Пьер Симон Лаплас. Его жизнь и научная деятельность

Приведем взгляд Наполеона на ученые труды Лапласа, высказанные им в разное время. 27 вандемьера X года, получив том Небесной механики, генерал Бонапарт написал ее автору: «Первые шесть месяцев, которыми я буду свободно располагать, употреблю на прочтение вашего прекрасного творения». Араго замечает: «Нам кажется, что слова шесть месяцев уничтожают весь характер формальной благодарности и служат доказательством того, что Наполеон понимал трудность предмета».

5 фримера XI года чтение некоторых глав из Лапласовой книги, посвященной Бонапарту, вызвали у последнего следующие строки: «Искренне сожалению, что сила вещей удалила меня от ученого поприща; я могу только желать, чтоб люди будущих поколений, читая Небесную механику, не забыли того уважения, которое я питаю в своей душе к ее автору».

15 прериаля XIII года, генерал, сделавшийся императором, писал из Милана: «Мне кажется, что Небесная механика возвышает блеск нашего века». Наконец, получив Теорию вероятностей 12 августа 1812 года, он написал из Витебска следующее письмо Лапласу: «Было время, когда я нашел бы возможность прочитать вашу Теорию вероятностей, но теперь принужден только выразить мое удовольствие, которое всегда чувствую, когда вы издаете в свет новое сочинение, совершенствующее науку и возвышающее славу нации. Распространение, усовершенствование наук математических тесно соединены с благоденствием государства».

Имея такое высокое мнение о научной деятельности Лапласа, Наполеон ставил его весьма низко как практического деятеля. Приведем его подлинные слова о Лапласе: «Первоклассный геометр, Лаплас вскоре заявил себя администратором менее чем посредственным; первые шаги его на этом поприще убедили нас в том, что мы в нем обманулись. Замечательно, что ни один из вопросов практической жизни не представлялся Лапласу в его истинном свете. Он везде искал чего-то, идеи его отличались загадочностью, и, наконец, он был насквозь проникнут духом бесконечно малых, который вносил в администрацию».

После всего того, что нам известно о Лапласе, мы готовы согласиться с мнением о нем Наполеона. Мы видели пример его бесполезной хитрости при баллотировке Фурье. К тому же Лаплас привык иметь дело с вековыми явлениями, поэтому явлениям жизни он не мог придавать должного значения; они действительно должны были казаться ему бесконечно малыми. Строгий и взыскательный к себе на поприще науки, великий ученый ничем не стеснялся в жизни; иногда поступал хорошо, иногда дурно, смотря по обстоятельствам, менял свои убеждения, по-видимому, пренебрегая всем этим как бесконечно малым сравнительно с великими научными интересами, грандиозными планами в этой области. Так относился он вообще к жизни, так, а не иначе, отнеслись его современники к его жизни, считая все в ней тоже бесконечно малым сравнительно с его учеными заслугами.

Глава IV. Общие итоги

Заслуги Лапласа в области физики. – Гипотеза Лапласа о происхождении Солнечной системы.

Нам известно, что Лаплас работал также в области физики; труды его по физике очень многосторонни, но по значению своему уступают заслугам в области астрономии. В XII книге Небесной механики мы находим гипотезу Лапласа относительно законов теплоты; она заключается в следующем. Тело состоит из частичек, из которых каждая своим притяжением держит вокруг себя известное количество теплорода; частички тела притягивают друг друга так же, как притягивают теплород; но сами частички теплорода взаимно отталкиваются.

В газах частички так отдалены одна от другой, что их взаимное притяжение почти нечувствительно, вследствие чего эти вещества постоянно стремятся к расширению под влиянием взаимного отталкивания теплородных частичек. Лаплас предполагает, что теплород постоянно лучеиспускается между частичками; энергия этого внутреннего лучеиспускания есть температура газа.

Из сказанного видно уже, что гипотеза Лапласа вся построена на предположении вещественности теплоты и не согласуема с какой бы то ни было теорией волнообразного движения.

Большего внимания заслуживают исследования Лапласа, относящиеся к скорости звука. Он первым заметил, что обыкновенный закон изменений в упругости воздуха, зависящих от его сжатия, не может относиться к таким быстрым колебаниям, из которых состоит звук; дело в том, что внезапное сжатие воздуха производит известную теплоту, от которой еще более увеличивается эластичность воздуха. Лаплас в 1816 году открыл теорему, из которой можно определить это добавочное увеличение эластичности. Вычисленная при помощи его теоремы скорость звука довольно точно согласовалась с результатами лучших, прежде сделанных опытов, и подтвердила еще более точные опыты, произведенные впоследствии.

Общий характер деятельности Лапласа в физике заметен уже из того немногого, что мы здесь сказали; его опыты, наблюдения и отдельные теоремы имеют большое значение, но его гипотезы относительно теплоты, звука и света противоречат волнообразной теории, которую, казалось, так естественно было принять творцу небесной механики. Юнг в своей критике жалуется на то, что человек, так высоко стоявший в ученом мире, как Лаплас, употребил свое влияние на распространение заблуждения и не обратил внимания на факты, блистательно подтвердившие теорию волнообразных движений.

В опытной физике мы находим калориметр Лавуазье и Лапласа. Наука соединила имена этих двух ученых, так глубоко различных во всех других отношениях. Постоянное общение с Лавуазье и Бертолле значительно способствовало многосторонности Лапласа. Воззрения Лавуазье, творца современной химии, были, как все новое, встречены нападками и бранью. В Германии произошло сожжение портрета Лавуазье, и только математики Лаплас, Менье и Монж явились в то время сторонниками новой теории.

