Пьер лаплас краткая биография и его открытия. 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

Если сказать кратко, Пьер Симон Лаплас - ученый, известный в научном мире как математик, физик и астроном 19-го века. Он внес решающий вклад в теорию планетарного движения. Но лучше всего Лапласа помнят как одного из величайших ученых всех времен и называют «французским Ньютоном». В своих трудах он применил теорию гравитации Исаака Ньютона ко всей Солнечной системе. Его работа над теорией вероятности и статистики считается новаторской и повлияла на совершенно новое поколение математиков.

Детство и образование

О раннем детстве выдающегося французского ученого известно очень мало. Краткая биография Пьера Лапласа от рождения до учебы в колледже укладывается в несколько строчек и не позволяет понять, как в отроческие годы формировались те или иные взгляды будущего гения. Остается предполагать, что были некие неизвестные покровители, люди, владеющие для своего времени передовыми взглядами, которые, возможно помогали ему ознакомиться с новейшей литературой.

Итак, родился Лаплас 23 марта 1749 года в городе Бьемон-ан-Ог, Норвегия. Он был четвертым из пяти детей католических родителей, и имя получил в честь своего отца. Семья была среднего достатка: отец был фермером, а мать - Мари-Энн Сохон - родом из довольно богатой семьи. Отец Пьера очень хотел, чтобы его сын стал рукоположенным священником, так как в начальной школе он в сочинении по теологии излагал свои особые божественные идеи. Но мечте отца не суждено было исполниться. Во время учебы в старших классах школы монашеского ордена бенедиктинцев, у парня сложились атеистические взгляды на мирообразование.

Университет и военная академия

Биография Пьера Симона Лапласа сохранила информацию для потомков о его университетах, трудах, открытиях и гипотезах. В 1765 году, когда ему было всего 16 лет, он был отправлен в Канский университет. После года риторики в Колледже искусств он начал изучать философию, но вскоре его заинтересовала математика. Она увлекла его настолько глубоко, что Пьер Лаплас начал печатать свои труды в математических изданиях.

В 1769 году он отправился в Париж с рекомендательным письмом от Le Canu, чтобы встретиться с одним из самых влиятельных математиков того времени, Жан-ле-Рондом Даламбером. Математик убедился в способностях Лапласа, ознакомившись с его работой об инерции. Благодаря Даламберу, Пьер Лаплас получил должность профессора математики в Королевской военной академии, а также годовой оклад и жилье в школе. Пять лет спустя Лаплас уже написал 13 научных работ, посвященных интегральному исчислению, механике и физической астрономии, получившие известность в научном сообществе и признание во всей Франции.

Первые достижения в науке

Лаплас стал адъютантом Парижской академии наук в 1773 году. В это время он вместе с Даламбером занимается исследованиями тепла, и их работа становится основанием будущей науки, название которой термохимия.

В 1778 году в биографии Пьера Лапласа происходят изменения в личной жизни. Он женится на Шарлотте де Курти, которая через год после женитьбы подарила мужу сына, а затем дочь.

С 1785 года Лаплас - действующий член Академии наук. К его обязанностям относится реорганизация системы образования во Франции. В 1790 году его назначают председателем Палаты мер и весов. В это время продолжается их совместная работа с Даламбером, но у же в области стандартизации. Они решают проблему мер, пеструю и запутанную во Франции. Благодаря специально назначенной комиссии, в которую входит Пьер Лаплас, Французская академия наук проводит стандартизацию мер веса и длины, приведя ее к десятичной системе. Комиссия приняла разработанный стандарт, в котором говорилось, что он не является производным и не принадлежит ни одному из народов. Стандартами были приняты килограмм и метр.

Многогранность таланта Лапласа

В 1795 году Пьер стал членом кафедры математики нового института наук и искусств, президентом которого он будет назначен в 1812 году. В 1806 году Лаплас был избран иностранным членом Королевской Шведской академии наук.

Аналитический ум Лапласа не мог не увлечься статистикой - этой игрой слепого случая. Лаплас занялся расчетами и начал искать пути подчинения случайных событий, стараясь ввести их в рамки закономерностей, как это происходит в движении небесных тел. С поставленной перед собой задачей он справился. Его работа 1812 года «Аналитическая теория вероятности» способствовала значительному изучению субъектов вероятностей и статистики.

В 1816 году он был избран во Французскую академию. В 1821 году он стал первым президентом Географического общества. Кроме того, он становится членом всех крупных научных академий в Европе.

