Pierre-Simon, marquis de Laplace, (geboren 23 maart 1749, Beaumount-en-Auge, Normandië, Frankrijk-gestorven 5 maart 1827, Parijs), Frans wiskundige, astronoom en natuurkundige die vooral bekend was door zijn onderzoek naar de stabiliteit van het zonnestelsel.
Laplace verklaarde met succes alle waargenomen afwijkingen van de planeten van hun theoretische banen door Sir Isaac Newtons theorie van de zwaartekracht toe te passen op het zonnestelsel, en hij ontwikkelde een conceptuele visie op evolutionaire veranderingen in de structuur van het zonnestelsel. Hij toonde ook het nut aan van waarschijnlijkheid voor het interpreteren van wetenschappelijke gegevens.
Laplace was de zoon van een boerenboer. Er is weinig bekend over zijn vroege leven, behalve dat hij al snel zijn wiskundige bekwaamheid toonde aan de militaire academie van Beaumont. In 1766 ging Laplace naar de universiteit van Caen, maar hij vertrok het volgende jaar naar Parijs, kennelijk zonder een graad te behalen. Hij kwam aan met een aanbevelingsbrief aan de wiskundige Jean d’Alembert, die hem aan een hoogleraarschap aan de École Militaire hielp, waar hij van 1769 tot 1776 lesgaf.
In 1773 begon hij aan zijn grote levenswerk – het toepassen van de Newtoniaanse gravitatie op het hele zonnestelsel – door een bijzonder lastig probleem op te pakken: waarom de baan van Jupiter voortdurend leek te krimpen terwijl die van Saturnus voortdurend uitdijde. De onderlinge wisselwerkingen tussen de zwaartekrachten in het zonnestelsel waren zo complex dat een wiskundige oplossing onmogelijk leek; Newton had zelfs geconcludeerd dat een goddelijke tussenkomst periodiek nodig was om het systeem in evenwicht te houden. Laplace kondigde de onveranderlijkheid aan van de gemiddelde beweging van de planeten (gemiddelde hoeksnelheid). Deze ontdekking in 1773, de eerste en belangrijkste stap in het vaststellen van de stabiliteit van het zonnestelsel, was de belangrijkste vooruitgang in de fysische astronomie sinds Newton. In hetzelfde jaar werd hij lid van de Franse Academie van Wetenschappen.
Toen Laplace en de chemicus Antoine-Laurent Lavoisier in 1780 kwantitatieve methoden toepasten om levende en niet-levende systemen met elkaar te vergelijken, toonden zij met behulp van een door hen uitgevonden ijscalorimeter aan dat ademhaling een vorm van verbranding is. Terugkerend naar zijn astronomische onderzoekingen met een onderzoek naar het hele onderwerp van planetaire verstoringen – onderlinge gravitatie-effecten – bewees Taplace in 1786 dat de excentriciteiten en hellingen van planeetbanen ten opzichte van elkaar altijd klein, constant en zelfcorrigerend zullen blijven. De effecten van verstoringen waren dus conservatief en periodiek, niet cumulatief en verstorend.
Tijdens 1784-85 werkte Laplace aan het onderwerp van aantrekkingskracht tussen sferoïden; in dit werk kan voor het eerst de potentiaalfunctie van de latere natuurkunde worden herkend. Laplace onderzocht het probleem van de aantrekkingskracht van een sferoïde op een deeltje dat zich buiten of op zijn oppervlak bevindt. Door zijn ontdekking dat de aantrekkingskracht van een massa op een deeltje, ongeacht de richting, rechtstreeks kan worden verkregen door differentiatie van een enkele functie, legde Laplace de wiskundige grondslag voor de wetenschappelijke studie van warmte, magnetisme en elektriciteit.
Laplace verwijderde de laatste schijnbare anomalie uit de theoretische beschrijving van het zonnestelsel in 1787 met de mededeling dat de versnelling van de maan afhangt van de excentriciteit van de baan van de Aarde. Hoewel de gemiddelde beweging van de Maan rond de Aarde voornamelijk afhangt van de aantrekkingskracht van de zwaartekracht tussen beide, wordt deze enigszins verminderd door de aantrekkingskracht van de Zon op de Maan. Deze invloed van de zon is echter afhankelijk van veranderingen in de excentriciteit van de aardbaan ten gevolge van verstoringen door de andere planeten. Dientengevolge wordt de gemiddelde beweging van de Maan versneld zolang de baan van de Aarde naar meer cirkelvormig neigt; maar wanneer het omgekeerde gebeurt, wordt deze beweging vertraagd. De ongelijkheid is dus niet echt cumulatief, concludeerde Laplace, maar is van een periode die in de miljoenen jaren loopt. De laatste dreiging van instabiliteit verdween daarmee uit de theoretische beschrijving van het zonnestelsel.
In 1796 publiceerde Laplace Exposition du système du monde (Het systeem van de wereld), een semipopulaire behandeling van zijn werk in de hemelmechanica en een toonbeeld van Frans proza. Het boek bevatte zijn “nebulaire hypothese” – die het ontstaan van het zonnestelsel toeschrijft aan het afkoelen en samentrekken van een gasvormige nevel – die van grote invloed was op het toekomstige denken over de oorsprong van planeten. Zijn Traité de mécanique céleste (hemelse mechanica), verschenen in vijf delen tussen 1798 en 1827, gaf een samenvatting van de resultaten verkregen door zijn wiskundige ontwikkeling en toepassing van de wet van de gravitatie. Hij gaf een volledige mechanische interpretatie van het zonnestelsel door methoden te ontwerpen voor de berekening van de bewegingen van de planeten en hun satellieten en hun verstoringen, met inbegrip van de oplossing van getijdenproblemen. Het boek maakte hem beroemd.
In 1814 publiceerde Laplace een populair werk voor de algemene lezer, Essai philosophique sur les probabilités (Een filosofisch essay over waarschijnlijkheid). Dit werk was de inleiding tot de tweede editie van zijn uitgebreide en belangrijke Théorie analytique des probabilités (Analytische theorie van de waarschijnlijkheid), voor het eerst gepubliceerd in 1812, waarin hij veel van de hulpmiddelen beschreef die hij had uitgevonden voor het mathematisch voorspellen van de waarschijnlijkheid dat bepaalde gebeurtenissen in de natuur zullen plaatsvinden. Hij paste zijn theorie niet alleen toe op de gewone problemen van het toeval, maar ook op het onderzoek naar de oorzaken van verschijnselen, vitale statistieken, en toekomstige gebeurtenissen, terwijl hij het belang ervan voor de natuurkunde en de astronomie benadrukte. Het boek is ook opmerkelijk omdat het een speciaal geval bevat van wat bekend werd als de centrale limiet stelling. Laplace bewees dat de verdeling van fouten in grote datamonsters van astronomische waarnemingen kan worden benaderd door een Gaussische of normale verdeling.
Waarschijnlijk omdat hij er geen uitgesproken politieke opvattingen op nahield en geen lid was van de aristocratie, ontsnapte hij aan gevangenneming en executie tijdens de Franse Revolutie. Laplace was voorzitter van de Raad voor de Lengtegraad, hielp bij de organisatie van het metrieke stelsel, hielp bij de oprichting van het wetenschappelijk genootschap van Arcueil, en werd tot markies benoemd. Hij diende zes weken als minister van Binnenlandse Zaken onder Napoleon, die zich herinnerde dat Laplace “de geest van het infinitesimale in het bestuur bracht.”