法國物理學家拉普拉斯簡介:他和拿破崙結下了什麼不解之緣?
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拉普拉斯簡介:拉普拉斯的貢獻有哪些?拉普拉斯和拿破崙是什麼關係?下面小編就爲大家帶來詳細的介紹,一起來看看吧!
拉普拉斯簡介
拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace,1749-1827)是法國分析學家、概率論學家和物理學家,法國科學院院士。1749年3月23日生於法國西北部卡爾瓦多斯的博蒙昂諾日,1827年3月5日卒於巴黎。
1816年被選爲法蘭西學院院士,1817年任該院院長。1812年發表了重要的《概率分析理論》一書,在該書中總結了當時整個概率論的研究,論述了概率在選舉審判調查、氣象等方面的應用,導入「拉普拉斯變換」等。他是決定論的支持者,提出了拉普拉斯妖。
他致力於挽救世襲制的沒落:他當了六個星期的拿破崙的內政部長,後來成爲元老院的掌璽大臣,並在拿破崙皇帝時期和路易十八時期兩度獲頒爵位,後被選爲法蘭西學院院長。拉普拉斯曾任拿破崙的老師,所以和拿破崙結下不解之緣。
拉普拉斯變換
拉普拉斯變換是工程數學中常用的一種積分變換,又名拉氏變換。拉氏變換是一個線性變換,可將一個有參數實數t(t≥ 0)的函數轉換爲一個參數爲複數s的函數。
拉普拉斯變換在許多工程技術和科學研究領域中有着廣泛的應用,特別是在力學系統、電學系統、自動控制系統、可靠性系統以及隨機服務系統等系統科學中都起着重要作用。
拉普拉斯的貢獻
一、天體力學
拉普拉斯把注意力主要集中在天體力學的研究上面。他把牛頓的萬有引力定律應用到整個太陽系,1773年解決了一個當時著名的難題:解釋木星軌道爲什麼在不斷地收縮,而同時土星的軌道又在不斷地膨脹。
拉普拉斯用數學方法證明行星平均運動的不變性,即行星的軌道大小隻有周期性變化,並證明爲偏心率和傾角的3次冪。
這就是著名的拉普拉斯定理。此後他開始了太陽系穩定性問題的研究。同年,他成爲法國科學院副院士。
1784~1785年,他求得天體對其外任一質點的引力分量可以用一個勢函數來表示,這個勢函數滿足一個偏微分方程,即著名的拉普拉斯方程。1785年他被選爲科學院院士。
1786年證明行星軌道的偏心率和傾角總保持很小和恆定,能自動調整,即攝動效應是守恆和週期性的,不會積累也不會消解。
拉普拉斯注意到木星的三個主要衛星的平均運動Z1,Z2,Z3服從下列關係式:Z1-3×Z2+2×Z3=0。同樣,土星的四個衛星的平均運動Y1,Y2,Y3,Y4也具有類似的關係:5×Y1-10×Y2+Y3+4×Y4=0。
後人稱這些衛星之間存在可公度性,由此演變出時間之窗的概念。
1787年發現月球的加速度同地球軌道的偏心率有關,從理論上解決了太陽系動態中觀測到的最後一個反常問題。
1796年他的著作《宇宙體系論》問世,書中提出了對後來有重大影響的關於行星起源的星雲假說。在這部書中,他獨立於康德,提出了第一個科學的太陽系起源理論——星雲說。
康德的星雲說是從哲學角度提出的,而拉普拉斯則從數學、力學角度充實了星雲說,因此,人們常常把他們兩人的星雲說稱爲“康德-拉普拉斯星雲說”。
二、大行星運動和月球運動
他長期從事大行星運動理論和月球運動理論方面的研究,尤其是他特別注意研究太陽系天體攝動,太陽系的普遍穩定性問題以及太陽系穩定性的動力學問題。
在總結前人研究的基礎上取得大量重要成果,他的這些成果集中在1799~1825年出版的5卷16冊鉅著《天體力學》之內。在這部著作中第一次提出天體力學這一名詞,是經典天體力學的代表作。因此他被譽爲法國的牛頓和天體力學之父。
1814年拉普拉斯提出科學假設,假定如果有一個智能生物能確定從最大天體到最輕原子的運動的現時狀態,就能按照力學規律推算出整個宇宙的過去狀態和未來狀態。後人把他所假定的智能生物稱爲拉普拉斯妖。
三、數學
他在數學,特別是概率論方面,也有很大貢獻。
他發表的天文學、數學和物理學的論文有270多篇,專著合計有4006多頁。其中最有代表性的專著有《天體力學》、《宇宙體系論》和《概率分析理論》。
拉普拉斯和拿破崙是什麼關係?
拉普拉斯曾任拿破崙的老師,所以和拿破崙結下不解之緣。拉普拉斯在數學上是個大師,在政治上是個小人物、牆頭草,總是效忠於得勢的一邊,被人看不起,拿破崙曾譏笑他把無窮小量精神帶到內閣裏。
在席捲法國的政治變動中,包括拿破崙的興起和衰落,沒有顯著地打斷他的工作。
儘管他是個曾染指政治的人,但他的威望以及他將數學應用於軍事問題的才能保護了他,同時也歸功於他顯示出的一種並不值得佩服的在政治態度方面見風使舵的能力。
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