拉普拉斯1749年3月23日出生在法国卡尔瓦多斯省的博蒙昂诺日。父母是社会底层的农民。爱面子的他,一直以父母的卑微出身为耻,在他飞黄腾达之后,对于他的出身,只字不提。
少年时,拉普拉斯在当地的一所军事学校学习,父母为了节省开支,选择让拉普拉斯做一名走读生。毕业以后,据说是超强的记忆力得到了当地一些有影响人士的注意。
一位有影响力的人士为拉普拉斯写了推荐信,但是《百科全书》的副主编达朗贝尔,对于推荐信丝毫不以为意,对只带着大人物推荐信的年轻人不感兴趣。不甘心就此罢休的拉普拉斯,发挥自己的特长,连夜写了一篇关于力学原理的信,寄给了达朗贝尔,看到内容之后,主动写信邀请拉普拉斯去见他。
在回信中,达朗贝尔写道:“先生,你看,我几乎没有注意到你的推荐信,你不需要别人的推荐,你已经更好做了自己的推荐。对我来说就够了,你应该得到我的支持。”
达郎贝尔十分欣赏拉普拉斯的才能,推荐他到巴黎科学院工作,可惜当时科学院保守势力太大,对于没有学位的拉普拉斯,拒不接受。无奈之下,爱才心切的达朗贝尔只好退而求其次,介绍拉普拉斯去巴黎军事学院当教员,讲授中等数学、基础数学分析和静力学等课程。
在当时有个著名的天文学难题:“为什么木星轨道在不断收缩,而同时土星轨道又在不断膨胀?”
对于这个问题,牛顿曾经认为,要使这一复杂的系统正常运转,上帝的干预必不可少。可是,雄心勃勃的拉普拉斯对此并不买账,他打算用数学方法证明。
1773 年,拉普拉斯展现了天才的一面,用数学方法证明行星的轨道,只有周期性变化,这就是著名的拉普拉斯定理。他把牛顿的万有引力定律应用到整个太阳系,名噪一时。
到1773年时,年仅24岁的拉普拉斯已经发表《曲线的极大极小研究》和有关微分方程与天体力学等重要论文13篇,拉普拉斯的才华得到了科学界的认可,因此被科学院聘为副院士。
巴黎科学院执行秘书孔多塞说:“巴黎科学院第一次接受这样年轻,并在这样短时间内,对多种难题写出重要论文的人进入科学院。”
1784年,拉普拉斯把他的数学才能成功地应用于化学,他与“近代化学之父”拉瓦锡设计了一个测量热量的冰块量热计,测定了许多物质的比热容。
1785年,年仅36岁的他升为科学院院士。这一荣耀对一个科学家的重要性不言而喻。同时,作为公职人员,这一年也是极度重要。因为就在这一年,拉普拉斯在军事学对拿破仑进行单独考试。拿破仑入学以后,是他曾经主考官拉普拉斯主讲的数学课的学生,师生之间建立起了亲密的友谊。
1788 年,39岁的拉普拉斯跟年仅19岁的玛丽-夏洛特结婚,婚后两人琴瑟和鸣,夫唱妇随,随着儿子和女儿的出生,水乳交融的关系更是锦上添花。婚后不久,法国大革命爆发,风起云涌,政局动荡不安,在当权派的重压之下,巴黎科学院被迫改革。到了 1793 年,当时的国民议会在雅各宾派的控制下,发出解散巴黎科学院的公告,还要“清洗”多位院士。消息灵通的拉普拉斯,第一时间带着妻儿老小逃离巴黎,直到雅各宾派下台之后,才回到巴黎。
1796年当选法兰西科学院院长。 同时,拉普拉斯是伦敦皇家协会和哥廷根皇家学会会员,也是俄国、丹麦、瑞士、普鲁士和意大利等国科学院院士。
1799年,拉普拉斯开始出版《天体力学》。随着《天体力学》的出版,拉普拉斯的声誉日隆,成为当年数理科学中贡献最大,在科学史上最负盛名的科学家之一,是天体力学的奠基人。
拉普拉斯在纯粹数学花费的精力不多,取得的成就也比较少,并且基本上把数学作为研究天体力学的工具。五卷本的《天体力学》为拉普拉斯赢得了“法兰西牛顿”的美誉,解决了太阳系稳定的问题,并且比牛顿前进了一步,将上帝赶出太阳系。
拉普拉斯的《天体力学》是如此的完全,以致他的最接近的后继者,不能再添加什么了。当然,他并不是完美无缺,唯一也是非常严重的缺点是,拉普拉斯经常不交代他结果的来源,给人的印象好像都是原创的。
在《天体力学》这本巨著中,拉普拉斯感兴趣的是结果,而不是他怎样得出这些结果,因此经常会出现“容易看出”这样的评语,每次读到这里,他的读者都会习惯性的叹息,知道十有八九,他们又得花费一星期的力气。