Благодаря своей интенсивной научной деятельности Пьер Лаплас оказывает большое влияние на ученых своего времени, особенно на Адольфа Кетле и Симеона Дениса Пуассона. Его сравнивают с французским Ньютоном за его естественную и экстраординарную способность к математике. В честь него были названы несколько математических уравнений: уравнение Лапласа, преобразования Лапласа и дифференциальные уравнения Лапласа. Он выводит формулу, которая в физике используется для определения капиллярного давления.

Исследования в области астрономии

Лаплас - один из первых ученых, которые проявляют большой интерес к вопросу о долговременной стабильности Солнечной системы. Сложность гравитационных взаимодействий между Солнцем и известными планетами в то время, казалось, не допускала простого аналитического решения. Ньютон уже ощутил эту проблему, заметив нарушения в движении некоторых планет; он сделал вывод, что божественное вмешательство необходимо для того, чтобы избежать дислокации Солнечной системы.

Труды, которые пишет на протяжении всей жизни Лаплас, трудно систематизировать. К некоторым выдвинутым в его работах гипотезам Пьер Лаплас возвращался неоднократно, дорабатывая их на основании новых полученных данных в экспериментах. Это были гипотезы о черных дырах, как астрономических объектах, существование которых предположил Лаплас в версии классической физики и возможных источниках Вселенной.

Работа над пятитомником

В течение многих лет Лаплас занимался исследованиями в области астрономии и опубликовал свой пятитомный трактат Traité de mécanique céleste ("Небесная механика").

Его работа над небесной механикой считается революционной. Он установил, что малые возмущения, наблюдаемые при орбитальном движении планет, всегда будут оставаться малыми, постоянными и самокорректирующимися. Он был самым ранним астрономом, предложившим идею о том, что Солнечная система возникла из-за сжатия и охлаждения большой вращающейся и, следовательно, сплюснутой туманности раскаленного газа. Лаплас опубликовал свою знаменитую работу по вероятности в 1812 году. Он дал свое собственное определение вероятности и применил его для обоснования фундаментальных математических манипуляций.

Публикация пятитомника

Первые два тома, опубликованные в 1799 году, содержат методы расчета планетарных движений, определения их форм и решения приливных проблем. Третий и четвертый публиковались в 1802 и 1805 годах. Они содержат приложения этих методов и различные астрономические таблицы. Пятый том, опубликованный в 1825 году, в основном исторический, но он дает в приложении результаты последних исследований Лапласа.

В своем многолетнем труде раскрывает Пьер Симон Лаплас гипотезу о туманности, согласно которой Солнечная система формируется после конденсации этой туманности.

Последние годы жизни

В возрасте 72 лет, в 1822 году, Лаплас был назначен почетным членом Американской академии искусств и наук. В 1825 году здоровье его пошатнулось, он вынужден был постоянно находиться дома, а с учениками встречался в своем кабинете. Кстати, имея достаточно большие доходы, семья жила скромно. Это скорее всего объяснялось тем, что Лаплас не уверен был в завтрашнем дне, учитывая обстановку в стране, в которой ему пришлось жить во время правления Наполеона и французской революции.

Занимаясь всю жизнь наукой, он не был чужд искусству. Стены кабинета украшали копии работ Рафаэля. Он знал много стихов Расина, портрет которого был на стене его кабинета наряду с портретами Декарта, Галилея и Эйлера. Ему нравилась итальянская музыка.

Смерть

Пьер Симон Лаплас скончался 5 марта 1827 года в возрасте 77 лет в Париже. Местом захоронения выдающегося ученого было кладбище в Париже - Пер-Лашезе. В 1888 году по просьбе сына Лапласа останки отца были перезахоронены в семейном поместье вместе с останками матери и сестры.

Место захоронения Лапласа, где находится гробница в виде греческого храма с дорическими колоннами, расположена на холме с видом на деревню Сен-Жюльен-де-Майок, в Кальвадосе.

О Пьере Симоне Лапласе можно сказать, что он был одним из 72 французов, чьи имена были выгравированы на Эйфелевой башне. Как дань его таланту, одна из улиц в Париже была названа в его честь.

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.

ЛАПЛАС (Laplace) Пьер Симон де (23.3.1749, Бомон-ан-Ож, Нижняя Нормандия - 5.3.1827, Аркёй, близ Парижа), французский астроном, математик, механик и физик, член Парижской Академии Наук (1785), член Французской академии (1816), почётный член Петербургской Академии Наук (1802), член Лондонского королевского общества (1789).

