Пьер Симон Лаплас — краткая биография

Лаплас В своем «Трактате о небесной механике» (1779- 1825) Пьер Симон де Лаплас доказывал, что солнечная система, управляемая силами гравитации, упорядочена и что планеты движутся по вечно неизменным орбитам. В своей книге «Изложение системы мира» (1796), обсуждая возможность

И. С. Дмитриев Пьер Симон Лаплас - маленький император большой науки

И. С. Дмитриев Пьер Симон Лаплас - маленький император большой науки Состояние французской науки при ancien r?gime и в первое пятилетие революции многократно рассматривалось в историко-научной литературе. Гораздо меньше внимания было уделено научной жизни Франции

Французский математик, механик, физик и астроном; известен работами в области небесной механики, дифференциальных уравнений, один из создателей теории вероятностей. Заслуги Лапласа в области чистой и прикладной математики и особенно в астрономии громадны: он усовершенствовал почти все разделы этих наук.

Лаплас состоял членом шести Академий наук и Королевских обществ, в том числе Петербургской Академии (1802). Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни. Был членом Французского Географического общества.

Родился в крестьянской семье в Бомон-ан-Ож, в нормандском департаменте Кальвадос. Учился в школе бенедиктинцев, из которой вышел, однако, убеждённым атеистом. Состоятельные соседи помогли способному мальчику поступить в университет города Кан (Нормандия).

Посланный им в Турин и напечатанный там мемуар «Sur le calcul intégral aux différences infiniment petites et aux différences finies» (1766) обратил на себя внимание учёных, и Лаплас был приглашён в Париж. Там он послал ДʼАламберу мемуар об общих принципах механики. Тот сразу оценил юношу и помог устроиться преподавателем математики в Военную академию.

Уладив житейские дела, Лаплас сразу приступил к штурму «главной проблемы небесной механики»: исследованию устойчивости Солнечной системы. Одновременно он публиковал важные работы по теории определителей, теории вероятностей, математической физике и др.

1773: виртуозно применив математический анализ, Лаплас доказал, что орбиты планет устойчивы, и их среднее расстояние от Солнца не меняется от взаимного влияния (хотя испытывает периодические колебания). Даже Ньютон и Эйлер не были в этом уверены. Правда, позже выяснилось, что Лаплас не принял во внимание приливное трение, замедляющее вращение, и другие важные факторы.

За эту работу 24-летний Лаплас был избран адъюнктом Парижской Академии наук.

1785: Лаплас становится действительным членом Парижской Академии наук. В этом же году, на одном из экзаменов, Лаплас высоко оценивает знания 17-летнего абитуриента Бонапарта. Впоследствии их отношения были неизменно тёплыми.

В революционные годы Лаплас принял руководящее участие в работах комиссии по введению метрической системы, возглавлял Бюро долгот (так назывался французский Астрономический институт) и читал лекции в Нормальной школе. На всех этапах бурной политической жизни тогдашней Франции Лаплас никогда не вступал в конфликты с властями, которые почти неизменно осыпали его почестями. Простонародное происхождение Лапласа не только предохранило его от репрессий революции, но и позволило занимать высокие должности. Свои политические взгляды он никогда не афишировал.

1795: Лаплас читает лекции по теории вероятностей в Нормальной школе, куда он был приглашен как профессор математики, вместе с Лагранжем, декретом Национального конвента.

1796: «Изложение системы мира» - популярный очерк результатов, позднее опубликованных в «Небесной механике», без формул и ярко изложенный.

1799: вышли первые два тома главного труда Лапласа - классической «Небесной механики» (кстати, именно Лаплас ввёл этот термин). В монографии излагаются движение планет, их формы вращения, приливы. Работа над монографией продолжалась 26 лет: том III вышел в 1802 году, том IV - в 1805-м, том V - в 1823-1825 гг. Стиль изложения был излишне сжатым, множество выкладок автор заменял словами «легко видеть, что…». Однако глубина анализа и богатство содержания сделали этот труд настольной книгой астрономов XIX века.

