«Небесный механик» Пьер Симон де Лаплас: история жизни, рассказанная Стивеном Хокингом
Биография, возможно, величайшего специалиста в области математической физики всех времен
Критики современной дарвиновской биологии часто обращают внимание на существование очень сложных биологических систем и процессов.
Например, свертывание крови, которое они называют «несводимо сложным», настолько сложным, что эволюция подобных систем не может быть объяснена эволюционной теорией Дарвина.
Критики ссылаются на это как на свидетельство разумного замысла и, следовательно, разумного создателя. Им не мешало бы оглянуться на два столетия назад на достижения Пьера Симона де Лапласа, возможно величайшего специалиста в области математической физики всех времен.
«Начала» Исаака Ньютона объединили и упростили всю физическую науку, какой она была тогда известна человеку, но многие вопросы все еще оставались без ответов и их возможно, не могла дать даже физическая наука.
Вскоре после публикации «Начал» в 1687 г. преподобный Ричард Бентли, один из первых сторонников и популяризаторов Ньютона, задал учителю следующий вопрос, который не был рассмотрен в «Началах»: могла ли Солнечная система с планетами, вращающимися вокруг Солнца в одном и том же направлении и почти в одной плоскости, образоваться из первоначального равномерного распределения вещества под действием только естественных причин или же это было проявлением замысла?
Ньютон считал, что построенная им система никаким образом не может объяснить эти очевидные закономерности в небесах. Он ответил, что совершенно определенно они не могут быть результатом действия только естественных причин. Причина «должна была быть не слепой и случайной, но очень искусной в механике и геометрии».
Так продолжалось почти все XVIII столетие, пока Пьер Симон де Лаплас не проложил себе путь на олимп французской науки.
Пьер Симон де Лаплас родился в 1749 г. в маленьком городке в Нормандии. Вполне возможно, что некоторые из его дальних предков были среди норманнов, которые вторглись в Англию в 1066 г. вместе с Вильгельмом Завоевателем, но мы не можем знать это наверняка.
Известно, что отец Лапласа был преуспевающим торговцем сидром, а его мать происходила из зажиточной фермерской семьи — вполне подходящий фундамент для того, чтобы обеспечить сыну карьеру в духовенстве или армии.
По этому-то пути и пошел Лаплас: свое образование он начал в местных бенедиктинских школах, а в 16 лет поступил в близлежащий университет Кана, намереваясь получить степень теолога.
Однако Лаплас вскоре открыл для себя радости математики. Через два года он уехал из Кана в Париж, центр французской науки. В Париже Лаплас быстро произвел впечатление на математика Жана Лерона Д'Аламбера, который выбил место преподавателя для своего молодого протеже в Военном училище.
В этой должности Лаплас преподавал геометрию и тригонометрию кадетам из благородных семей, но мало интересовался этим предметом. Тем не менее такое положение позволило Лапласу остаться в Париже, центре французской, да и вообще мировой математики.
В 1770 г. Лаплас начал одну за одной штамповать статьи по широкому спектру тем в области чистой и прикладной математики, тем самым привлекая к себе внимание.
Наиболее важные из них были посвящены нерешенным проблемам теории планет: орбиты двух крупнейших планет Юпитера и Сатурна иногда отставали, а иногда и опережали свое предсказанное положение. Лаплас пытался объяснить, какое влияние оказывают друг на друга планеты на своих орбитах. Это более сложная задача, чем задача трех тел, которая даже сегодня может быть решена только путем последовательных приближений.
Лаплас показал, что возмущения были не накапливающимися, как опасался Ньютон, а периодическими. Богу не нужно было вмешиваться, чтобы удержать Солнечную систему от коллапса.
Окрыленный головокружительным успехом, Лаплас попытался добиться избрания в престижную Академию наук, хотя ему было 22 года. Ничуть не смущенный своей первой неудачей в 1771 г., он предпринял еще одну попытку на следующий год с тем же результатом: проиграл выборы тому, кого считал посредственным кандидатом, превзошедшим Лапласа только в одном — в возрасте!
Лаплас никогда не скрывал, что он высокого мнения о самом себе: даже в свои 20 с небольшим лет он считал себя лучшим математиком во Франции. Его наставники, возможно, не были столь высокого мнения о молодом Лапласе, но они определенно признавали его талант.
В 1773 г. Д'Аламбер и Лагранж решили избрать Лапласа сначала членом Берлинской академии наук, а затем специальным адъюнктом Парижской.
Обеспечив себе место во французских научных кругах, Лаплас продолжал активно публиковаться и преподавать по мере необходимости. В 1784 г. армия назначила его экзаменатором в Королевский артиллерийский корпус. Это назначение обеспечило Лапласу дополнительный доход, а также возможность вращаться в кругу высокопоставленных правительственных чиновников. Но возможно, самым важным знакомством было другое: одним из первых учеников Лапласа стал 16-летний корсиканец по имени Наполеон Бонапарт!
В 1788 г., в возрасте 39 лет, Лаплас женился на Марии-Шарлотте де Курти де Романж, дочери зажиточного сквайра из Безансона во Французских Альпах, которая была почти вдвое моложе его. В течение года их брак был благословлен рождением сына Шарля-Эмиля, который продолжил выдающуюся военную карьеру, но в 1874 г. умер бездетным.
В 1792 г. родилась дочь Софи-Сюзанна. Позже Софи вышла замуж за маркиза де Парте, мелкого наполеоновского дворянина. Она умерла во время родов единственной внучки, девочки по имени Софи. Впоследствии юная Софи вышла замуж за графа де Кольбера-Шабане, отпрыска знатного аристократического рода. У них было много детей, и потомки Лапласа мужского пола теперь носят фамилию Кольбер-Лаплас.