拉普拉斯

　　拉普拉斯

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

　　生前頗負盛名，被譽為法國的牛頓。

　　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大名鼎鼎的達朗貝爾，推薦信交上，卻久無音信。幸虧拉普拉斯毫不灰心，（人一出了名就貴人多忘事了，要不后來怎么有伽羅華、阿貝爾的遭遇呢？）晚上回到住處，細心地寫了一篇力學(xué)論文，求教于達朗貝爾。這回引起了達朗貝爾注意，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)過達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。主要研究天體力學(xué)和物理學(xué)，認為數(shù)學(xué)只是一種解決問題的工具，但在運用數(shù)學(xué)時創(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)，試圖給出由太陽系引起的力學(xué)問題的完整分析解答。在《概率的分析理論》（1812）中總結(jié)了當(dāng)時整個概率論的研究，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歲時就已經(jīng)詳細應(yīng)用牛頓引力定律深入研究整個太陽系，其中各個行星及其衛(wèi)星的運動不僅受太陽的制約，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)上所理解的這個理想的太陽系是一個穩(wěn)恒的動力系統(tǒng)，它能永世保持不變。這不過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行的數(shù)學(xué)理論，討論地球的形狀、月離理論、三體問題以及行星攝動等等，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。其中最熟悉的是有一次拿破侖想給拉普拉斯提級加薪，說他寫了一部關(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，“陛下，我不需要做那個假設(shè)。（Sire，jen'avaispasbesoindecettehypothese）”《天體力學(xué)》對后世的影響是巨大的，其中的勢論研究尤其廣泛深入，對十幾門不同的學(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)生了深遠的影響。這本書也啟蒙了年輕一代的科學(xué)家，例如英國的著名數(shù)學(xué)家哈密爾頓在16歲時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誤，遂對于自己的數(shù)學(xué)才能增強了信心，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)》那樣理論深奧難懂，它盡棄一切數(shù)學(xué)公式，深入淺出，通俗流暢，為時人所推崇。《宇宙體系論》提倡有名的太陽系生成的星云假說，這個假說1755年康德（ImmanuelKant1724－1804德國哲學(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”。

　　拉普拉斯對于概率論也有很大的貢獻，這從他的《概率的分析理論》這本洋洋七百萬字巨著中隨處可見，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是拉普拉斯引入或者經(jīng)他改進的。尤其是拉普拉斯變換，導(dǎo)致了后來海維塞德發(fā)現(xiàn)運算微積在電工理論中的應(yīng)用。不能不說后來的傅利葉變換、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政治角逐中有些“左右逢源”、“隨遇而安”，但是和他對于科學(xué)的貢獻來對比是不值一提的。由于有年輕時吃了達朗貝爾的閉門羹的經(jīng)歷，拉普拉斯在自己身處高位之后，對于年輕的學(xué)者總是樂于慷慨幫助和鼓勵關(guān)照，他時時幫助提拔像化學(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考察水成巖的分布情況時，拉普拉斯慷慨地資助了他。

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