В «Небесной механике» Лаплас подвел итоги как собственным исследованиям в этой области, так и трудам своих предшественников, начиная с Ньютона. Он дал всесторонний анализ известных движений тел Солнечной системы на основе закона всемирного тяготения и доказал её устойчивость в смысле практической неизменности средних расстояний планет от Солнца и незначительности колебаний остальных элементов их орбит.

Наряду с массой специальных результатов, касающихся движений отдельных планет, спутников и комет, фигуры планет, теории приливов и т. д., важнейшее значение имело общее заключение, опровергавшее мнение (которое разделял и Ньютон), что поддержание настоящего вида Солнечной системы требует вмешательства каких-то посторонних сверхъестественных сил.

В одном из примечаний к этой книге Лаплас мимоходом изложил знаменитую гипотезу о происхождении Солнечной системы из газовой туманности, ранее высказанную Кантом.

Наполеон наградил Лапласа титулом графа Империи и всеми мыслимыми орденами и должностями. Он даже пробовал его на посту министра внутренних дел, но спустя 6 недель предпочёл признать свою ошибку. Лаплас внёс в управление, как выразился позднее Наполеон, «дух бесконечно малых», то есть мелочность. Титул графа, данный ему в годы империи, Лаплас сменил вскоре после реставрации Бурбонов на титул маркиза и члена палаты пэров.

1812: грандиозная «Аналитическая теория вероятностей», в которой Лаплас также подытожил все свои и чужие результаты.

1814: «Опыт философии теории вероятностей» (популярное изложение), второе и четвёртое издания которого послужили введением ко второму и третьему изданию «Аналитической теории вероятностей». «Опыт философии теории вероятностей» был опубликован в переводе на русский язык в 1908 году, переиздан в 1999 году.

Современники отмечали доброжелательность Лапласа по отношению к молодым учёным, всегдашнюю готовность оказать помощь.

Семья

15 марта 1788 года, в возрасте тридцати девяти лет, Лаплас женился на Марии-Шарлотте, восемнадцатилетней девушке из хорошей семьи в Безансоне. Свадьба праздновалась в Сен-Сюльпис в Париже. У супругов был сын, Шарль-Эмиль (1789-1874), будущий генерал, и дочь Софи-Сюзанна (1792-1813).

Научная деятельность

Математика

При решении прикладных задач Лаплас разработал методы математической физики, широко используемые и в наше время. Особенно важные результаты относятся к теории потенциала и специальным функциям. Его именем названо преобразование Лапласа и уравнение Лапласа.

Он далеко продвинул линейную алгебру; в частности, Лаплас дал разложение определителя по минорам.

Лаплас расширил и систематизировал математический фундамент теории вероятностей, ввёл производящие функции. Первая книга «Аналитической теории вероятностей» посвящена математическим основам; собственно теория вероятностей начинается во второй книге, в применении к дискретным случайным величинам. Там же - доказательство предельных теорем Муавра-Лапласа и приложения к математической обработке наблюдений, статистике народонаселения и «нравственным наукам».

Лаплас развил также теорию ошибок и приближений методом наименьших квадратов.

Астрономия

Лаплас доказал устойчивость солнечной системы, состоящую в том, что благодаря движению планет в одну сторону, малым эксцентриситетам и малым взаимным наклонам их орбит, должна существовать неизменяемость средних расстояний планет от Солнца, а колебания прочих элементов орбит должны быть заключены в весьма тесные пределы.

Лаплас предложил первую математически обоснованную космогоническую гипотезу образования всех тел Солнечной системы, называемую его именем: гипотеза Лапласа. Он также первый высказал предположение, что некоторые наблюдаемые на небе туманности на самом деле - галактики, подобные нашему Млечному Пути.

