Пьер симон лаплас. Пьер Лаплас: биография, достижения в науке

Лаплас (Laplace) Пьер Симон – французский астроном, математик и физик, член Парижской АН (с 1785, адъюнкт с 1773). Родился в местечке Бомон в Нормандии. Учился в школе ордена бенедиктинцев, из которой однако вышел, убежденным атеистом. В 1766 г. приехал в Париж, где Ж. Д"Аламбер помог ему получить место профессора Парижской военной школы. В период Директории П. Лаплас принял деятельное участие в реорганизации системы высшего образования во Франции, в создании Нормальной и Политехнической школ. В 1790 г. был назначен председателем Палаты мер и весов, руководил введением в жизнь новой метрической системы мер. С 1795 г. вошел в состав руководства Бюро долгот.

Научное наследие П. Лапласа в основном относится к области небесной механики. Ему принадлежит также разработка некоторых областей математики и математической физики. Фундаментальными являются работы П. Лапласа по дифференциальным уравнениям, в частности по интегрированию методом «каскадов» уравнений с частными производными. Для разработки созданной им математической теории вероятностей П. Лаплас ввел т. н. производящие функции и широко применял преобразование, носящее его имя. Введенные им шаровые функции имеют разнообразное применение. В алгебре П. Лаплас принадлежит важная теорема о представлении определителей суммой произведений дополнительных миноров. Математическая теория вероятностей, в значительной мере созданная Лапласом, явилась основой для изучения всевозможных статистических закономерностей, в особенности в области естествознания. До него первые шаги в этой области были сделаны Б. Паскалем, П. Ферма, Я. Бернулли и др. П. Лаплас привел их выводы в систему, усовершенствовал методы доказательств, сделав их менее громоздкими. Доказал теорему, носящую его имя, развил теорию ошибок и способ наименьших квадратов, позволяющие находить наивероятнейшие значения измеренных величин и степень достоверности этих подсчетов. Классический труд Лапласа «Аналитическая теория вероятностей» издавался трижды при его жизни – в 1812, 1814 и 1820 гг. в качестве введения к последним изданиям была помещена работа «Опыт философии теории вероятностей» (1814), в которой в популярной форме разъясняются основные положения и значение теории вероятностей.

Вместе с А. Лавуазье П. Лаплас в 1779-84 гг. занимался физикой, в частности вопросом о скрытой теплоте плавления тел и работами с созданным ими ледяным калориметром. Для измерения линейного расширения тел они впервые применили зрительную трубу. Изучали горение водорода в кислороде. П. Лаплас деятельно участвовал в борьбе против устаревшей гипотезы о флогистоне. К физике и математике П. Лаплас вернулся еще раз в позднейший период своей жизни. С 1806 он опубликовал ряд работ по теории капиллярности и установил закон, носящий его имя. Эта теория П. Лапласа нашла обширное применение в технике. В 1809 г. Лаплас занялся вопросами акустики. Вывел формулу для скорости распространения звука в воздухе. Его работы в этой области сыграли важную роль в развитии экспериментальной физики. Лапласу принадлежит барометрическая формула для вычисления изменения плотности воздуха с высотой над поверхностью Земли. В том же 1809 г. П. Лаплас выдвинул теорию истечения света, впоследствии, однако, уступившую место волновой теории света О. Френеля, которая казалась Лапласу недостаточно обоснованной.

