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拉普拉斯·皮埃尔·西蒙。 一位科学家的传记
拿破仑对人的判断非常正确，他在圣赫勒拿岛的回忆录中写到了拉普拉斯：“伟大的天文学家从无穷小的角度考虑生命而犯了罪。” 的确，与科学无关的一切对拉普拉斯来说都是无限渺小的。 在科学方面对自己严格要求，在日常生活中，拉普拉斯有时表现得很好，有时表现得很糟糕，视情况而定，以他一生的主要事业——科学创造力的名义，忽略了这一切，因为它是无限小的。 为了科学，他甚至改变了自己的信仰。 显然，与这位科学家在天文学、数学和物理学中创造的伟大而重要的时刻相比，拉普拉斯生命中的某些时刻是非常微小的。 Pierre-Simon Laplace 于 23 年 1749 月 XNUMX 日出生在 Beaumont-en-Auge（诺曼底）的一个贫农家庭中。 随后，拉普拉斯伯爵侯爵因出身卑微而感到羞愧，因此对他的童年和青年时代知之甚少。 皮埃尔-西蒙很早就展现了自己的出众能力，以才华横溢地毕业于本笃会学校，留在那里，在博蒙特的一所军事学校担任数学教师。 十七岁时，他写了他的第一部科学著作。 省级博蒙特的生活给拉普拉斯带来了沉重的负担，1766 年他去了巴黎。 在那里，在达朗贝尔的帮助下，他在巴黎军事学校获得了数学教师的职位。 1772年，拉普拉斯试图进入巴黎科学院，但在选举中失败。 达朗贝尔试图让他的门生进入柏林学院，并给拉格朗日院长写了一封信：“这个年轻人渴望学习数学，我认为他有足够的天赋在这个领域出类拔萃。” 但拉格朗日礼貌地拒绝了。 他回答说柏林科学院条件不好，不建议进。 1773 年，拉普拉斯成为一名兼职人员，并于 1785 年成为巴黎学院的正式成员。 1778年，拉普拉斯娶了夏洛蒂·德·库尔蒂，一位性格善良、生活幸福的美丽女子。 妻子爱她的丈夫，在他面前鞠躬，竭尽全力保护他免于家庭的烦恼和忧虑，让他可以将所有的时间都投入到科学中。 根据同时代人的回忆录，拉普拉斯的家庭生活顺利而愉快。 他有一个女儿和一个儿子——后来的拉普拉斯将军。 1784年，拉普拉斯被任命为皇家炮兵团的考官。 8 年 1790 月 XNUMX 日，法国国民议会指示科学院创建一个“为所有时代和所有民族”的度量衡系统。 拉普拉斯被任命为度量衡商会主席，负责领导在该国引入新的度量系统。 1793年民众起义后，法国建立了雅各宾专政。 不久，革命开始衰落。 8 年 1793 月 XNUMX 日，根据国民公会的法令，科学院和所有其他皇家机构被废除，拉普拉斯因“缺乏共和美德和对国王。” 1794 年，国民公会创建了旨在培训教师的师范学校和后来更名为理工学院的中央公共工程学校。 拉普拉斯是这两所学校的教授。 一所杰出的高等教育机构是理工学院，对此同时代的人说它是“一所没有竞争对手、没有典范的机构，是全欧洲羡慕的机构，是世界上第一所学校”。 除拉普拉斯外，蒙格、拉格朗日、卡诺等著名科学家也曾在此任教。 1795 年，国民公会取代废除的科学院，创建了国家科学与艺术学院。 拉普拉斯成为该研究所的成员并领导经度局，该局负责测量地球子午线的长度。 雾月十八日政变后的第二天，上台的拿破仑任命拉普拉斯为内政部长。 在这篇文章中，这位科学家只持续了六个月，就被拿破仑的兄弟吕西安·波拿巴取代。 为了不冒犯这位科学家，波拿巴任命拉普拉斯为参议院议员，并给他写了一封礼貌的信。 1803年，拿破仑任命拉普拉斯为参议院副议长，一个月后兼任总理。 1804 年，这位科学家获得了荣誉军团勋章。 从 1801 年到 1809 年，拉普拉斯被选为都灵和哥本哈根皇家学会、哥廷根、柏林和荷兰科学院的成员。 13 年 1802 月 XNUMX 日，拉普拉斯成为圣彼得堡科学院的名誉会员。 