Он далеко продвинул теорию возмущений и убедительно показал: все отклонения положения планет от предсказанных законами Ньютона (точнее говоря, предсказанных решением задачи двух тел) объясняются взаимовлиянием планет, которое можно учесть с помощью тех же законов Ньютона. Ещё в 1695 году Галлей обнаружил, что Юпитер в течение нескольких веков постепенно ускоряется и приближается к Солнцу, а Сатурн, наоборот, замедляется и удаляется от Солнца. Некоторые учёные полагали, что в конце концов Юпитер упадёт на Солнце. Лаплас открыл причины этих смещений (неравенств) - взаимовлияние планет, и показал, что это не более чем периодические колебания, и всё возвращается в исходное положение каждые 929 лет.

До открытий Лапласа немало учёных пытались объяснить отклонения теории от наблюдений движением эфира, конечной скоростью тяготения и иными не-ньютоновскими факторами; Лаплас надолго похоронил подобные попытки. Он, как ранее Клеро, провозгласил: в небесной механике нет иных сил, кроме ньютоновских, и аргументированно обосновал этот тезис.

Лаплас открыл, что ускорение в движении Луны, приводившее в недоумение всех астрономов (вековое неравенство), тоже является периодическим изменением эксцентриситета лунной орбиты, и возникает оно под влиянием притяжения крупных планет. Рассчитанное им смещение Луны под влиянием этих факторов хорошо соответствовало наблюдениям.

По неравенствам в движении Луны Лаплас уточнил сжатие земного сфероида. Вообще исследования, произведенные Лапласом в движении нашего спутника, дали возможность составить более точные таблицы Луны, что, в свою очередь, способствовало решению навигационной проблемы определении долготы на море.

Лаплас первый построил точную теорию движения галилеевых спутников Юпитера, орбиты которых из-за взаимовлияния постоянно отклоняются от кеплеровских. Он также обнаружил связь между параметрами их орбит, выражаемую двумя законами, получившими название «законов Лапласа».

Вычислив условия равновесия кольца Сатурна, Лаплас доказал, что они возможны лишь при быстром вращении планеты около оси, и это действительно было доказано потом наблюдениями Уильяма Гершеля.

Лаплас разработал теорию приливов при помощи двадцатилетних наблюдений уровня океана в Бресте.

Физика

Лапласу принадлежит барометрическая формула, связывающая плотность воздуха, высоту, влажность и ускорение свободного падения. Занимался также геодезией и теорией рефракции.

Совместно с Антуаном Лавуазье в 1779-1784 гг. учёный занимался вопросами теории теплоты, изобрел ледяной калориметр. Лаплас опубликовал ряд работ по теории капиллярности и установил закон для капиллярного давления.

В 1809 году Лаплас занимался проблемами акустики; он вывел формулу для скорости распространения звука в воздухе. Также важные исследования относятся к гидродинамике.

Лаплас облек закон Био-Савара в математическую форму элементарного взаимодействия между элементом электрического тока и намагниченной точкой.

Предложил способ определения скорости распространения гравитационного взаимодействия тел.

• Нормальная школа [d]
• Бюро долгот

Пьер-Симо́н, маркиз де Лапла́с (фр. Pierre-Simon de Laplace ; 23 марта - 5 марта ) - французский математик , механик , физик и астроном ; известен работами в области небесной механики , дифференциальных уравнений , один из создателей теории вероятностей . Заслуги Лапласа в области чистой и прикладной математики и особенно в астрономии громадны: он усовершенствовал почти все разделы этих наук.

Лаплас состоял членом шести академий наук и королевских обществ, в том числе Петербургской Академии (1802), и членом Французского Географического общества . Его имя внесено в список величайших учёных Франции , помещённый на первом этаже Эйфелевой башни .

Энциклопедичный YouTube

• 1 / 5

  Родился в крестьянской семье в Бомон-ан-Ож, в Нормандии . Учился в школе бенедиктинцев, из которой вышел, однако, убеждённым атеистом. Состоятельные соседи помогли способному мальчику поступить в университет города Кан (Нормандия) .

  Он далеко продвинул линейную алгебру; в частности, Лаплас дал разложение определителя по минорам .

  Лаплас расширил и систематизировал математический фундамент теории вероятностей , ввёл производящие функции. Первая книга «Аналитической теории вероятностей» посвящена математическим основам; собственно теория вероятностей начинается во второй книге, в применении к дискретным случайным величинам. Там же - доказательство предельных теорем Муавра-Лапласа и приложения к математической обработке наблюдений, статистике народонаселения и «нравственным наукам».

