生日快乐,皮埃尔·西蒙·拉普拉斯

2018年3月23日

皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)是一位法国物理学家,他为数学和天文学做出了许多贡献,并以证明太阳系的稳定性而闻名。拉普拉斯有时被称为“法国艾萨克·牛顿爵士”,通过将其应用于行星轨道来证实牛顿的引力理论。今天的物理学家仍然使用了许多公式。

在数学领域建立联系

1749年3月23日,皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)出生于法国诺曼底的一个资产阶级家庭。他对神学产生了早期的兴趣,他对论证的能力促使他较富裕的邻居为他的大部分教育提供资金。拉普拉斯(Laplace)发现他特别有天赋,并决定认真对待这项研究。当他18岁时,他被聘为镇上的大学教授 - 尽管他不满足于呆在那里很长时间。

皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)的肖像。
皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)。在美国的公共领域图像Wikimedia Commons

在他的教学的第一年,拉普拉斯的一位导师给他写了一封推荐信,以送给多产而著名的数学家让·勒·隆德·艾伯特。拉普拉斯(Laplace)认为D'Alembert的支持是他开展成功的职业所需的全部支持,因此他直接去了巴黎,给了D'Alembert,并确保了他的光顾。然而,d'Alembert拒绝了这位年轻的数学家,并评论说他“很少尊重推荐信”。

Laplace本人并不容易灰心,这次写了一封信,写了一封信,并以他自己的协议寄给了他。印象深刻的是,D'Alembert回答说,拉普拉斯的第二次尝试是“更合适的方式”,并提供了他的支持。多亏了D'Alembert的影响力,拉普拉斯(Laplace)被聘为巴黎军事学校的数学教授,在24岁时,他被法国科学院接受。

皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)的出色科学贡献

皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)在1771年至1787年在法国科学院的时代富有成果。他在各个领域进行了许多研究,包括光学,声学和传热。尽管他在这些领域的贡献很有价值,但他对天文学的研究却是革命性的。

行星不平等

在学院期间,拉普拉斯(Laplace)出版了一部关于行星不平等的三部分回忆录。通过数学证明,他能够解决一个困惑观察天文学家的问题:木星的轨道似乎总是在收缩,而土星的轨道似乎总是在扩展。

太阳系中轨道行星的插图。
太阳系的图形描述。在美国公共领域的图像,由哈曼·史密斯(Harman Smith)和劳拉(LauraWikimedia Commons

拉普拉斯(Laplace)解释了这些与代数的扰动,并证明了木星和土星无法从相互行动中带来巨大的轨道变化。他得出的结论是,行星轨道运动中的扰动将始终保持小,恒定和自我校正。最终,拉普拉斯(Laplace)能够确定太阳系由存在的刚体组成,并在相互吸引力的效果下在真空中移动。

天体力学

1796年,拉普拉斯(Laplace博览会。太阳系的解释是他后来工作的重要基础,MécaniqueCéleste

博览会重点介绍了拉普拉斯(Laplace)版本的Nebular假设,该假设表明太阳系始于大量的白炽气体,这些白炽气体围绕其轴旋转并折断成周围外边缘的环。根据假设,这些环最终冷却并形成了行星,而其余的气态核心则构成了太阳。Nebular假设虽然有缺陷,但启发了对行星起源的未来工作。此外,该假设通过具有原始星云的概念来扩展我们对恒星进化的理解。拉普拉斯还简短地假定了黑洞的存在。

行星星云形成的图。
行星星云形成的例证。由于强烈的恒星风(红色箭头)驱逐了红色巨星的外层,因此在其中心揭示了热白矮人。图像在公共领域,通过Wikimedia Commons

从1799年到1825年,拉普拉斯(LaplaceMécaniqueCéleste。他分析了造成引力吸引力的球形谐波(现在称为拉普拉斯系数),以及考虑海盆地摩擦和自然时期的潮汐动力学。在此期间,拉普拉斯还发表了一篇关于概率理论的文章,​​并扩展了这些理论MécaniqueCéleste

这些关于天体力学上的卷很大程度上依赖于牛顿的重力和运动定律,但通过微积分来填充细节。拉普拉斯(Laplace)通过计算行星及其卫星和扰动来将牛顿的法律应用于太阳系的稳定性。他还纠正了牛顿振动运动理论中声音的速度。

在拉普拉斯(Laplace)从事的几十年中MécaniqueCéleste,政治气候发生了巨大变化。到......的时候MécaniqueCéleste法国大革命结束了,波旁恢复已经结束,发生了波旁大革命,波旁威士忌甚至将拉普拉斯命名为侯爵。

拉普拉斯的恶魔

拉普拉斯是一个哲学家。1814年,在进行工作MécaniqueCéleste,他介绍了因果决定论的想法,这排除了自由意志。这种确定性的类型提出,有一系列不间断的事件可以追溯到宇宙的起源,并且未来取决于宇宙先前状态和自然法则的结合。

在一个被称为“拉普拉斯的恶魔”的思想实验中,原子比例的假设智力(或恶魔)分类了不同速度的分子,以应对热力学定律。根据拉普拉斯(Laplace)的说法,这种虚构的智力知道宇宙中每个原子的位置和动力,并且可以使用经典力学定律在任何给定时间计算每个原子的过去和未来值。

许多哲学家争辩说,反对拉普拉斯的恶魔。该主题还促使科学家在统计热力学和混乱理论的应用发展方面取得了长足的进步。

持久的成就和遗产

拉普拉斯(Laplace)在他的一生中与著名的科学家合作,此后启发了许多其他科学家。他与化学家Antoine Lavoisier的合作导致了有关金属扩展和有关分子运动动力学理论的论文的几项实验。在托马斯·杨(Thomas Young)的情况下,拉普拉斯(Laplace)努力地描述了带有年轻拉普拉斯方程的弯曲表面的压力。在拉普拉斯(Laplace)去世多年后,威廉·汤姆森(William Thomson)(凯尔文勋爵(Lord Kelvin))建立在拉普拉斯(Laplace)的毛细血管吸引力理论之后的1862年。

在他的众多荣誉和成就中,拉普拉斯(Laplace)担任经度委员会主席,并帮助组织了公制系统。他的荣誉也有一个方程式,其解决方案是谐波功能。拉普拉斯方程,\ nabla^2 \ varphi = 0,是一个二阶偏微分方程,在许多应用和理论数学领域都普遍存在。

今天,我们希望皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)生日快乐!

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