Сын фермера. Учился в школе монашеского ордена бенедиктинцев, затем в местной военной школе и университете г. Кан. Рано проявил незаурядные способности в математике, отказался от первоначального намерения стать священником и в юности поставил цель дойти до вершин в науках и общественном положении. В 1771 по рекомендации Ж. Д’Аламбера получил место профессора Военной школы в Париже. Участник реформ в области образования и науки во Франции: один из создателей Нормальной и Политехнической школ (в первой был профессором математики), Бюро долгот (1795, с 1799 президент), Палаты мер и весов (1790, в 1795-99 председатель). В период Великой французской революции был республиканцем, после прихода к власти Наполеона Бонапарта занимал в 1799 году пост министра внутренних дел, получил титул графа. После реставрации Бурбонов получил пэрство и титул маркиза. Высший офицер ордена Почётного легиона.

Основные научные труды посвящены небесной механике, теоретической механике, высшей математике, физике. Развивая результаты Л. Эйлера, Ж. Д’Аламбера и др., завершил (наряду с Ж. Лагранжем) создание основ классической аналитической небесной механики как теории возмущённого движения тел Солнечной системы под действием сил всемирного тяготения. Объяснил (1773) вековые изменения скоростей орбитального движения Юпитера и Сатурна как периодические эффекты (так называемые вековые неравенства), определив (1787) их период в 929,5 лет. Показал (1787), что вековые изменения эксцентриситета земной орбиты вызывают периодические изменения скорости движения Луны. Обосновал (1787) устойчивость Солнечной системы на достаточно длительный период времени. На основе теории движения Луны впервые с большой точностью вычислил сжатие Земли у полюсов и величину астрономической единицы. Построил первую полную теорию возмущённого движения спутников Юпитера (1789); эти исследования способствовали решению навигационной проблемы определения географической долготы. Обнаружил резонансы в движении галилеевых спутников Юпитера и определил период либрации этих спутников. Разработал первую динамическую теорию приливов, теорию фигур небесных тел; дал новый метод определения планетных и кометных орбит (1780); положил начало исследованию движения полюсов по поверхности Земли, а также теории движения тела переменной массы. Главные результаты Лаплас объединил в 5-томном труде «Трактат о небесной механике» («Traité de Мécanique сéleste», 1798-1825), где ввёл и само название для новой науки.

Лаплас внёс существенный вклад в разработку математических методов астрономии и физики, в теорию рядов и теорию дифференциальных уравнений, ввёл шаровые функции (смотри Сферические функции) в математический аппарат решения специальных проблем теории тяготения. Полученное Лапласом дифференциальное уравнение с частными производными (Лапласа уравнение) применяется в теории потенциала, для описания явлений теплопроводности, в электростатике и гидродинамике. Именем Лапласа назван линейный дифференциальный оператор (Лапласа оператор). Внёс существенный вклад в развитие теории вероятностей: доказал простейший вариант центральной предельной теоремы (так называемая теорема Муавра - Лапласа), получил двойное экспоненциальное непрерывное распределение случайной величины (Лапласа распределение), развил теорию ошибок и метод наименьших квадратов, ввёл преобразование, переводящее функцию действительного переменного в функцию комплексного переменного (Лапласа преобразование). Классический труд Лапласа «Аналитическая теория вероятностей» («Theorié analytique des probabilités») издавался трижды при его жизни - в 1812, 1814 и 1820.

Совместно с А. Лавуазье исследовал теплопроводность, скрытую теплоту плавления, изобрёл ледяной калориметр, исследовал процессы дыхания и горения. Вывел (1809) формулу для определения скорости звука в воздухе, установил (1821) закон изменения плотности воздуха с высотой над земной поверхностью (барометрическая формула). Разработал теорию капиллярных явлений, получившую широкое применение в технике, и установил закон, определяющий величину капиллярного давления (Лапласа закон). Лаплас первым попытался решить проблему природы комет на основании теории теплоты. В 1796 он рассчитал, при какой массе и плотности тела скорость, необходимая для преодоления его тяготения, окажется больше скорости света, и сделал вывод о том, что наиболее массивные звёзды должны быть невидимыми (по сути дела, высказал идею существования чёрных дыр).

В сочинении «Изложение системы мира» («Exposition du système du monde», vol. 1-2, 1796) выдвинул и развил небулярную космогоническую гипотезу (гипотеза Лапласа). Эта гипотеза, согласно которой Солнечная система образовалась из обширной горячей газовой туманности - атмосферы формирующегося Солнца, была отвергнута в конце 19 века. Однако в середине 20 века она стимулировала начало нового, современного этапа развития планетной космогонии.

В философии был убеждённым детерминистом, сторонником механистического материализма. Процесс познания считал бесконечным, его последние слова были: «То, что мы знаем, - немного; то, чего же не знаем, - огромно».

Соч.: Œvres complètes. Р., 1878-1912. Vol. 1- 14; Опыт философии теории вероятностей. М., 1908; Изложение системы мира. Л., 1982.