  Астрономия

  Лаплас доказал устойчивость солнечной системы , состоящую в том, что благодаря движению планет в одну сторону, малым эксцентриситетам и малым взаимным наклонам их орбит, должна существовать неизменяемость средних расстояний планет от Солнца, а колебания прочих элементов орбит должны быть заключены в весьма тесные пределы.

  Лаплас предложил первую математически обоснованную космогоническую гипотезу образования всех тел Солнечной системы, называемую его именем: гипотеза Лапласа . Он также первый высказал предположение, что некоторые наблюдаемые на небе туманности на самом деле - галактики, подобные нашему Млечному Пути .

  До открытий Лапласа немало учёных пытались объяснить отклонения теории от наблюдений движением эфира, конечной скоростью тяготения и иными не-ньютоновскими факторами; Лаплас надолго похоронил подобные попытки. Он, как ранее Клеро , провозгласил: в небесной механике нет иных сил, кроме ньютоновских, и аргументированно обосновал этот тезис.

  Лаплас открыл, что ускорение в движении Луны, приводившее в недоумение всех астрономов (вековое неравенство ), тоже является периодическим изменением эксцентриситета лунной орбиты, и возникает оно под влиянием притяжения крупных планет. Рассчитанное им смещение Луны под влиянием этих факторов хорошо соответствовало наблюдениям.

  По неравенствам в движении Луны Лаплас уточнил сжатие земного сфероида. Вообще исследования, произведенные Лапласом в движении нашего спутника, дали возможность составить более точные таблицы Луны, что, в свою очередь, способствовало решению навигационной проблемы определении долготы на море.

  Лаплас первый построил точную теорию движения галилеевых спутников Юпитера, орбиты которых из-за взаимовлияния постоянно отклоняются от кеплеровских . Он также обнаружил связь между параметрами их орбит, выражаемую двумя законами, получившими название «законов Лапласа».

  Вычислив условия равновесия кольца Сатурна , Лаплас доказал, что они возможны лишь при быстром вращении планеты около оси, и это действительно было доказано потом наблюдениями Уильяма Гершеля .

  Фактически предсказал черные дыры:

  Физика

  Философские взгляды

  Широко известен диалог Лапласа с Наполеоном:

  Г-н Араго ручался мне, что Лаплас, которого незадолго до смерти предупредили, что эту историю собираются опубликовать в биографическом собрании, попросил его потребовать от издателя удалить её. Было необходимо или объяснить, или убрать её, а второй путь был самым простым. Но, к сожалению, её не убрали и не объяснили.

  Лаплас был приверженцем абсолютного детерминизма . Он постулировал, что если бы какое-нибудь разумное существо смогло всех частиц в мире в некий момент, оно могло бы совершенно точно предсказать все мировые события. Такое гипотетическое существо впоследствии было названо демоном Лапласа .

  Лаплас являлся одним из выдающихся деятелей французского масонства . Он был почётным

  > > Пьер Симон Лаплас

  Биография Пьера Симона Лапласа (1749-1827 гг.)

  Краткая биография:

  Образование : Университет Кан Нижняя Нормандия

  Место рождения : Бомон-ан-Ож, Кальвадос

  Место смерти : Париж

  

  – французский астроном: биография с фото, открытия, небесная механика, движение спутников Юпитера, рождение Солнечной системы из туманности.

