Чтение онлайн

Эвктемон, Euct'emon (V в. до н.э.) — древнегреческий астроном. Вместе с Метоном в 432 г. до н.э. наблюдал летнее солнцестояние.

Эйлер, Леонард, Euler (1707—1788) — математик, физик и астроном. Родился в Швейцарии. В 1727—1741 и 1766—1783 гг. работал в России. Член Петербургской и Берлинской академий наук. Написал множество научных работ по аналитической механике, арифметике, о приливах и отливах морей и др.

Энке, Иоганн Франц, Encke (1791—1865) — немецкий астроном. Обучался под руководством Гуасса. Впервые определил элементы орбиты кометы, открытой Понсом в ноябре 1818 г. Эта периодическая комета получила название кометы Энке.

Эратосфен Киренский, Eratosphene (ок. 275—195 до н.э.) — древнегреческий математик, астроном и географ. Ему приписывается первое определение размеров Земли.

Юнг, Томас, Young (1773—1829) — английский учёный, физик, по образованию врач. Занимался изучением интерференции и дифракции света, изучал человеческое зрение, установил законы интерференции света, для определения упругости материалов предложил модуль, получивший название модуля Юнга.

Яо, Yao (2356—2258 до н.э.) —один из великих императоров легендарного периода истории Китая, отличавшийся мудростью. Впервые установил систему счисления времени.

ЛАПЛАС И ЕГО ВКЛАД В РАЗВИТИЕ АСТРОНОМИИ

Пьер Симон Лаплас жил и работал в то тревожное для Франции время, когда страна переживала ряд важных политических преобразований. Феодальный абсолютизм, установившийся при правлении Генриха IV и Людовиков XIII и XIV, был уничтожен буржуазной революцией 1789—1794. Его сменила провозглашённая Конвентом республика, затем диктатура якобинцев, Директория, военная диктатура Наполеона Бонапарта и после его разгрома русскими войсками снова монархия, возглавляемая Бурбонами. На фоне таких политических событий Лаплас создавал свои труды.

Пьер Симон Лаплас родился 23 марта 1749 г. в Нормандии, в Бомоне на Оже (Beaumont-en-Auge) в семье фермера.

Свои школьные годы Пьер-Симон провёл в Бомоне, где учился в бенедектинском коллеже конгрегации св. Мора. Там давалось в основном светское образование. Лаплас проявил блестящие способности к литературе и богословию. Литературу он любил всю жизнь, особенно Расина, ставшего его любимым поэтом, стихи которого он ценил наравне с открытиями Ньютона и часто читал наизусть отрывки из его трагедий. Юный Лаплас вначале предполагал посвятить себя церкви и в молодости отличался в теологических спорах, чем обратил на себя внимание некоторых влиятельных лиц, которым он обязан своим воспитанием. По воспоминаниям людей, близко знавших Лапласа, он и в зрелые годы в домашней обстановке любил поспорить о религии. Однако, по всей вероятности, Лаплас не был верующим человеком. Во всяком случае, в его научных трудах нельзя найти и следов религиозного мировоззрения. Зато в них неоднократно упоминаются «заблуждения и предрассудки», сковывающие человеческий разум.

Окончив коллеж, Лаплас некоторое время учился и одновременно преподавал в военной школе в Бомоне, а затем поступил в университет в городе Кане (Caen), чтобы подготовиться к карьере священника. Там он изучил философию. Но вскоре один из преподавателей университета Каню (Canu) открыл в нем необыкновенные математические способности и направил его в Париж, снабдив рекомендательным письмом к Даламберу, бывшему тогда на вершине своей славы и влияния. Даламбер не принял молодого провинциала и несколько раз уклонялся от встречи с ним. Но когда Лаплас снова пришёл к нему, принеся вместо рекомендаций свою работу по высшей математике, великий учёный был восхищён. Вскоре он выхлопотал Лапласу место преподавателя в Королевской военной школе в Париже и открыл ему доступ в Академию наук. Для двадцатилетнего честолюбивого юноши начались годы напряжённой работы. Последующее двадцатилетие было самым плодотворным в его научной деятельности.

Пьер Симон Лаплас.

Гравюра на меди Тони Гутьера.

* * *

Лаплас был человеком скрытным. О его детстве и юности известно очень немного. О них он не любил рассказывать и ничего не написал. Биографы Лапласа объясняют это тем, что прославленный учёный, ставший к тому же аристократом и сановником, стыдился своего происхождения и бедности, которую ему пришлось испытать смолоду. Высказывались даже предположения, что происхождение и юность Лапласа связаны, быть может, с какой-то тайной. Уехав в Париж, Лаплас прервал отношения со своими провинциальными родственниками, не виделся с ними до самой смерти и, по-видимому, ни разу не побывал на родине. Лаплас не любил говорить и писать о себе, о своих мыслях и чувствах; он не оставил мемуаров, а в своей переписке с учёными касался только научных вопросов. Он жил в бурное время, режимы и правительства менялись неоднократно, а Лаплас всегда был в фаворе. Наверное, скрытность всё же была постоянной чертой его характера.

Двадцатилетний Лаплас приехал в Париж блестяще и разносторонне образованным человеком, знакомым с трудами передовых философов своего времени, владеющим самыми современными математическими методами — вот всё, что известно о нем. Руководил ли кто-нибудь специально образованием Лапласа или он был всем обязан только себе, своим способностям, энергии и любознательности — неизвестно.