П. С. Лаплас развил методы небесной механики и завершил почти все то, что не удалось его предшественникам в объяснении движения тел солнечной системы на основе закона всемирного тяготения Ньютона. Ему удалось доказать, что закон всемирного тяготения полностью объясняет движение этих планет, если тщательно представить математическими рядами их взаимные возмущения. Он доказал также, что эти возмущения носят периодический характер. В 1780 г. предложил новый способ вычисления орбит небесных тел. Исследования П. Лапласа доказали устойчивость Солнечной системы в течение очень длительного времени. Далее П. Лаплас пришел к заключению, что кольцо Сатурна не может быть сплошным, т. к. в этом случае оно было бы неустойчиво, и предсказал открытие сильного сжатия Сатурна у полюсов. В 1789 г. Лаплас рассмотрел теорию движения спутников Юпитера под действием взаимных возмущений и притяжения к Солнцу. Он получил полное согласие теории с наблюдениями и установил ряд законов этих движений. Одной из главных заслуг П. Лапласа было открытие причины ускорения в движении Луны. В 1787 г. он показал, что средняя скорость движения Луны зависит от эксцентриситета земной орбиты, а последний меняется под действием притяжения планет. Доказал, что это возмущение не вековое, а долгопериодическое и что впоследствии Луна станет двигаться замедленно. По неравенствам в движении Луны Лаплас определил величину сжатия Земли у полюсов. Ему принадлежит также разработка динамической теории приливов. Небесная механика во многом обязана трудам Лапласа, которые подытожены им в классическом сочинении «Трактат о небесной механике» (5 тт., 1798-1825). Космогоническая гипотеза П. Лапласа имела огромное философское значение. Она изложена им в приложении к его книге «Изложение системы мира» (2 тт., 1796). Еще И. Кант в 1755 в предложенной им гипотезе об образовании небесных тел из туманности представил солнечную систему как результат естественного развития материи. Однако И. Кант ошибочно полагал, что из хаотического движения может возникнуть правильное вращательное движение частиц в одну и ту же сторону. В своей гипотезе Лаплас исходит из того, что уже существует готовая масса (туманность), распространяющаяся за пределы возникшей из нее позднее солнечной системы, и что она уже имеет вращение. В «Диалектике природы» Ф. Энгельс писал: «Сочинение Канта оставалось без непосредственного результата до тех пор, пока, долгие годы спустя, Лаплас и Гершель не развили его содержание и не обосновали его детальнее, подготовив таким образом постепенно признание «небулярной гипотезы». Дальнейшие открытия доставили ей, наконец, победу» (Энгельс Ф., Диалектика природы, 1955, стр. 8). Математическое обоснование гипотезы было дано только в середине 19 в., но вскоре были обнаружены явления, не объяснимые гипотезой. Прогрессивная для своего времени, гипотеза П. Лапласа к началу 20 в. была признана несостоятельной.

По своим философским взглядам П. Лаплас примыкал к французским материалистам. Известен его ответ Наполеону I, что он в своей теории о происхождении солнечной системы не нуждался в гипотезе о существовании Бога. Ограниченность его механического материализма сказалась в том, что он старался применить законы механики и к тем явлениям природы, где действуют другие, более сложные законы. Он пытался механистически объяснить физиологические, а также и социальные явления. Материалистическое мировоззрение П. Лапласа, ярко сказавшееся в его трудах, контрастирует с его политической беспринципностью. При всяком политическом перевороте он переходил на сторону победивших. П. Лаплас был сначала республиканцем, после прихода к власти Наполеона был назначен министром внутренних дел. После этого он был назначен членом сената, его вице-председателем. При Наполеоне получил титул графа, а в 1814 г. подал свой голос за низложение Наполеона. После реставрации Бурбонов получил пэрство и титул маркиза. Умер в Париже.

Список литературы

1. Биографический словарь деятелей естествознания и техники. Т. 1. – Москва: Гос. научное изд-во «Большая советская энциклопедия», 1958. – 548 с.

ЛАПЛАС (Laplace), Пьер Симон

Французский астроном, математик и физик Пьер Симон де Лаплас родился в Бомон-ан-Ож, Нормандия. Учился в школе бенедиктинцев, из которой вышел, однако, убеждённым атеистом. В 1766 г. Лаплас приехал в Париж, где Ж. Д"Аламбер через пять лет помог ему получить место профессора Военной школы. Деятельно участвовал в реорганизации системы высшего образования во Франции, в создании Нормальной и Политехнической школ. В 1790 г. Лаплас был назначен председателем Палаты мер и весов, руководил введением в жизнь новой метрической системы мер. С 1795 г. в составе руководства Бюро долгот. Член Парижской АН (1785, адъюнкт с 1773), член Французской академии (1816).