  Пьер Симон Лаплас - физик, математик и астроном, член Парижской Академии Наук, родился 28 марта 1749 года в семье крестьянина во французском Бомон-ан-Ож (Нормандия). Учился он в школе ордена монахов-бенедиктинцев, но еще в молодости Лаплас занял позиции убежденного атеизма. Был в военном учебном заведении в Бомон-ан-Ож учителем математики. Лаплас переезжает в Париж в 1766 году. Там он опубликовал известные математические работы в знаменитых "Туринских записках", которые были основаны Лагранжем. С 1771 года Лаплас стал профессором парижской Военной школы. После революции во Франции ученый стал одним из организаторов Высшей нормальной школы и Политехнической школы. В 1790 году Лаплас становится председателем Палаты мер и весов, где он занимался внедрением новой метрической системы. С 1795 года ученый - руководитель Бюро долгот. В период революции во Франции он симпатизировал республиканцам. После того, как к власти пришел Наполеон Бонапарт, Лаплас занимал пост министра внутренних дел и получил титул графа. В эпоху реставрации Бурбонов он получает пэрство и титул маркиза.

  Основные теоретические работы Лапласа посвящены проблемам небесной механики. Термин этот был впервые, как раз, употреблен Лапласом в названии грандиозного труда из пяти томов - "Трактат о небесной механике". В этой научной области ученый довел до значительной степени совершенства осуществление различных идей и методов Ньютона, изложенных им в "Математических началах натуральной философии". Используя методы аналитической механики, созданной Эйлером и Лагранжем, он рассмотрел много важных проблем из теории движения небесных тел, а также фигур их равновесия. Лаплас показывал, что закон всемирного тяготения исчерпывающе объясняет и движение тел в Солнечной системе, он представил возмущения математическими рядами и успешно доказал периодичность возмущений. Лаплас показал, что кажущиеся отклонения в траектории движения Юпитера и Сатурна от закона всемирного тяготения представляют одно из самых удивительных его доказательств. В 1789 году Лаплас объяснил на основе теории возмущений и особенности движения спутников Юпитера. Несомненной заслугой ученого было исследование причин ускорения движения спутника Земли.

  Он доказал, что скорость геоцентрической траектории движения Луны напрямую зависит от эксцентриситета орбиты Земли. Последний меняется под воздействием планетарных возмущений. Это возмущение имеет довольно периодический характер. Этот период большой, так что через определенный промежуток времени спутник Земли начнет двигаться медленнее. Лаплас, проанализировав особенности движения, которые зависят также от сжатия нашей планеты, определил величину сжатия и обозначил ее в 1/305. Этот показатель близок действительному значению. Очень важным представляется приведенное ученым доказательство устойчивости всей Солнечной системы. Важнейшее место в истории космогонических представлений занимает известная гипотеза Лапласа о том, как из вращающейся газовой туманности возникла Солнечная система. Эти идеи были высказаны ученым в труде «Изложение системы мира" (1796 год). Гипотеза эта получила название небулярной. Высокую оценку этому исследованию, представляющему собой усовершенствование гипотезы Канта, дал Энгельс. Он отметил, что сочинение Канта было без непосредственного результата, пока Лаплас и Гершель не развили его идеи и не обосновали их детально, подготовив тем самым постепенное признание "небулярной гипотезы".

  Лапласу принадлежит ряд важных работ по математике и математической физике. В основном, это труды по теории дифференциальных уравнений. Например, он вывел уравнение, названное его именем, в частных производных. Это имеет большое значение для теорий потенциала, электростатики и гидродинамики. Лаплас внес вклад в развитие важной теории вероятностей, а также теории ошибок и метода наименьших квадратов. Он создал и теорию шаровых функций. Лаплас предложил формулу зависимости показателей плотности воздуха от высоты над земной поверхностью (так называемая барометрическая формула). В настоящее время она применяется в самых разных исследованиях земной атмосферы и атмосфер других планет.

  По своим философским воззрениям Лаплас был склонен к материализму. Известен его интересный ответ Наполеону на вопрос: почему в "Трактате о небесной механике" вовсе не упоминается бог. Ответ ученого был таков: "Я не нуждался в этой гипотезе". Но материализм Лапласа был довольно ограниченным, механистическим. Он считал, что все природные явления возможно объяснить и предсказать, только исходя из законов механики. В небесной же механике Лаплас видел только некую образцовую форму научного познания.

  Пьер-Симон Лаплас — выдающийся французский математик, физик и астроном, который усовершенствовал практически каждый раздел данных наук. Главное достижение ученого – это предложенная небулярная гипотеза, в которой говорится, что Солнечная система образована из большого количества вращающегося газа.