拉普拉斯的科学兴趣在于数学、数学物理和天体力学领域。 他是微分方程基础著作的作者，例如，通过偏微分方程的“级联”方法进行积分。 他将球函数引入到数学中，用于求解拉普拉斯方程的通解，并用于求解以球面为界的区域的数学物理问题。 他在代数方面取得了重要成果。 拉普拉斯的概率分析理论在作者有生之年（1812 年、1814 年、1820 年）出版了 XNUMX 次。 为了发展他创建的概率数学理论，拉普拉斯引入了所谓的生成函数，它不仅用于该知识领域，还用于函数论和代数。 这位科学家总结了帕斯卡、费马和 J. 伯努利在他面前的概率论中所做的一切。 他将他们的结果整合到一个连贯的系统中，简化了证明方法，为此他广泛应用了现在以他的名字命名的变换，并证明了关于事件发生频率与其概率的偏差的定理，这也是现在以拉普拉斯的名字命名。 多亏了他，概率论才得以完成。 关于拉普拉斯改进、深化和完成他所从事的知识领域的能力，J. B. J. Fourier 说：“......拉普拉斯的诞生是为了加深一切，推开所有界限，以解决似乎无法解决的问题如果这门科学能够完成，他就会完成天空的科学。” 在物理学中，拉普拉斯推导出了声音在空气中传播速度的公式，创建了冰量热计，并获得了计算空气密度随高度变化的气压公式，同时考虑了其湿度。 他在毛细作用理论方面做了许多工作，并建立了一条定律（以他的名字命名），它允许人们确定毛细压力的大小，从而写下运动（液体）界面的机械平衡条件。 拉普拉斯的大部分研究都与天体力学有关，他一生都在从事这项工作。 关于这个主题的第一部作品发表于 1773 年。 它被称为“关于万有引力的原因和依赖它的行星的长期不平等”。 1780年，拉普拉斯提出了一种计算天体轨道的新方法。 他试图依靠牛顿万有引力定律来解释天体的所有可见运动，他成功了。 拉普拉斯证明了太阳系的稳定性。 牛顿本人认为太阳系是不稳定的。 拉普拉斯的巨大成功是他解决了月球运动中的长期不平等问题。 他表明，月球的平均速度取决于地球轨道的偏心率，而偏心率又会在行星吸引力的影响下发生变化。 拉普拉斯证明了这种运动是长周期的，一段时间后月球将开始缓慢移动。 根据月球运动的不等式，他确定了地球两极压缩的大小。 拉普拉斯在 19 年 1787 月 XNUMX 日在学院宣读的报告中说： “......仍然存在一种天体现象——月球平均运动的加速度，它仍然不能服从于万有引力定律。处理它的几何学家从他们的研究中得出结论，它无法解释为万有引力，为了解释它，他们在各种假设中寻求帮助，例如行星际空间的阻力，重力的有限速度，彗星的作用等。但是，经过各种尝试，我终于能够发现这种现象的真正原因了…… 在研究木星卫星理论的过程中，我发现木星轨道离心率的长期变化必然会导致它们的平均运动长期不等式。 我赶紧把这个结果应用到月球上，发现地球轨道偏心率的长期变化在月球的平均运动中产生了这种不等式，就像天文学家发现的那样…… 非常了不起的是，天文学家不用离开他的天文台，只有通过将他的观察与分析进行比较，才能准确地确定地球的大小和扁率，以及这颗行星与太阳和月亮的距离——元素，其中的知识是漫长而艰难的旅程的果实。 从事天体力学的拉普拉斯得出结论，土星环不可能是连续的，否则会不稳定； 预测土星在两极的压缩； 建立了木星卫星的运动定律。 可以说，拉普拉斯在天体力学方面几乎完成了前人未能做到的一切。 他做到了，依靠万有引力定律。 获得的结果由拉普拉斯在他最著名的五卷经典著作《天体力学论文》（1798-1825）中发表。 第一卷和第二卷包含计算行星运动、确定它们的形状和潮汐理论的方法，第三卷和第四卷——这些方法的应用和大量的天文表。 第五卷包含各种历史信息和科学家最新研究的成果。 拉普拉斯是一个唯物主义者，但他并没有宣传他的无神论。 诚然，他并没有隐瞒自己的观点。 