Лит.: Воронцов-Вельяминов Б. А. Лаплас. 2-е изд. М., 1985.

П. Лаплас родился на севере Франции в крестьянской семье. Выдающиеся способности мальчика побудили состоятельных соседей помочь ему окончить школу Ордена бенедиктинцев. Трудно сказать, какие знания вынес П. Лаплас из заведения святых отцов. Но то, что именно после школы он стал убежденным атеистом,- в этом сомнений нет никаких. В 17 лет он становится преподавателем высшей школы в родном городе Бомон и пишет несколько математических статей.

Затем, заручившись рекомендательным письмом, отправляется в Париж к Ж. д’Аламберу. Однако известный математик скептически отнесся к провинциальной протекции. Тогда П. Лаплас в несколько дней пишет работу по основам механики и посылает ее Ж. д’Аламберу снова. Справедливость восторжествовала; и скоро молодой честолюбец оказывается принятым в штат преподавателей Парижской высшей школы.

Едва утвердившись, П. Лаплас одну за другой пишет и посылает в Парижскую академию наук свои работы. Редкая настойчивость в сочетании с определенным мате* матическим талантом привели к тому, что в 24 года он становится адъюнктом, а в 36 лет — действительным членом академии.

П. Лаплас как никто умел выделить главное в рассматриваемой проблеме; умел представить сложные явления природы в математической форме, сформулировать условия задачи и подобрать оригинальный метод ее решения.

Перечислить работы П. Лапласа трудно — настолько их много, и так они разнообразны. Однако, несмотря на фундаментальные исследования в области математики и физики, основная часть его работ относится к астрономии.

П. Лаплас доказал устойчивость строения солнечной системы, то есть постоянство орбит и неизменность средних расстояний планет от Солнца. Открыл причины периодических неравенств в движении Юпитера и Сатурна и решил для этого еще один частный случай знаменитой «задачи трех тел». Рассматривая теорию движения спутников Юпитера, он вывел законы, получившие его имя, и существенно дополнил лунную теорию. Можно сказать, что П. Лаплас фактически ее закончил, дав полный теоретический расчет движения Луны. Конечно, закончил в том смысле и на том уровне, который допускало состояние современной ему науки.

Как итог его астрономических работ, следует назвать пятитомный «Трактат о небесной механике», в котором в последовательном изложении он объединил работы И. Ньютона, Л. Эйлера, Ж. д’Аламбера и А. Клеро и в котором сам П. Лаплас дает полное математическое объяснение движению тел солнечной системы.

«В конце прошлого века, — пишет он в предисловии к первому тому, — И. Ньютон опубликовал свое открытие всемирного тяготения. С тех пор математикам удалось все известные явления мироздания свести к этому великому закону природы и таким образом достичь в астрономических теориях и таблицах неожиданной точности. Моя цель состоит в том, чтобы представить с единой точки зрения теории, рассеянные по разным работам, соединив вместе все результаты по равновесию и движению твердых и жидких тел, из которых построена наша солнечная система и подобные системы, раскинутые в просторах вселенной, и построить таким путем небесную механику».

Этот трактат еще при жизни П. Лапласа стал классикой. И до наших дней многие идеи великолепной работы лежат в основе теоретической астрономии, а метод изложения служит образцом подхода к решению теоретических задач. Говорят, его последними словами перед смертью были: «Как ничтожно то, что мы знаем, по сравнению с безграничной областью непознанного». П. Лаплас, безусловно, был выдающимся ученым, великим ученым, великим математиком.

Как жаль, что оценка его личности и человеческого достоинства не может быть произведена теми же словами. У П. Лапласа был пренеприятный характер. Исключительно тщеславный, заносчивый и грубый по отношению к людям, стоящим ниже его по общественной лестнице и к коллегам, он терпеть не мог деликатного Ж. Лагранжа и ссорился с А. Лавуазье. Пожалуй, единственный человек в академии, к которому он относился более или менее прилично, был Ж. д’Аламбер.

П. Лаплас поддерживал республику, превознося свободу, равенство и братство. Но когда Наполеон стал первым консулом, проницательный математик выпросил у него должность домашнего секретаря. Уволенный через шесть недель за неспособность к этой работе, он был в утешение назначен членом сената. П. Лаплас посвятил третий том своей «Небесной механики» «Героическому умиротворителю Европы», добившись от императора Наполеона графского титула. Но уже несколько лет спустя голосовал за низложение своего кумира и радостно встретил восстановление Людовика XVIII. Готовый признать и отрицать все что угодно ради очередной орденской ленты, он позже и от короля получил звание маркиза и титул пэра Франции.