Научное наследие Лапласа относится к области небесной механики, математики и математической физики, фундаментальными являются работы Лапласа по дифференциальным уравнениям, в частности по интегрированию методом «каскадов» уравнений с частными производными. Введённые Лапласом шаровые функции имеют разнообразные применения. В алгебре Лапласу принадлежит важная теорема о представлении определителей суммой произведений дополнительных миноров. Для разработки созданной им математической теории вероятностей Лаплас ввёл так называемые производящие функции и широко применял преобразование, носящее его имя (преобразование Лапласа). Теория вероятностей явилась основой для изучения всевозможных статистических закономерностей, в особенности в области естествознания. До него первые шаги в этой области были сделаны Б. Паскалем , П. Ферма, Я. Бернулли и др. Лаплас привёл их выводы в систему, усовершенствовал методы доказательств, сделав их менее громоздкими; доказал теорему, носящую его имя (теорема Лапласа), развил теорию ошибок и способ наименьших квадратов, позволяющие находить наивероятнейшие значения измеренных величин и степень достоверности этих подсчётов. Классический труд Лапласа «Аналитическая теория вероятностей» издавался трижды при его жизни – в 1812, 1814 и 1820 гг.; в качестве введения к последним изданиям была помещена работа «Опыт философии теории вероятностей» (1814), в которой в популярной форме разъясняются основные положения и значение теории вероятностей.

Вместе с А. Лавуазье в 1779-1784 гг. Лаплас занимался физикой, в частности вопросом о скрытой теплоте плавления тел и работами с созданным ими ледяным калориметром. Для измерения линейного расширения тел они впервые применили зрительную трубу; изучали горение водорода в кислороде. Лаплас активно выступал против ошибочной гипотезы о флогистоне . Позднее снова вернулся к физике и математике. Он опубликовал ряд работ по теории капиллярности и установил закон, носящий его имя (закон Лапласа). В 1809 г. Лаплас занялся вопросами акустики; вывел формулу для скорости распространения звука в воздухе. Лапласу принадлежит барометрическая формула для вычисления изменения плотности воздуха с высотой над поверхностью земли, учитывающая влияние влажности воздуха и изменение ускорения свободного падения. Занимался также геодезией.

Лаплас развил методы небесной механики и завершил почти всё то, что не удалось его предшественникам в объяснении движения тел Солнечной системы на основе закона всемирного тяготения Ньютона; ему удалось доказать, что закон всемирного тяготения полностью объясняет движение этих планет, если представить их взаимные возмущения в виде рядов. Он доказал также, что эти возмущения носят периодический характер. В 1780 г. Лаплас предложил новый способ вычисления орбит небесных тел. Исследования Лапласа доказали устойчивость Солнечной системы в течение очень длительного времени. Далее Лаплас пришёл к заключению, что кольцо Сатурна не может быть сплошным, т.к. в этом случае оно было бы неустойчиво, и предсказал открытие сильного сжатия Сатурна у полюсов. В 1789 г. Лаплас рассмотрел теорию движения спутников Юпитера под действием взаимных возмущений и притяжения к Солнцу. Он получил полное согласие теории с наблюдениями и установил ряд законов этих движений. Одной из главных заслуг Лапласа было открытие причины ускорения в движении Луны. В 1787 г. он показал, что средняя скорость движения Луны зависит от эксцентриситета земной орбиты, а последний меняется под действием притяжения планет. Лаплас доказал, что это возмущение не вековое, а долгопериодическое и что впоследствии Луна станет двигаться замедленно. По неравенствам в движении Луны Лаплас определил величину сжатия Земли у полюсов. Ему принадлежит также разработка динамической теории приливов. Небесная механика во многом обязана трудам Лапласа, которые подытожены им в классическом сочинении «Трактат о небесной механике» (т. 1-5, 1798-1825).

Космогоническая гипотеза Лапласа имела огромное философское значение. Она изложена им в приложении к его книге «Изложение системы мира» (т. 1-2, 1796).

По философским взглядам Лаплас примыкал к французским материалистам; известен ответ Лапласа Наполеону I, что в своей теории о происхождении Солнечной системы он не нуждался в гипотезе о существовании бога. Ограниченность механистического материализма Лаплас проявилась в попытке объяснить весь мир, в том числе физиологического, психического и социальные явления, с точки зрения механистического детерминизма. Своё понимание детерминизма Лаплас рассматривал как методологический принцип построения всякой науки. Образец окончательной формы научного познания Лаплас видел в небесной механике. Лапласовский детерминизм стал нарицательным обозначением механистической методологии классической физики. Материалистическое мировоззрение Лапласа, ярко сказавшееся в научных трудах, контрастирует с его политической неустойчивостью. При всяком политическом перевороте Лаплас переходил на сторону победивших: сначала был республиканцем, после прихода к власти Наполеона – министром внутренних дел; затем был назначен членом и вице-председателя сената, при Наполеоне получил титул графа империи, а в 1814 г. подал свой голос за низложение Наполеона; после реставрации Бурбонов получил пэрство и титул маркиза.

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.

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.

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.