Лаплас. Небесная механика — страница 2 из 25

1769 Прибывает в Париж и благодаря покровительству д’Аламбера получает место преподавателя математики в военной школе Парижа.

1773 После многочисленных безуспешных попыток становится членом Академии наук.

1783 В Академии Лаплас представляет свои «Записки о тепловом эффекте» — плод сотрудничества с Лавуазье.

1784 Назначен экзаменатором кадетов в артиллерийской школе.

1785 В Академии представляет свои «Записки о вековых неравенствах между планетами и спутниками», а в следующем году — теории о Юпитере и Сатурне, две книги записок, в которых решает проблему аномалий движения Юпитера и Сатурна.

1787 Публикует книгу «О вековом уравнении Луны», в которой решает проблему движения нашего спутника.

1790 Назначен членом Комиссии мер и весов.

1795 Участвует в создании Французского института, Политехнической школы и Высшей нормальной школы.

1796 Публикует «Изложение системы планет» — большое произведение, в котором излагает свою гипотезу образования Солнечной системы из газовой туманности.

1799 Публикует первый из пяти томов научного трактата «Небесная механика». В этом произведении ученый объединяет все свои открытия в области астрономии. На посту министра внутренних дел подписывает декрет об учреждении метрической системы.

1806 Наполеон жалует Лапласу титул графа Империи.

1812 Публикует «Аналитическую теорию вероятностей» — книгу, лежащую в основе современной теории вероятностей.

1814 Публикует «Философское эссе о вероятностях», в котором представляет широкой публике основные принципы теории вероятностей, не делая акцент на математическом анализе.

1817 Получает титул маркиза королевства Франции.

1825 Публикует пятый, последний том «Небесной механики».

1827 Пьер-Симон де Лаплас умирает в Париже 5 марта.

ГЛАВА 1Первые шаги в науке

С самого раннего возраста Лаплас отличался впечатляющими математическими способностями.

Едва он прибыл в Париж, как его талант заметил д’Аламбер, посвятивший молодого человека в тайны анализа и познакомивший его с работами Эйлера и Лагранжа. С 1769 по 1773 год Лаплас — этот неприметный преподаватель военной школы — демонстрировал необыкновенную способность решать дифференциальные уравнения, что открыло перед ним двери Академии наук.

Пьер-Симон Лаплас родился 23 марта 1749 года на западе Франции, в деревушке Бомон-ан-Ож. Эта часть Нижней Нормандии, заросшая лугами и яблоневыми садами, расположена около устья Сены. Лаплас — выходец из достаточно зажиточной семьи; хотя некоторые биографы стремятся изобразить картины крайней нищеты, в которой якобы прошло его детство, однако в реальности родители Пьера-Симона были богатыми землевладельцами. Его отец, Пьер Лаплас, посвятил себя продаже сидра и даже в середине XVIII века стал мэром Бомона. Мать, Мари Анн Сошон, была родом из фермерской семьи, имевшей владения в окрестностях деревни. У Пьера- Симона была сестра, на четыре года старше его, которую, как и мать, звали Мари Анн. Менее чем за год до появления Пьера- Симона его мать родила мертвых близнецов, а через год после рождения будущего ученого, в 1750-м, родился его младший брат Оливье, который также вскорости умер. Учитывая происхождение Лапласа, никто не мог и предположить, что однажды он станет великим ученым, однако разгадку к пониманию этого человека — ученого, политического деятеля, мужа, отца и друга — таят его детские и юношеские годы.


СЛОЖНЫЙ ВЫБОР: ТЕОЛОГИЯ ИЛИ МАТЕМАТИКА

Пьер-Симон очень рано освоил элементарные понятия чтения и вычисления. Вероятно, за это ему стоит благодарить своего дядю Луи, служившего аббатом. Луи имел прекрасное образование, он страстно любил математику, и эту любовь его племянник впитал с самого нежного возраста. Семья решила, что Пьер-Симон должен пойти по стопам своего замечательного дяди, принять сан и таким образом обеспечить себе блестящее будущее священнослужителя.

В 1756 году благодаря посредничеству дяди семилетний Пьер-Симон пошел в коллеж — среднюю школу, которой руководили монахи-бенедиктинцы (их обители в Бомоне покровительствовал герцог Орлеанский). Ученики коллежа, которых было около 50 человек, проходили интенсивную подготовку к военной, академической или религиозной карьере. Пьер- Симон, одетый в соответствии с выбранным путем в длинную черную сутану, с первых занятий продемонстрировал способности к обучению.

Он оставался в коллеже до 16 лет, а в 1765 году покинул родной Бомон, чтобы направиться в Кан, где поступил в коллеж искусств при университете с намерением сделать карьеру священника и получить для этого хорошее гуманитарное образование (латынь, греческий язык, философия и особенно теология). Тремя годами позднее, в 1768-м, Лаплас покинул университет Кана без разрешения на то наставников.