有一次，当拿破仑告诉他他已经阅读了他的作品并发现那里没有上帝时，这位科学家自豪地回答：“我不需要这样的假设。” 拉普拉斯是一个决定论者。 他认为，如果某个系统的天体的位置和作用在其上的力已知，那么就可以预测该系统的每个天体未来将如何运动。 他写道：“我们必须将宇宙的当前状态视为其先前状态的结果和下一个状态的原因。” 拉普拉斯和当时的许多科学家一样，不喜欢假设。 他只有一次改变了这条规则，“像开普勒、笛卡尔、莱布尼茨和布冯一样进入了与宇宙起源有关的假设领域。” 拉普拉斯的宇宙起源假说于 1796 年作为他的著作《世界体系的叠加》的附录出版。 根据拉普拉斯的假设，太阳系是由一个主星云形成的，由热气体组成，并延伸到最遥远行星的轨道之外。 冷却收缩星云的旋转运动导致其变平。 在这种扁平化的过程中，产生了离心力，在其影响下，气态物质环沿着星云的边缘从星云中分离出来，然后聚集成块状，形成了行星及其卫星。 一个世纪以来，他的假设被科学界普遍接受。 随着时间的推移，它与太阳系中新发现的模式发生冲突并被废弃。 毫无疑问，拉普拉斯是一位伟大的科学家。 他的科学遗产是巨大的。 关于他作为一个人的信息是非常矛盾的。 L. Poinsot 在他的一部作品中写道：“拉格朗日和拉普拉斯第一次……”。 拉普拉斯没有这方面的工作，拉格朗日自然会问庞索为什么会提到拉普拉斯的名字。 Poinsot 回答说：“起初我只引用了你的名字。我向我的一个朋友展示了我的作品的第一版。你想向学院展示，”他告诉我，“一本关于力学的回忆录，没有提到名字拉普拉斯？你不会被赏识的！” 这是一个不同类型的例子。 在他的回忆录中，另一位著名的法国科学家 J.-B. 生物写道： “每个人都明白，一个年轻人与如此强大、包罗万象的天才近距离交流，付出了多么大的代价。很难想象他父亲般的善良和温柔的关怀能达到什么程度…… ... 拉普拉斯的家庭环境与他的待遇一样简单，这是所有有幸与他关系密切的年轻人都知道的。 拉普拉斯周围有很多年轻人——被思想和感觉所接受，他习惯在早课后和早餐前的休息时间与他们交谈。 他的早餐纯粹是毕达哥拉斯式的：包括牛奶、咖啡和水果。 它总是在拉普拉斯夫人的场所供应，她像她自己的母亲一样接待我们。 那时她很漂亮，多年以后只能做我们的姐姐。 我们毫不犹豫地与拉普拉斯交谈，谈论我们研究的主题，谈论我们已经开始的工作的成功和意义，并为未来的工作制定计划。 拉普拉斯经常深入了解我们的情况，非常关心我们的未来，以至于我们可以大胆地抛开所有的关心。 相反，他要求我们只有勤奋、努力和对工作的热情。 关于拉普拉斯，我们每个人都可以重复这一切……” 拉普拉斯尤其因不关心政治而受到谴责。 他总是离开失败者，走到胜利者的一边。 因此，在 1814 年，拉普拉斯是最先投票支持废除拿破仑的人之一。 但我们必须记住，拉普拉斯生活中最主要的不是政治，而是科学。 他把自己的全部热情献给了她，他忠实地为她服务，在她身上他诚实、坦率、有原则。 有时他误会了。 例如，他不接受光的波动论，坚持光的微粒性质。 但其他伟大的科学家也遭受过此类错误。 拉普拉斯是一个受过良好教育的人。 他了解语言、历史、哲学、化学和生物学，更不用说天文学、数学和物理学了。 他喜欢诗歌、音乐、绘画。 他记忆力极好，到了晚年，他还背诵了拉辛的整页书。 君主制复辟后，拉普拉斯得到了路易十八的青睐。 国王封他为法兰西贵族，授予他侯爵称号。 1816 年，这位科学家被任命为理工学院重组委员会成员。 1817年，拉普拉斯成为新成立的法兰西学院院士，即四十神仙之一。 这位科学家于 5 年 1827 月 XNUMX 日因短暂的疾病去世。 他的遗言是：“与我们不知道的相比，我们所知道的是如此微不足道。” 作者：萨明 D.K.
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