拉普拉斯

　　拉普拉斯

　　拉普拉斯（PierreSimondeLaplace，1749─1827年），法國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。

　　生前頗負(fù)盛名，被譽(yù)為法國(guó)的牛頓。

　　1749年3月23日生于諾曼底的博蒙昂諾日，1827年3月5日卒于巴黎。拉普拉斯是一個(gè)小農(nóng)民的兒子，家境貧寒，靠鄰居資助上學(xué)，顯露數(shù)學(xué)才華，在博蒙軍事學(xué)校讀書不久就成為該校數(shù)學(xué)教員。1767年，18的拉普拉斯從鄉(xiāng)下帶著介紹信到繁華的巴黎去見(jiàn)大名鼎鼎的達(dá)朗貝爾，推薦信交上，卻久無(wú)音信。幸虧拉普拉斯毫不灰心，（人一出了名就貴人多忘事了，要不后來(lái)怎么有伽羅華、阿貝爾的遭遇呢？）晚上回到住處，細(xì)心地寫了一篇力學(xué)論文，求教于達(dá)朗貝爾。這回引起了達(dá)朗貝爾注意，給拉普拉斯回了一封熱情洋溢的信，里面有這樣的話：“你用不著別人的介紹，你自己就是很好的推薦書。”經(jīng)過(guò)達(dá)朗貝爾介紹獲得巴黎陸軍學(xué)校數(shù)學(xué)教授職位。1785年當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士。1795年任綜合工科學(xué)校教授，后又在高等師范學(xué)校任教授。1816年成為法蘭西學(xué)院院士，次年任該院院長(zhǎng)。主要研究天體力學(xué)和物理學(xué)，認(rèn)為數(shù)學(xué)只是一種解決問(wèn)題的工具，但在運(yùn)用數(shù)學(xué)時(shí)創(chuàng)造和發(fā)展了許多新的數(shù)學(xué)方法。主要成就是：在《天體力學(xué)》（5卷1799－1825）中匯聚了他在天文學(xué)中的幾乎全部發(fā)現(xiàn)，試圖給出由太陽(yáng)系引起的力學(xué)問(wèn)題的完整分析解答。在《概率的分析理論》（1812）中總結(jié)了當(dāng)時(shí)整個(gè)概率論的研究，論述了概率在選舉、審判調(diào)查、氣象等方面的應(yīng)用，導(dǎo)入“拉普拉斯變換”等。

　　他24歲時(shí)就已經(jīng)詳細(xì)應(yīng)用牛頓引力定律深入研究整個(gè)太陽(yáng)系，其中各個(gè)行星及其衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)不僅受太陽(yáng)的制約，而且以難以捉摸的多種方式彼此互相影響。牛頓曾經(jīng)認(rèn)為，要使這一復(fù)雜的系統(tǒng)免于陷入混亂，需要有上帝的不時(shí)干預(yù)。拉普拉斯決心要從別的方面尋找這一保證，并終于能夠證明，從數(shù)學(xué)上所理解的這個(gè)理想的太陽(yáng)系是一個(gè)穩(wěn)恒的動(dòng)力系統(tǒng)，它能永世保持不變。這不過(guò)是他在其不朽的著作《天體力學(xué)》中所記載的一系列成果之一。書中主要闡述天體運(yùn)行的數(shù)學(xué)理論，討論地球的形狀、月離理論、三體問(wèn)題以及行星攝動(dòng)等等，并且引入著名的拉普拉斯方程。這本書不僅記錄了他自己的多種發(fā)明和發(fā)現(xiàn)，而且還總結(jié)了幾代著名數(shù)學(xué)家如牛頓、達(dá)朗貝爾、歐拉及拉格朗日諸大家在引力理論方面的研究工作（從1799到1825年分五卷出版）。關(guān)于這本書有許多傳說(shuō)。其中最熟悉的是有一次拿破侖想給拉普拉斯提級(jí)加薪，說(shuō)他寫了一部關(guān)于世界體系的巨著，但未提到上帝是宇宙的創(chuàng)造者。據(jù)傳拉普拉斯回答說(shuō)，“陛下，我不需要做那個(gè)假設(shè)。（Sire，jen'avaispasbesoindecettehypothese）”《天體力學(xué)》對(duì)后世的影響是巨大的，其中的勢(shì)論研究尤其廣泛深入，對(duì)十幾門不同的學(xué)科──從引力論到流體力學(xué)、電磁學(xué)以及原子物理學(xué)，產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。這本書也啟蒙了年輕一代的科學(xué)家，例如英國(guó)的著名數(shù)學(xué)家哈密爾頓在16歲時(shí)就如饑似渴地閱讀這本學(xué)理艱深的天文巨著，并且發(fā)現(xiàn)并訂正了其中的一處錯(cuò)誤，遂對(duì)于自己的數(shù)學(xué)才能增強(qiáng)了信心，從此踏上了數(shù)學(xué)生涯，并創(chuàng)立了四元數(shù)體系。另一位英國(guó)數(shù)學(xué)家格林（GeorgeGreen1793－1841就是著名的格林公式的發(fā)現(xiàn)者）讀了《天體力學(xué)》之后，頓受啟發(fā)，開始將數(shù)學(xué)應(yīng)用于電磁理論。

