Pierre-Simon, marquês de Laplace, (nascido em 23 de março de 1749, Beaumount-en-Auge, Normandia, França – crido em 5 de março de 1827, Paris), matemático, astrônomo e físico francês, mais conhecido por suas investigações sobre a estabilidade do sistema solar.
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Laplace contabilizou com sucesso todos os desvios observados dos planetas das suas órbitas teóricas aplicando a teoria da gravitação de Sir Isaac Newton ao sistema solar, e desenvolveu uma visão conceptual da mudança evolutiva na estrutura do sistema solar. Ele também demonstrou a utilidade da probabilidade de interpretação de dados científicos.
Laplace era filho de um camponês agricultor. Pouco se sabe de sua primeira vida, exceto que ele rapidamente demonstrou sua habilidade matemática na academia militar de Beaumont. Em 1766 Laplace entrou na Universidade de Caen, mas ele partiu para Paris no ano seguinte, aparentemente sem tirar um diploma. Ele chegou com uma carta de recomendação ao matemático Jean d’Alembert, que o ajudou a conseguir uma cátedra na École Militaire, onde ensinou de 1769 a 1776.
Em 1773 ele começou a sua grande vida – aplicando a gravitação newtoniana a todo o sistema solar – assumindo um problema particularmente problemático: porque é que a órbita de Júpiter parecia estar a encolher continuamente enquanto Saturno se expandia continuamente. As interações gravitacionais mútuas dentro do sistema solar eram tão complexas que a solução matemática parecia impossível; de fato, Newton havia concluído que a intervenção divina era periodicamente necessária para preservar o sistema em equilíbrio. Laplace anunciou a invariabilidade dos movimentos médios planetários (velocidade angular média). Essa descoberta em 1773, o primeiro e mais importante passo para estabelecer a estabilidade do sistema solar, foi o avanço mais importante na astronomia física desde Newton. No mesmo ano, ganhou o título de membro associado da Academia Francesa de Ciências.
Aplicando métodos quantitativos a uma comparação de sistemas vivos e não vivos, Laplace e o químico Antoine-Laurent Lavoisier em 1780, com a ajuda de um calorímetro de gelo que eles tinham inventado, mostraram que a respiração era uma forma de combustão. Voltando às suas investigações astronômicas com um exame de todo o assunto de perturbações planetárias – efeitos gravitacionais mutuais – Laplace em 1786 provou que as excentricidades e inclinações das órbitas planetárias entre si permanecerão sempre pequenas, constantes e auto-corrigidas. Os efeitos das perturbações eram, portanto, conservadores e periódicos, não cumulativos e perturbadores.
Durante 1784-85 Laplace trabalhou sobre o tema da atração entre os esferóides; neste trabalho a função potencial da física posterior pode ser reconhecida pela primeira vez. Laplace explorou o problema da atração de qualquer esferoide sobre uma partícula situada fora ou sobre a sua superfície. Através da sua descoberta de que a força de atração de uma massa sobre uma partícula, independentemente da direção, pode ser obtida diretamente pela diferenciação de uma única função, Laplace lançou as bases matemáticas para o estudo científico do calor, magnetismo e eletricidade.
Laplace removeu a última anomalia aparente da descrição teórica do sistema solar em 1787 com o anúncio de que a aceleração lunar depende da excentricidade da órbita da Terra. Embora o movimento médio da Lua ao redor da Terra dependa principalmente da atração gravitacional entre eles, ele é ligeiramente diminuído pela atração do Sol sobre a Lua. Esta acção solar depende, contudo, de mudanças na excentricidade da órbita da Terra resultantes de perturbações por parte dos outros planetas. Como resultado, o movimento médio da Lua é acelerado enquanto a órbita da Terra tende a tornar-se mais circular; mas, quando o inverso ocorre, este movimento é retardado. A desigualdade não é, portanto, verdadeiramente cumulativa, concluiu Laplace, mas é de um período que se estende por milhões de anos. A última ameaça de instabilidade desapareceu assim da descrição teórica do sistema solar.
Em 1796 Laplace publicou Exposition du système du monde (O Sistema do Mundo), um tratamento semipopular de seu trabalho em mecânica celeste e um modelo de prosa francesa. O livro incluía sua “hipótese nebular” – atribuindo a origem do sistema solar ao resfriamento e contração de uma nebulosa gasosa – o que influenciou fortemente o pensamento futuro sobre a origem planetária. Seu Traité de mécanique céleste (Mecânica Celestial), surgido em cinco volumes entre 1798 e 1827, resumiu os resultados obtidos por seu desenvolvimento matemático e aplicação da lei da gravitação. Ele ofereceu uma interpretação mecânica completa do sistema solar, concebendo métodos para calcular os movimentos dos planetas e seus satélites e suas perturbações, incluindo a resolução de problemas de maré. O livro fez dele uma celebridade.
Em 1814 Laplace publicou uma obra popular para o leitor geral, Essai philosophique sur les probabilités (Um Ensaio Filosófico sobre a Probabilidade). Esta obra foi a introdução à segunda edição da sua abrangente e importante Théorie analytique des probabilités (Teoria Analítica das Probabilidades), publicada pela primeira vez em 1812, na qual descreveu muitas das ferramentas que inventou para prever matematicamente as probabilidades que determinados eventos irão ocorrer na natureza. Ele aplicou sua teoria não apenas aos problemas comuns do acaso, mas também à investigação das causas dos fenômenos, estatísticas vitais e eventos futuros, enfatizando sua importância para a física e a astronomia. O livro é notável também por incluir um caso especial do que ficou conhecido como o teorema do limite central. Laplace provou que a distribuição de erros em grandes amostras de dados de observações astronômicas pode ser aproximada por uma distribuição gaussiana ou normal.
Provavelmente porque ele não tinha opiniões políticas fortes e não era um membro da aristocracia, ele escapou da prisão e execução durante a Revolução Francesa. Laplace foi presidente do Conselho de Longitude, ajudou na organização do sistema métrico, ajudou a fundar a Sociedade Científica de Arcueil, e foi criado um marquês. Ele serviu durante seis semanas como ministro do interior sob o governo de Napoleão, que famoso lembrou que Laplace “levou o espírito do infinitesimal à administração”