Pierre-Simon, markýz de Laplace

author
5 minutes, 46 seconds Read

Pierre-Simon, markýz de Laplace, (narozen 23. března 1749, Beaumount-en-Auge, Normandie, Francie – zemřel 5. března 1827, Paříž), francouzský matematik, astronom a fyzik, který se nejvíce proslavil výzkumem stability sluneční soustavy.

Přečtěte si více o tomto tématu
astronomie: Laplace
Protože každá planeta je přitahována nejen Sluncem, ale také (mnohem slaběji) všemi ostatními planetami, nemůže být její dráha ve skutečnosti…

Laplace úspěšně vysvětlil všechny pozorované odchylky planet od jejich teoretických drah aplikací gravitační teorie sira Isaaca Newtona na sluneční soustavu a vypracoval koncepční pohled na evoluční změny ve struktuře sluneční soustavy. Ukázal také užitečnost pravděpodobnosti pro interpretaci vědeckých dat.

Laplace byl synem rolníka. O jeho raném životě je známo jen málo, kromě toho, že na vojenské akademii v Beaumontu rychle prokázal své matematické schopnosti. V roce 1766 vstoupil Laplace na univerzitu v Caen, ale následujícího roku odešel do Paříže, zřejmě aniž by získal titul. Přijel s doporučujícím dopisem matematikovi Jeanu d’Alembertovi, který mu pomohl získat profesuru na École Militaire, kde vyučoval v letech 1769 až 1776.

V roce 1773 zahájil své hlavní životní dílo – aplikaci Newtonovy gravitace na celou sluneční soustavu – tím, že se ujal zvláště obtížného problému: proč se zdá, že se Jupiterova dráha neustále zmenšuje, zatímco Saturnova se neustále zvětšuje. Vzájemné gravitační interakce ve sluneční soustavě byly tak složité, že se matematické řešení zdálo nemožné; Newton dokonce dospěl k závěru, že k udržení rovnováhy soustavy je pravidelně nutný boží zásah. Laplace oznámil neměnnost středních pohybů planet (průměrné úhlové rychlosti). Tento objev z roku 1773, první a nejdůležitější krok ke stanovení stability sluneční soustavy, byl nejdůležitějším pokrokem ve fyzikální astronomii od dob Newtona. Ještě téhož roku mu vynesl přidružené členství ve Francouzské akademii věd.

Získejte předplatné Britannica Premium a získejte přístup k exkluzivnímu obsahu. Předplaťte si nyní

Použitím kvantitativních metod ke srovnání živých a neživých systémů Laplace a chemik Antoine-Laurent Lavoisier v roce 1780 pomocí ledového kalorimetru, který vynalezli, prokázali, že dýchání je formou spalování. Když se Laplace vrátil ke svým astronomickým výzkumům a prozkoumal celou problematiku planetárních perturbací – vzájemných gravitačních vlivů -, dokázal v roce 1786, že excentricity a sklony planetárních drah vůči sobě zůstávají vždy malé, konstantní a samoopravné. Účinky perturbací jsou tedy konzervativní a periodické, nikoli kumulativní a rušivé.

V letech 1784-85 Laplace pracoval na tématu přitažlivosti mezi sféroidy; v této práci lze poprvé rozpoznat potenciální funkci pozdější fyziky. Laplace zkoumal problém přitažlivosti jakéhokoli sféroidu na částici nacházející se vně nebo na jeho povrchu. Svým objevem, že přitažlivou sílu hmoty na částici bez ohledu na směr lze získat přímo diferencováním jediné funkce, položil Laplace matematický základ pro vědecké studium tepla, magnetismu a elektřiny.

Laplace odstranil poslední zdánlivou anomálii z teoretického popisu sluneční soustavy v roce 1787 oznámením, že měsíční zrychlení závisí na excentricitě dráhy Země. Přestože střední pohyb Měsíce kolem Země závisí především na vzájemné gravitační přitažlivosti, je mírně zmenšován přitažlivostí Slunce na Měsíc. Toto sluneční působení však závisí na změnách excentricity zemské dráhy v důsledku poruch způsobených ostatními planetami. V důsledku toho se střední pohyb Měsíce zrychluje, dokud má dráha Země tendenci stávat se více kruhovou; pokud však dojde k opačnému je tento pohyb zpomalován. Nerovnost tedy není skutečně kumulativní, usoudil Laplace, ale má periodu v řádech milionů let. Z teoretického popisu sluneční soustavy tak zmizela poslední hrozba nestability.

V roce 1796 vydal Laplace knihu Exposition du système du monde (Soustava světa), polopopulární pojednání o své práci v oblasti nebeské mechaniky a vzor francouzské prózy. Kniha obsahovala jeho „mlhovinovou hypotézu“ – připisující vznik sluneční soustavy ochlazování a smršťování plynné mlhoviny -, která silně ovlivnila budoucí úvahy o vzniku planet. Jeho Traité de mécanique céleste (Nebeská mechanika), která vyšla v pěti svazcích v letech 1798-1827, shrnovala výsledky získané jeho matematickým rozvojem a aplikací gravitačního zákona. Nabídl úplný mechanický výklad sluneční soustavy tím, že navrhl metody pro výpočet pohybů planet a jejich satelitů a jejich perturbací, včetně řešení slapových problémů. Kniha z něj udělala celebritu.

V roce 1814 vydal Laplace populární dílo pro běžného čtenáře Essai philosophique sur les probabilités (Filozofická esej o pravděpodobnosti). Toto dílo bylo úvodem k druhému vydání jeho obsáhlého a významného díla Théorie analytique des probabilités (Analytická teorie pravděpodobnosti), které poprvé vyšlo v roce 1812 a v němž popsal mnoho nástrojů, které vynalezl pro matematické předpovídání pravděpodobnosti výskytu určitých událostí v přírodě. Svou teorii aplikoval nejen na běžné problémy náhody, ale také na zkoumání příčin jevů, životní statistiky a budoucích událostí, přičemž zdůraznil její význam pro fyziku a astronomii. Kniha je pozoruhodná také tím, že obsahuje speciální případ toho, co se stalo známým jako centrální limitní věta. Laplace dokázal, že rozdělení chyb ve velkých vzorcích dat z astronomických pozorování lze aproximovat Gaussovým nebo normálním rozdělením.

Pravděpodobně proto, že nezastával vyhraněné politické názory a nebyl členem aristokracie, unikl během Francouzské revoluce uvěznění a popravě. Laplace byl předsedou Rady pro zeměpisnou délku, pomáhal při organizaci metrického systému, pomáhal založit vědeckou společnost v Arcueil a byl jmenován markýzem. Šest týdnů působil jako ministr vnitra za Napoleona, který slavně vzpomínal, že Laplace „přenesl ducha nekonečna do administrativy“

.

Similar Posts

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.