通信名人傳奇：拉普拉斯的傳奇故事

今天我們不講技術(shù)，給大家介紹一位老朋友。

嗯，沒錯(cuò)，他就是拉普拉斯。

拉普拉斯

這個(gè)名字估計(jì)已經(jīng)把一些人給嚇得雙腿打抖了。

確實(shí)，想當(dāng)年，他和另一位大神——傅里葉并稱信號(hào)系統(tǒng)雙煞。以他們名字命名的傅氏變換、拉氏變換，整暈了無數(shù)理工科大學(xué)生，是所有人復(fù)習(xí)時(shí)的噩夢(mèng)。

傅里葉

雖然課本上這個(gè)名字令人熟悉，但大家對(duì)課本之外的拉普拉斯，可能一點(diǎn)也不了解。

事實(shí)上，拉神的人生，充滿了傳奇色彩。發(fā)生在他身上的故事，比那幾個(gè)公式要精彩得多。

讓我從頭開始說起吧。

拉普拉斯，全名是拉普拉斯·皮埃爾·西蒙（Pierre-Simon Laplace），法國(guó)著名的分析學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家、天文學(xué)家。。。

除此之外，他還是個(gè)政治家、侯爵、法國(guó)科學(xué)院院士、法蘭西學(xué)院院長(zhǎng)，還當(dāng)過內(nèi)政部部長(zhǎng)，元老院掌璽大臣。。。

還有一點(diǎn)，不得不提一下，拉普拉斯是法蘭西皇帝拿破侖·波拿巴的老師。。。

拿破侖

這酷炫吊炸天的履歷，堪稱科學(xué)界的龍媽了。

1749年3月23日，拉普拉斯生于法國(guó)西北部卡爾瓦多斯的博蒙昂諾日。

關(guān)于他的家庭出身，史料存在爭(zhēng)議，有的說他出身貧寒，需要接濟(jì)才能生活；也有的說他父親是農(nóng)場(chǎng)主，家庭生活富裕；還有的說他父親擔(dān)任地方公務(wù)員，做蘋果酒貿(mào)易生意。反正也不知道誰對(duì)誰錯(cuò)，無可考證。

但是，拉普拉斯從小就顯現(xiàn)出數(shù)學(xué)方面的才華，這是公認(rèn)的。

1765年，16歲的拉普拉斯憑借自己的努力，考入卡昂大學(xué)。

他在學(xué)習(xí)期間寫了一篇關(guān)于有限差分的論文，得到數(shù)學(xué)老師的贊賞。于是，在拉普拉斯19歲的時(shí)候，數(shù)學(xué)老師讓他帶著一封推薦信，去巴黎找當(dāng)時(shí)法國(guó)著名學(xué)者、巴黎科學(xué)院負(fù)責(zé)人達(dá)朗貝爾。但達(dá)朗貝爾并沒把推薦信當(dāng)回事，拒絕接見拉普拉斯。

達(dá)朗貝爾

拉普拉斯當(dāng)然不會(huì)放棄，于是就寄了一篇力學(xué)方面的論文給達(dá)朗貝爾。

這篇論文出色至極，引起了達(dá)朗貝爾的高度重視。

達(dá)朗貝爾在回信中說：“拉普拉斯先生，你看，我?guī)缀鯖]有注意你那些推薦信；你不需要什么推薦，你已經(jīng)更好地介紹了自己，對(duì)我來說這就夠了，你應(yīng)該得到支持?！?/span>

不僅如此，達(dá)朗貝爾還當(dāng)了拉普拉斯的教父，并把他推薦到巴黎陸軍學(xué)校教書。?

得到貴人相助之后，拉普拉斯開始逐步走上了人生巔峰。。。

1770年，21歲的拉普拉斯發(fā)表了第一篇數(shù)學(xué)論文《曲線的極大和極小研究》，此后3年時(shí)間，共完成了13篇重要論文。

1773年，他把牛頓的萬有引力定律應(yīng)用到整個(gè)太陽系，解決了當(dāng)時(shí)著名的土星軌道難題。拉普拉斯用數(shù)學(xué)方法證明行星的軌道大小只有周期性變化，這就是著名的拉普拉斯定理。

同年，他被巴黎科學(xué)院接受并成為科學(xué)院副院士。巴黎科學(xué)院執(zhí)行秘書孔多塞說：“巴黎科學(xué)院第一次接受這樣年輕，并在這樣短的時(shí)間內(nèi)對(duì)多種難題寫出重要論文的人?！?/span>