　　拉普拉斯的另一部膾炙人口的天文學(xué)著作是《宇宙體系論》，不像《天體力學(xué)》那樣理論深?yuàn)W難懂，它盡棄一切數(shù)學(xué)公式，深入淺出，通俗流暢，為時(shí)人所推崇�！队钪骟w系論》提倡有名的太陽(yáng)系生成的星云假說(shuō)，這個(gè)假說(shuō)1755年康德（ImmanuelKant1724－1804德國(guó)哲學(xué)家）已經(jīng)述及，所以后世通常叫做“康德－拉普拉斯星云假說(shuō)”。

　　拉普拉斯對(duì)于概率論也有很大的貢獻(xiàn)，這從他的《概率的分析理論》這本洋洋七百萬(wàn)字巨著中隨處可見(jiàn)，他把自己在概率論上的發(fā)現(xiàn)以及前人的所有發(fā)現(xiàn)統(tǒng)歸一處。今天我們每一位學(xué)人耳熟能詳?shù)哪切┟�詞，諸如隨機(jī)變量、數(shù)字特征、特征函數(shù)、拉普拉斯變換和拉普拉斯中心極限定律等等都可以說(shuō)是拉普拉斯引入或者經(jīng)他改進(jìn)的。尤其是拉普拉斯變換，導(dǎo)致了后來(lái)海維塞德發(fā)現(xiàn)運(yùn)算微積在電工理論中的應(yīng)用。不能不說(shuō)后來(lái)的傅利葉變換、梅森變換、Z－變換和小波變換也受它的影響。

　　盡管拉普拉斯在社會(huì)政治角逐中有些“左右逢源”、“隨遇而安”，但是和他對(duì)于科學(xué)的貢獻(xiàn)來(lái)對(duì)比是不值一提的。由于有年輕時(shí)吃了達(dá)朗貝爾的閉門羹的經(jīng)歷，拉普拉斯在自己身處高位之后，對(duì)于年輕的學(xué)者總是樂(lè)于慷慨幫助和鼓勵(lì)關(guān)照，他時(shí)時(shí)幫助提拔像化學(xué)家蓋呂薩克、數(shù)學(xué)物理學(xué)家泊松和年輕的柯西等等。當(dāng)旅行家和自然研究者洪堡到法國(guó)考察水成巖的分布情況時(shí)，拉普拉斯慷慨地資助了他。

　　拉普拉斯和當(dāng)時(shí)的拉格朗日、勒讓德并稱為法國(guó)的3L，不愧為十九世紀(jì)初數(shù)學(xué)界的巨擘泰斗。