiger • Thomas La Pierre- Simo
  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
Genealógia és nekropolisz