  Родился будущий ученый на севере Франции в небольшом городке Бомон-ан-Ож (департамент Кальвадос, Нормандия) 23 марта 1749 года. В дальнейшем Пьер хоть и получил титулы графа и маркиза он продолжал стыдиться своего незнатного происхождения, поэтому о его юношеских годах практически ничего не известно.

  Семья крестьян отличалась средним достатком, но влиятельный сосед помог смышленому мальчику получить образование и отправил учиться в школу бенедиктинцев, а по ее окончании поступить в университет города Кан. По окончании школы Лаплас стал убежденным приверженцев атеизма.

  Школу он закончил с отличием и предложением остаться в городской военной школе в качестве преподавателя математики. В 17 лет Лаплас пишет свою первую научную работу, связанную с теорией азартных игр. В дальнейшем метод, примененный при расчетах, стал одним из самых распространенных в статистике.

  Уровень знаний и возможностей в небольшом городке не устраивал парня, поэтому при первой же возможности в 1766 году он переехал в Париж, где на протяжении первых трех лет усиленно занимался математикой и издавал свои работы. Через 5 лет проживания в столице друзья помогли ему получить должность профессора в Военной школе.

  В 1778 году женился на Шарлотте де Курти, которая родила ему двоих детей.

  Карьера

  В 1773 году становится адъюнктом Парижской Академии наук за исследование устойчивости орбит планет. С 1785 года – действующий член АН. Через 5 лет после получения членства в академии, Лаплас был избран Председателем Палаты мер и весов, которому поручили ввести в стране новую систему мер.

  После прихода к власти якобинцев в 1793 году, Академию наук упразднили, а Лапласа уволили с должности, занимаемой в Комиссии по мерам и весам. Через год были созданы Высшая нормальная и Политехническая школы, где ученый стал профессором. Вместо АН создали Национальный институт наук и искусств, куда в качестве члена и главы Бюро долгот пригласили и Пьера.

  Новый правитель Франции Наполеон уже на второй день после революции назачил Лапласа министром внутренних дел. Позднее он был переведен в члены сената. В 1803 году ученый становится вице-президентом сената, а в дальнейшем канцлером.

  Основные научные достижения

  

  Первые научные достижения Лаплас сделал в соавторстве с Лавуазье. Их общая работа стала основанием для развития новой науки под названием термохимия. На основе своих исследований ученые доказали, что количество тепла, которое используется для разложения какого-либо соединения, равно количеству тепла, выделяемого при образовании такого соединения.

  Лаплас – достаточно разноплановый ученый. Но, большинство его фундаментальных открытий сделано в трех направлениях – математика, физика и астрономия.

  Основные его достижения в математике:

  • Фундаментальные разработки в области дифференциальных уравнений;
  • Введение в науку шаровых функций;
  • Разработал методы математической физики;
  • Значительно расширил фундамент линейной алгебры теоремой о представлении определителей суммой произведений дополнительных миноров, теории вероятности — ввел производящие функции;
  • Развил теорию ошибок и приближений методом наименьших квадратов.

  Не менее выдающихся успехов Лаплас добился и в физике:

  1. Вывел формулу расчета скорости распространения звука в воздухе.
  2. Изобрел ледяной калориметр.
  3. Установил закон для капиллярного давления.
  4. Вывел барометрическую формулу, на основе которой можно рассчитать плотность воздуха.

  Но, наибольшее количество исследований ученого относится к небесной механике. Главный труд всей его жизни носит аналогичное название – «Небесная механика». В своих работах Лаплас доказал устойчивость Солнечной системы, которая ранее опровергалась.

  В 1780 году предлагает совершенно новаторский способ вычисления орбит небесных тел. Еще одно важное достижение ученого – в 1787 году он показал, что средняя скорость Луны зависит от эксцентриситета земной орбиты, изменяемого под действием притяжения планет. На основе последней теории ученый определил величину сжатия Земли у полюсов. Также он разработал и динамическую теорию приливов.