美国数学家与天文学家鲍迪奇翻译了《天体力学》五卷本的四卷以及附加的说明,他说:“只要一碰见”容易看出……”这句话,我就知道总得花几个小时的苦功夫去填补这个空白。”
1799年,拉普拉斯把他的名著《天体力学》送给他曾经的学生拿破仑,拿破仑十分高兴地说:“近6个月内比较为空闲,我一定拜读。”
拿破仑读完《天体力学》之后,满头雾水,大惑不解问到:“为何你的著作里面没有提到上帝?”拉普拉斯信心十足地答道:“陛下,我不需要那个前提。”以此来证明自己强于牛顿。因为牛顿不得不依赖上帝的存在和第一推动力,而且拉普拉斯考虑的天体比牛顿的太阳系范围更广。
在拉普拉斯的《天体力学》中,存在着“拉普拉斯妖”这样的怪物:假如有一位智者,他能理解所有驱动自然的力拉普拉斯,以及形成各种力量的对应环境,并且能够分析这些数据,他就可以用一个公式包括最大天体与最小原子在内的世间万物的运动情况。对于他来说,没有什么东西是不确定的。如同历史一样,再他面前一览无余。
好景不长,洛伦兹用自己天才的头脑,将“拉普拉斯妖”扔进了历史的垃圾堆。他发现了蝴蝶效应,且形象的说:“巴西的一只蝴蝶煽动翅膀,可以引发德克萨斯州的一场龙卷风。”他发现混沌之后,美国科学家詹姆斯·格莱克说:“混沌学排除了拉普拉斯决定论的可预测性的狂想。”
但是,伟大的物理学家爱因斯坦对于决定论深信不疑,仍然坚持认为:“我无论如何深信上帝,不是在掷骰子。”
拿破仑对于自己的恩师,非常信任,很快提名拉普拉斯出任法国内政部长,1803年当选为议长,年薪10万法郎。1806年拿破仑授予拉普拉斯伯爵。
1810 年以后,拉普拉斯又重新研究概率论,与其他学者不同的是,他不仅重视理论研究,也十分强调其应用。不仅在自然现象中应用,也努力应用于社会现象。他甚至想把日常生活中抓彩票这类随机的问题化成可以计算的东西。经过整理,他发表了《概率的分析理论》,开辟了概率论发展的新时期,奠定了近代统计学的基础。
在政治上拉普拉斯,完全可以用“不倒翁”来形容。拿破仑在位时拉普拉斯获得了重用,当1817年路易十八推翻拿破仑即位后,拉普拉斯立刻改弦易辙,宣示效忠路易十八。对于自己曾经忠诚的对象拿破仑,拉普拉斯毫不犹豫地在拿破仑判决书上签了字,对其进行就放。
拿破仑在圣赫勒拿岛流放后,气愤之余,感慨到:“拉普拉斯是第一流的数学家,但事实很快表明他不过是一位平庸之辈,他从不认真对待任何事情,而到处寻找可乘之机。”
政治上的不坚定让拉普拉斯名誉受损。美国数学家贝尔说到:“对头衔的贪婪,政治上摇摆不定,渴望得到公众的尊重,成为不断变化注意力的焦点而出风头”。
在政治上他是如此的识时务,因此获得了路易十八的重用,由于拉普拉斯在科学上的巨大贡献,他被封为侯爵。路易十八特别赏识他的支持者的功绩,1816年任命拉普拉斯为改组综合工科学校的委员会主席。
同时,在学术方面他对于初学者的提携既真诚又慷慨。比奥曾经讲过,他年轻时在科学院宣读了一篇论文,当时拉普拉斯在场。后来拉普拉斯把他拉到一边,给他看了一份他自己还没有发表的论文,是关于完全相同的发现。拉普拉斯提示比奥保守秘密拉普拉斯,继续研究下去,发表成果。
这样的事情,比奥遇到的不是第一次,也不是最后一次。拉普拉斯喜欢说研究数学的初学者是他的弟子。实际上,他对待他们超过自己的儿子。
这样开阔的心胸,确实难得。我们可以参考一下高斯。
非欧几何的创始人鲍耶,将自己的作品寄给了高斯,得到的回复是他在30年前已经研究出了这样的结果;阿贝尔发表自己的作品之后,高斯连忙给一位法国的朋友写信说:阿贝尔先生完成了他一部分的成果,只不过自己没有发表而已;勒让德提出最小二乘法,这个时候高斯又出现了,说自己在1795年就已经发现,并且用于计算谷神星的轨道。
从这些事情上看,与“数学王子”相比,拉普拉斯是学术界的道德巨人。
拉普拉斯最后的日子,在巴黎附近的阿格伊的乡间庄园中舒舒服服地度过,在短期患病以后,他于1827年3月5日去世,享年78岁。
拉普拉斯临终遗言:“我们所知的不多,我们未知的无限。”
这个和牛顿的说法异曲同工,但更简洁,这就是“法兰西牛顿”想要取得的效果。
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