Почему Лаплас оставил теологию, к которой готовился с самого раннего возраста? Ответ хорошо известен: он влюбился в математику. В течение трех лет в университете Кана Лаплас под влиянием двух преподавателей, Кристофа Гадбледа и Пьера ле Каню, осознал свою страсть к этой дисциплине и, что гораздо важнее, талант к наукам.

Контраст между занятиями теологией под руководством Жана Адама и изучением философии и математики на лекциях Кристофа Гадбледа, бесспорно, был замечен молодым человеком. Гадблед был убежден, что человек в состоянии исследовать природные объекты. Этот священник бессознательно и вопреки традиции поддерживал верховенство философии над религией. Это открытие оказало на Лапласа такое воздействие, что он решил оставить религиозную стезю.

Лаплас стремился посвятить себя науке, поэтому покинул Кан и принял предложение временно занять пост преподавателя в военной школе, которая находилась в хорошо знакомом ему бенедиктинском коллеже в Бомоне. Однако труд преподавателя не приносил желаемого удовлетворения, поэтому в 1769 году, в возрасте 20 лет, Лаплас покинул родину и отправился в Париж — центр новой науки.


ПАРИЖ — СТОЛИЦА ПРОСВЕЩЕННОЙ НАУКИ

В Париже Лаплас и проведет остаток жизни, поэтому остановимся на несколько мгновений, чтобы исследовать атмосферу этого города в середине XVIII века — в эпоху Просвещения. В это время Париж был европейской столицей философии.

Не так-то легко описать в нескольких словах роль эпохи Просвещения в развитии европейских государств. Это культурное движение стремилось к тому, чтобы развеять скуку, рожденную мракобесием, которое охватило все общество, и привело к буржуазным революциям, положившим конец старому режиму и возвестившим возникновение новых политических классов (в 1776 году — в США, в 1789-м — во Франции, в 1812-м — в Испании). Вначале некоторые монархи были благосклонны к новым идеям и даже стали просвещенными тиранами. Фридрих II в Пруссии, Екатерина II в России, Бурбоны во Франции и Испании окружали себя блестящими мыслителями Европы. «Все для народа, но без народа» — так гласил общепринятый лозунг. Однако люди больше не хотели быть королевскими подданными, они стремились стать гражданами государства. Отдельные личности, такие как Франсуа-Мари Аруэ, известный под именем Вольтера (1694-1778), неистово критиковали традиции прошлого, предпочитая воспевать культ богини разума. Этот рационализаторский оптимизм, звучавший в литературных салонах, академиях и даже в тайных масонских ложах, подхватила буржуазия.


Если мы не поможем сами себе математическим компасом и факелом эксперимента, мы никогда не сможем сделать шаг вперед.

Вольтер


В Париже просвещенные философы вели спор обо всем, доказывали уже доказанное, обсуждали естественные науки, божественное откровение, литературу и мораль. При этом они интересовались и прикладными дисциплинами: параллельно работам по математике или механике ученые занялись географией, навигацией, горными разработками и инженерным делом. Они не пытались строить теории. Вооруженные новыми методами и новыми научными инструментами, они добились прогресса в картографии и строительстве судов, каналов, портов, шахт и фортификационных сооружений. Если бы на тот момент не уделялось так много внимания различиям между чистой и прикладной математикой, можно было бы говорить о коренном преобразовании экономической и социальной ситуации. Новые идеи зародились в Париже, а оттуда распространились в направлении других европейских стран и их колоний.

Таким образом, в выборе Парижа для получения научного образования не было ничего удивительного. В отличие от Лапласа, большинство его будущих коллег по Академии наук по окончании начального образования уже устроились в столице. Будущие математики Николя де Кондорсе (1743-1794) и Лазар Карно (1753-1823) после учебы у иезуитов и ораторианцев получили дополнительное образование в Парижском университете и специальных школах. Под опекой блестящих преподавателей они в скором времени приобрели известность благодаря своим научным открытиям. Просвещенный город действительно был центром притяжения просвещенной науки.


ЖАН ЛЕРОН Д’АЛАМБЕР

Названный «чудом из чудес», этот любитель математики и философии, часто посещавший салоны и различные придворные собрания,является образцом просветителя. Родившийся в Париже Жан Лерон д’Аламбер (1717-1783) был внебрачным сыном аристократа, он был оставлен родителями и воспитан в семье стекольщика. Своим именем ученый обязан тому факту, что его подбросили на ступеньки церкви Сен-Жан-ле-Рон. Как бы то ни было, д’Аламбер стал в свою эпоху одним из самых известных французских ученых и философов. Он пользовался огромным влиянием при дворе, а также был постоянным секретарем Парижской академии наук. Имя д’Аламбера навсегда связано с именем Дени Дидро (1713-1784) благодаря их совместной работе над созданием знаменитой Энциклопедии, собравшей в себе все научные и гуманитарные знания XVIII века.