Получив место преподавателя в Парижской военной школе, Лаплас отдал всё своё время науке, он направил свои усилия по пути, от которого уже никогда не отклонялся, так как нерушимое постоянство в выполнении задуманного всегда было характерной чертой его гения. Он посвятил себя астрономии и решил всё в ней улучшить и уточнить. Вся его жизнь, посвящённая этой грандиозной задаче, являет пример настойчивости и целеустремлённости.

* * *

Труды Галилея, Гюйгенса, Ньютона дали мощный толчок развитию механики. Математический анализ, разработанный Лейбницем и Ньютоном, которые создали основы дифференциального и интегрального исчислений, бесконечно расширил возможность научного изучения природы.

Законы эллиптического движения планет были открыты Кеплером. Ньютон объяснил их исходя из сформулированного им принципа всемирного тяготения. Ничего не зная о природе силы тяготения (она, по сути дела, не известна и сейчас), Ньютон, основываясь на законах тяготения, создал математическую теорию, связавшую воедино движения планет, их спутников, комет, падение тел и явление морских приливов. Он создал понятие возмущающей силы третьего тела, изменяющей движения двух взаимно притягивающихся тел, объяснил неравенства лунного движения — эвекцию, вариацию и годичное уравнение. Исходя из своей теории, Ньютон предположил, что Земля должна быть сжата у полюсов, и показал, что предварение равноденствий, известное ещё с древности, должно быть следствием этого сжатия. Он создал также первую научную теорию приливов, происходящих в результате притяжения водной массы Луной и Солнцем.

Наука в XVIII в. быстро развивалась, причём наиболее впечатляющими были успехи астрономии и небесной механики. Закон всемирного тяготения дал незыблемую основу для изучения движений небесных тел и послужил стимулом для бурного развития новых разделов математики. Славная плеяда учёных — младших современников Ньютона и живших после него — продолжала работать над проблемами, поставленными его теорией. Измерения градусов меридиана на разных широтах подтвердили мысль Ньютона о том, что Земля сжата у полюсов; об этом же говорили и закономерные изменения силы тяжести, определённой в различных точках земной поверхности из наблюдения качающихся маятников. Были разработаны способы расчёта орбит комет и предсказания времени их возвращения к Солнцу. «Своевременное» появление кометы Галлея, предсказанное расчётами его и Клеро, произвело на современников не меньшее впечатление, чем в древности солнечные и лунные затмения, предсказанные античными астрономами. В честь Галлея, кометы названной его именем, и Клеро слагались песни и оды. Многие задачи небесной механики были разрешены в трудах Эйлера, Клеро, Даламбера, Лагранжа и других математиков, причём ими же параллельно создавался математический аппарат, необходимый для решения этих задач. К середине XVIII в. у многих учёных окрепло убеждение, что сложность движения тел в солнечной системе зависит только от их многочисленности, а закон, управляющий ими, — один: всё скрыто в формуле всемирного тяготения. Если какое-либо явление не подчиняется принципу всемирного тяготения или противоречит ему, значит, допущены ошибки в наблюдениях или наблюдения неверно истолкованы. Но это надо было ещё доказать.

В континентальной Европе, особенно во Франции, теории Ныотона пришлось поначалу преодолевать влияние картезианства. Но во времена, к которым относится начало научной деятельности Лапласа, учение Ньютона уже получило всеобщее признание и во Франции. Лаплас с самого начала стал убеждённым последователем и продолжателем Ньютона. Его даже называли «Французским Ньютоном».

* * *

Напряжённо и продуктивно работая в Париже, Лаплас одну за другой представляет в Академию наук статьи по «чистой» и прикладной математике, по математической физике и проблемам небесной механики. Он возвращается к задачам, решённым его предшественниками неточно или с недостаточной полнотой, и ставит и решает новые задачи. В лаборатории Лавуазье Лаплас занимается физикой. По-видимому, это был первый и последний случай, когда Лаплас непосредственно столкнулся с физическим экспериментом по изучению теплоты и электричества (к математической физике он вернётся ещё раз во второй половине своей жизни). Некоторые из математических методов, предложенных Лапласом, применяются до сих пор и носят его имя. Весьма велик его вклад в разработку теории вероятностей, которую он пытался применить не только к научным наблюдениям и опытам, но и к событиям гражданской и политической жизни. Но делом всей жизни Лапласа, в котором полностью проявился его колоссальный талант, стала небесная механика.

Нерешённых проблем в небесной механике оставалось немало. Лаплас поставил своей задачей доказать, что законами всемирного тяготения можно объяснить все движения небесных тел, вплоть до самых малых подробностей. Если Лаплас и терпел когда-нибудь неудачи на этом пути, это осталось неизвестным. О своих неудачах он рассказывать не любил, а успехов было множество. Применив более совершенные, чем его предшественники, методы математического анализа, Лаплас разрешил долго тревожившую умы задачу так называемого векового ускорения среднего движения Юпитера и замедления движения Сатурна. Оказалось, что эти эффекты имеют не вековой, а периодический характер и зависят от взаимного притяжения этих планет, определяемого их положением. В других работах Лаплас показал, что элементы движения планет могут лишь колебаться около своей средней величины в некоторых узких пределах. Отсюда вытекало, что все неравенства в движениях планет — периодические и, следовательно, солнечная система устойчива. Земле не грозит опасность упасть на Солнце или отдалиться от него. Устойчивость солнечной системы поддерживается взаимным влиянием её членов и не требует периодической корректировки извне, как то предполагал Ньютон, а за ним и Эйлер. Славу этого фундаментального вывода с Лапласом делит другой великий математик XVIII в. — Лагранж, пришедший к аналогичному выводу.