Лавуазье был секретарем Комиссии мер и весов, в которой принимали участие Лаплас, Борда, Лагранж и другие.

В заключение мы познакомим читателя с гипотезой Лапласа относительно происхождения Солнечной системы. Это, конечно, вопрос, решение которого, строго говоря, никогда нельзя будет проверить. О таких гипотезах можно только судить по той степени, в которой они удовлетворяют наш ум. Заслуживает внимания тот знаменательный факт, что в своих воззрениях на происхождение мира сошлись два гения, Кант и Лаплас, в разное время и совершенно независимо друг от друга. Кант в своем сочинении «Естественная история неба» стремился объяснить происхождение планетной системы. Это было в 1755 году, когда Лаплас был еще юношей. Мы приведем рассуждение Канта, не представляющее никаких затруднений для понимания. Кант придерживался того мнения, что вопрос о происхождении небесных тел и исследование причины их движения не принадлежит к числу труднейших. Он говорит: «Небесные тела суть шарообразные массы, это убеждает нас в том, что образование их должно обусловливаться простыми, несложными процессами. Движения небесных светил имеют такой же характер. Они – не что иное, как беспрепятственное продолжение движений от однажды полученного толчка; это движение под влиянием силы тяготения, сосредоточенной в центре, становится кругообразным. Сверх того, пространство, в котором они движутся, неизмеримо велико; это дает свободу движению и представляет нам возможность наблюдать его особенности. Мне кажется, здесь все дело обставлено так ясно, что можно сказать без преувеличения, дайте мне вещество, и я вам из него создам мир. Это, разумеется, следует понимать так: дайте мне вещество, и я объясню вам, как из него мог образоваться мир. Потому что как скоро дано вещество, одаренное в значительной степени силою тяготения, то не трудно узнать причины, которые вообще могли содействовать созданию вселенной. Известно, при каких условиях тела принимают шарообразную форму; легко также понять, что необходимо для того, чтобы свободно движущееся тело могло описывать круговую линию вокруг притягивающего его центра. Все это может быть сведено к простейшим и чисто механическим причинам. Но можно ли сказать о каком-нибудь самом ничтожном растении и животном: дайте мне вещество, и я объясню вам, как оно произошло? Можно с достоверностью сказать, что человек прежде угадает тайны мироздания, чем будет в состоянии свести к механическим причинам образование самого простейшего растения».

В своей гипотезе Кант исходит из того состояния вещей, в котором элементы материи рассеяны по всему мировому пространству. Сам процесс образования планет изложен Кантом довольно туманно, поэтому мы не будем его здесь излагать, а прямо перейдем к Лапласу, который выражает те же взгляды, только несравненно более ясным языком. Лаплас пришел к своей гипотезе, как и кенигсбергский мудрец, при размышлении о направлении движений тел солнечного мира: и тому, и другому бросилось в глаза, что направление это одинаково у Солнца, Земли, Марса, Юпитера, Луны. Лаплас насчитал в Солнечной системе 43 движения с одинаковым направлением и нашел, что вероятность такого совпадения громадна; он был убежден, что оно обусловливается общностью причины. Более подробное изложение гипотезы Лапласа было бы непонятно читателям, мало знакомым с математикой и механикой.

Исходя из упомянутой общей мысли, Лаплас развил свою теорию происхождения планет и их движений. Физик Плато посредством остроумного физического опыта демонстрировал гипотезу Лапласа. Плато брал сосуд с водою и прибавлял в него алкоголь до тех пор, пока смесь не приобретала удельный вес, равный весу оливкового масла. В эту смесь он вводил осторожно оливковое масло, которое принимало тотчас форму шара. Каждая новая капля, вводимая в смесь, сливалась с этим шаром, размеры которого, таким образом, возрастали. Когда последние достигли значительной величины, через шар пропустили тонкий стержень и привели его во вращательное движение; при этом тотчас произошло сжатие у полюсов вращения, это сжатие возрастало вместе со скоростью вращения, и наконец от масляной массы отделилось кольцо, которое вращалось в том же направлении, как и шар. Но это еще не все; с увеличением скорости вращения кольцо разорвалось и распалось на отдельные шарики, последние стали вращаться в том же направлении, что и шар, от которого они отделились. Таково наглядное изображение гипотезы Лапласа. Кольцо Сатурна он считал одним из веских доказательств справедливости своих воззрений.

Лаплас допускает образование нашей Солнечной системы из туманного пятна, размерами своими далеко превосходящего пределы этой системы в настоящее время.

Как ни кратко изложили мы гипотезу Лапласа, а все же легко усмотреть, что она скорее возбуждает нашу любознательность, чем ее удовлетворяет. Вообще мы должны относиться к такого рода гипотезам, как относился к своей гипотезе сам Лаплас: он поместил ее в приложениях к своей «Небесной механике», строго отделив от всего проверенного и доказанного.

К сожалению, мы должны отказаться от дальнейшего изложения других многочисленных заслуг Лапласа в области астрономии и математики, которые были бы непонятны для непосвященных. Лаплас занимался также с большим успехом теорией вероятности, о которой написал глубоко философский трактат.

Источники

1. Hoefer. Nouvelle Biographie gеnеrale.

2. Фигье. Светила науки.

3. Biot. Eloge.

4. Fourrier. Eloge.

5. Араго. Биографии астрономов.

6. Montudas. L'histoire des Mathеmatiques.

7. Уэвель. История индуктивных наук.

8. Савич. Астрономия.

9. Хандриков. Описательная астрономия.

10. Klein. Astronomische Abende. 1891 г.

11. Laplace. Oeuvres.