1784-1785年，他求得天體對(duì)其外任一質(zhì)點(diǎn)的引力分量可以用一個(gè)勢(shì)函數(shù)來表示，這個(gè)勢(shì)函數(shù)滿足一個(gè)偏微分方程，即著名的拉普拉斯方程。

1785年，拉普拉斯當(dāng)選為科學(xué)院院士。

1786年，他證明行星軌道的偏心率和傾角總保持很小和恒定，能自動(dòng)調(diào)整，即攝動(dòng)效應(yīng)是守恒和周期性的，即不會(huì)積累也不會(huì)消解。

1787年，他發(fā)現(xiàn)月球的加速度同地球軌道的偏心率有關(guān)，從理論上解決了太陽系動(dòng)態(tài)中觀測(cè)到的最后一個(gè)反常問題。

1795年，法蘭西研究院成立，并成立了科學(xué)分院又稱法國(guó)科學(xué)院，拉普拉斯被任命為副院長(zhǎng)，次年被選為院長(zhǎng)。

1796年，他的著作《宇宙體系論》問世，書中提出了對(duì)后來有重大影響的關(guān)于行星起源的星云假說。

除了令人眼花繚亂的學(xué)術(shù)成就之外，拉普拉斯的政治生涯也順風(fēng)順?biāo)?/span>

1783年，拉普拉斯任軍事考試委員，并于1785年主持對(duì)一個(gè)16歲的唯一考生進(jìn)行考試，這個(gè)考生就是后來成為皇帝的拿破侖，兩人算是結(jié)識(shí)了。

后來，拿破侖政變成功，很快任命拉普拉斯為內(nèi)政部長(zhǎng)，但僅僅過了6周，拿破侖又覺得拉普拉斯不適合這個(gè)職位，于是重新提名他為上議院議員。

1803年，拉普拉斯當(dāng)選為議長(zhǎng)，年薪10萬法郎。

1806年，拉普拉斯成為元老議員，并被拿破侖封為伯爵。

1813年，又獲授拿破侖的留尼汪勛章。

拿破侖下臺(tái)后，路易十八重登王位，拉普拉斯沒有跟著倒霉，反而繼續(xù)官運(yùn)亨通。

這一年，拉普拉斯被路易十八晉升為侯爵。

路易十八

拉普拉斯一生發(fā)表了大量的數(shù)學(xué)、天文學(xué)和物理學(xué)著作，共計(jì)有論文和報(bào)告276篇。

其中，在科學(xué)史上有重大影響的三部代表作是：

• 《天體力學(xué)》

該書第一次提出了“天體力學(xué)”的學(xué)科名稱，是經(jīng)典天體力學(xué)的代表著作，有五大卷。這部書對(duì)太陽系引起的力學(xué)問題提供一個(gè)完全的解答，給予天體運(yùn)動(dòng)以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)的描述，對(duì)位勢(shì)理論也作出了數(shù)學(xué)刻畫。這對(duì)后來物理學(xué)、引力論、流體力學(xué)、電磁學(xué)以及原子物理等都產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。也正是這部巨著，使他贏得了“法國(guó)的牛頓”和天體力學(xué)之父的美稱。

• 《宇宙系統(tǒng)論》

這是拉普拉斯另一部名垂千古的杰作。在這部書中，他獨(dú)立于康德，提出了第一個(gè)科學(xué)的太陽系起源理論——星云說?？档碌男窃普f是從哲學(xué)角度提出的，而拉普拉斯則從數(shù)學(xué)、力學(xué)角度充實(shí)了星云說。因此，人們常常把他們兩人的星云說稱為“康德-拉普拉斯星云說”。

• 《概率的分析理論》

拉普拉斯1812年發(fā)表了開辟概率論發(fā)展新時(shí)期的《概率的分析理論》，該書有七百萬字，奠定了近代統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)，書中附帶的引進(jìn)了求解常微分方程的拉普拉斯變換。

