Laplace Pierre Simon

fot. Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN

Laplace

[laplạs]

Pierre Simon de , ur. 25 III 1749, Beaumont-en-Auge (Normandia), zm. 5 III 1827, Paryż,

francuski matematyk, astronom i fizyk; największy uczony końca XVIII i początku XIX w..

Urodził się 23 III 1749 w Beaumont-en-Auge (Normandia).

Kształcił się w Beaumont w szkole prowadzonej przez zakon benedyktynów, następnie na uniwersytecie w Caen. Zanim odkrył dla siebie matematykę, studiował tam przez 2 lata teologię. W 1767 przybył do Paryża, gdzie udało mu się zwrócić na siebie uwagę Jeana d’Alemberta i z jego polecenia został w wieku 19 lat profesorem w École Royale Militaire, a następnie — znany już dzięki wielu pracom naukowym — 1773 członkiem francuskiej Akademii Nauk. W 1784 objął po E. Bézoucie posadę egzaminatora korpusu artyleryjskiego (1785 egzaminował m.in. 16-letniego Napoleona Bonapartego). W późniejszych latach był profesorem École Normale (1795), a następnie egzaminatorem w École Polytechnique. Działalność naukowa, której Laplace się poświęcił, obejmowała szeroki zakres problemów matematyki, fizyki eksperymentalnej i matematycznej oraz mechaniki nieba.

Laplace, jako człowiek zarozumiały i skupiony na sobie, nie miał zbyt wielu przyjaciół wśród uczonych. W swych poglądach filozoficznych skłaniał się ku materialistom. Natomiast jego przekonania polityczne zmieniały się wraz ze zmianą rządów we Francji. W okresie rewolucji był obdarzony licznymi zaszczytami, m.in. odegrał kierowniczą rolę w pracach komisji nad wprowadzaniem systemu metrycznego, a także przy tworzeniu École Normale i École Polytechnique. W czasie konsulatu, 1799 był krótko (6 tygodni) ministrem spraw wewnętrznych, następnie wszedł do Senatu i 1803 został jego wiceprzewodniczącym. W 1806 Napoleon I mianował Laplace’a hrabią Cesarstwa (w zamian za to uczony dedykował cesarzowi 3. tom swojej Mechaniki). W 1814 Laplace głosował za abdykacją Napoleona I i związał się z Ludwikiem XVIII (kolejne wydanie 3. tomu Mechaniki dedykował właśnie jemu), który mianował go parem (1814) i markizem (1817) Francji. W burzliwym okresie historycznym, w którym przyszło mu żyć, tylko dwukrotnie, na krótko, opuszczał z rodziną Paryż w obawie przed represjami. Pod koniec życia zamieszkał w willi w Arcueil koło Paryża, gdzie przez kilka lat wokół niego skupiało się życie naukowe. Zmarł 5 III 1827 w Paryżu.

Osiągnięcia naukowe

Prace astronomiczne Laplace’a stały się podstawą rozwoju nowożytnej mechaniki nieba. W 1773 Laplace wykazał stabilność Układu Słonecznego oraz 1787 — układu Ziemia–Księżyc, odkrywając przy tym przyczynę długookresowych zmian orbity Księżyca. Ważnym dokonaniem Laplace’a było wyjaśnienie pewnych fluktuacji prędkości orbitalnej Jowisza i Saturna — odkrył, że wynikają one z zależności między okresami obiegów tych planet: 5 obiegom Jowisza odpowiadają niemal 2 obiegi Saturna (zjawisko rezonansu orbitalnego). Laplace udoskonalił (1799) newtonowską teorię pływów (1799), uwzględniając ruch obrotowy Ziemi. Mechanice nieba poświęcił monografię Traité de mécanique céleste (t. 1–5 1798–1825). W Exposition du système du monde (1796) zawarł jedną z pierwszych hipotez powstania Układu Słonecznego (teoria Kanta–Laplace’a). W dziele tym poruszał również rozważany w końcu XVIII w. problem istnienia gwiazd, które nie mogą wysyłać promieniowania, a zatem być widoczne, wskutek dużej koncentracji masy (nadgęstości), i wysunął twierdzenie, że gwiazda o gęstości Słońca, lecz o rozmiarach 250 razy większych, będzie zdolna wychwycić z powrotem promieniowanie, które wypromieniowuje.

Matematyka zawdzięcza Laplace’owi przede wszystkim rozwinięcie teorii równań różniczkowych (przekształcenie Laplace’a, laplasjan) i stworzenie rachunku prawdopodobieństwa jako samodzielnego, rozwiniętego działu matematyki. W 1772 Laplace podał twierdzenie o rozwinięciu wyznacznika. Od 1773 zajmował się badaniem równań różniczkowych cząstkowych drugiego rzędu (m.in. podał jedną z metod, tzw. kaskadową, rozwiązywania liniowego równania hiperbolicznego z_xy + az_x + bz_y + cz = 0). Od 1789 zajmował się równaniami różnicowymi cząstkowymi. W 1789 podał równanie różniczkowe cząstkowe ogólnych funkcji kulistych (m.in. 1799 wzór na rozwinięcie dowolnej funkcji wg tych funkcji). Przy obliczaniu całek oznaczonych zastosował zespolone granice całkowania, jak również zespolone podstawienia. W 1789 badał współogniskowe powierzchnie drugiego rzędu. Laplace był autorem bogatej w nowe idee pracy o teorii prawdopodobieństwa (Théorie analytique des probabilités 1812).

Ważne znaczenie miały również prace Laplace’a w dziedzinie fizyki. Dotyczyły one fizyki molekularnej, ciepła, akustyki, elektryczności i optyki. Wraz z A.L. Lavoisierem Laplace dokonał pierwszych pomiarów kalorymetrycznych utajonego ciepła topnienia ciał i reakcji chemicznych (1780), zajmował się pomiarami rozszerzalności liniowej ciał, ustalił prawo adiabatycznej przemiany gazu, podał metodę obliczania prędkości dźwięku w powietrzu. Aktywnie występował przeciwko teorii flogistonu.