其實(shí)，通過拉普拉斯的履歷可以看出，他一生最主要的精力是花費(fèi)在研究天體力學(xué)上面，數(shù)學(xué)是他解決問題的重要工具。

他在運(yùn)用數(shù)學(xué)的同時(shí)又創(chuàng)造和發(fā)展了許多新的數(shù)學(xué)方法，包括有限差分方法、概率論、萬有引力定理、彗星軌道、微分方程的解法、拉普拉斯變換、最小二乘法、代數(shù)學(xué)中關(guān)于行列式的展開定理、實(shí)積分轉(zhuǎn)化為復(fù)積分計(jì)算等。。。

以他的姓氏命名的變換、定理、方程等更是數(shù)不勝數(shù)：拉普拉斯展開、拉普拉斯變換、拉普拉斯定理、拉普拉斯方程、拉普拉斯算子、拉普拉斯函數(shù)、拉普拉斯積分、拉普拉斯分布、拉普拉斯向量等。。。

讓無數(shù)人“心碎”的拉普拉斯變換

另外，說到拉普拉斯，就不得不提到“拉普拉斯妖”。

“拉普拉斯妖”是著名的物理學(xué)四大神獸之一，另外三只分別是：薛定諤的貓、芝諾的烏龜、麥克斯韋的妖精。

拉普拉斯說：“我們可以把宇宙現(xiàn)在的狀態(tài)視為其過去的果以及未來的因。如果一個(gè)智者能知道某一刻所有自然運(yùn)動(dòng)的力和所有自然構(gòu)成的物件的位置，假如他也能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，那宇宙里最大的物體到最小的粒子的運(yùn)動(dòng)都會(huì)包含在一條簡(jiǎn)單公式中。對(duì)于這智者來說沒有事物會(huì)是含糊的，而未來只會(huì)像過去般出現(xiàn)在他面前。”

這位智者，就是后人所稱的“拉普拉斯妖”。

雖然拉普拉斯是個(gè)大神級(jí)的學(xué)者，但是，他的政治品德卻并不咋地。他是一個(gè)有名的政治墻頭草、兩面派，專門見風(fēng)使舵。

在法國(guó)大革命時(shí)期，隨著政局的動(dòng)蕩、改朝換代，他也隨波逐流，反復(fù)不斷地扮演了共和派與保皇派的雙重角色。他非常機(jī)靈，無論哪一方上臺(tái)掌權(quán)，都相信他是自己的一個(gè)忠誠(chéng)的支持者。因此，每次政局變化，他都能獲得更好的差使和更大的頭銜。

為此，有人把他比做英國(guó)文學(xué)作品中的假圣人布雷牧師。就連他的大靠山——拿破侖在流放期間說過：“拉普拉斯是第一流的數(shù)學(xué)家，但事實(shí)很快表明他不過是一個(gè)平庸的行政官員，……他把無窮小精神帶進(jìn)了政府之中?！?/span>

拉普拉斯還有一個(gè)壞毛病——在他的著作中，他常常完全不提前人和同時(shí)代人的論述與功績(jī)，給人的印象是，其著作中的思想似乎完全出自于他本人。。。他的這些行為，讓世人對(duì)他的品行有很大的意見。

不管怎么說，人無完人。這些品行瑕疵在他的輝煌成就面前算不上什么。

事實(shí)上，對(duì)于很多年輕學(xué)者來說，拉普拉斯是一個(gè)值得尊敬的老前輩。

可能是因?yàn)槟贻p時(shí)吃了達(dá)朗貝爾閉門羹的緣故，拉普拉斯在自己身處高位之后，對(duì)于年輕的學(xué)者總是樂于慷慨幫助和鼓勵(lì)關(guān)照。

他幫助和提拔了很多年輕人，例如化學(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)，拉普拉斯也慷慨地資助了他。

蓋呂薩克

晚年的時(shí)候，拉普拉斯擔(dān)任英國(guó)倫敦皇家學(xué)會(huì)和德國(guó)格丁根皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，并且是俄國(guó)、丹麥、瑞士、普魯士、意大利等國(guó)的科學(xué)院院士，擁有廣泛的國(guó)際聲譽(yù)。?

1827年3月5日，拉普拉斯因病卒于巴黎，享年78歲。這個(gè)年齡，在當(dāng)時(shí)確實(shí)算得上相當(dāng)高壽了。

臨死前，拉普拉斯留下了最后的遺言——

“我們知道的是很微小的；我們不知道的是無限的?！?/span>

沖著這句謙卑的遺言，讓我們永遠(yuǎn)記住這位偉大的學(xué)者吧！

皮埃爾·西蒙·拉普拉斯?。?！

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