将上帝赶出宇宙的人.doc

“将上帝赶出宇宙的人”拉普拉斯 “大自然所表现出来的智慧，真是形形色色，变化万端。为了了解它，我们大家必须联合我们的知识和努力才行。”这句话，出自法国著名的天文学家和数学家，天体力学的集大成者皮埃尔-西蒙拉普拉斯。看见这句话，我就能够感觉得到他作为一个科学家，对于自己所研究的事业的无比热爱以及愿意联合所有，倾尽所有去获得大自然的智慧的启迪。拉普拉斯，法国数学家、天文学家，法国科学院院士。是天体力学的主要奠基人、天体演化学的创立者之一，他还是分析概率论的创始人，因此可以说他是应用数学的先躯。1749年3月23日生于法国西北部卡尔瓦多斯的博蒙昂诺日，曾任巴黎军事学院数学教授。1795年任巴黎综合工科学校教授，后又在高等师范学校任教授。1799年他还担任过法国经度局局长，并在拿破仑政府中任过6个星期的内政部长。1816年被选为法兰西学院院士，1817年任该院院长。1827年3月5日卒于巴黎。他这一生或是为科学而生的，凭借自己的论文令享有威望的达朗贝尔刮目相看，并收他为徒。他这一生或是与政治结缘的，与军事奇才拿破仑邂逅。短短数句就讲述了拉普拉斯的一生，但是，伟大的人拥有的绝不是一段平淡无奇的时间、文字叙述。那是在极其有限的人生中放射属于自己的光芒，也是在漫长的人生长河中书写一段属于自己的传奇！他所研究的领域恰好是我所从未涉及的，对于天体力学，我抱以无比崇敬却是从未有过多的思考。拉普拉斯是天体力学的主要奠基人，是天体演化学的创立者之一，是分析概率论的创始人，是应用数学的先躯。拉普拉斯用数学方法证明了行星的轨道大小只有周期性变化，这就是著名拉普拉斯的定理。他发表的天文学、数学和物理学的论文竟有270多篇，专著合计也有4006多页。其中最有代表性的专著有天体力学、宇宙体系论和概率分析理论。1796年，他发表宇宙体系论。也因研究太阳系稳定性的动力学问题被誉为法国的牛顿和天体力学之父。出生于法国诺曼底的博蒙，父亲是一个农场主，拉普拉斯从青年时期就显示出卓越的数学才能，18岁时离家赴巴黎，决定从事数学工作。于是带着一封推荐信去找当时法国著名学者达朗贝尔，但被后者拒绝接见。拉普拉斯就寄去一篇力学方面的论文给达朗贝尔。这篇论文出色至极，以至达朗贝尔高兴得要当他的教父，并使拉普拉斯被推荐到军事学校教书。首先，能凭借着一封信就有勇气求见达朗贝尔，那时的他定是年轻气盛的。同时，在被拒绝之后还能鼓足勇气用一篇优秀的论文打动老师的，就更是令人佩服了。此后，他同拉瓦锡在一起工作了一个时期，他们测定了许多物质的比热。1780年，他们两人证明了将一种化合物分解为其组成元素所需的热量就等于这些元素形成该化合物时所放出的热量。这可以看作是热化学的开端，而且，它也是继布拉克关于潜热的研究工作之后向能量守恒定律迈进的又一个里程碑，60年后这个定律终于瓜熟蒂落地诞生了。这个全能的科学家，连化学领域中的能量守恒他都有涉足。但他的主要注意力还是集中在天体力学的研究上面，尤其是太阳系天体摄动，以及太阳系的普遍稳定性问题。他把牛顿的万有引力定律应用到整个太阳系，1773年解决了一个当时著名的难题：解释木星轨道为什么在不断地收缩，而同时土星的轨道又在不断地膨胀。拉普拉斯用数学方法证明行星平均运动的不变性，并证明为偏心率和倾角的3次幂。这就是著名的拉普拉斯定理，从此开始了太阳系稳定性问题的研究。同年，他成为法国科学院副院士，17841785年，他求得天体对其外任一质点的引力分量可以用一个势函数来表示，这个势函数满足一个偏微分方程，即著名的拉普拉斯方程。1785年他被选为科学院院士。 1786年证明行星轨道的偏心率和倾角总保持很小和恒定，能自动调整，即摄动效应是守恒和周期性的，即不会积累也不会消解。1787年发现月球的加速度同地球轨道的偏心率有关，从理论上解决了太阳系动态中观测到的最后一个反常问题。1796年他的著作宇宙体系论问世，书中提出了对后来有重大影响的关于行星起源的星云假说。他长期从事大行星运动理论和月球运动理论方面的研究，在总结前人研究的基础上取得大量重要成果，他的这些成果集中在17991825年出版的5卷16册巨著天体力学之内。在这部著作中第一次提出天体力学这一名词，是经典天体力学的代表作。拉普拉斯的著名杰作天体力学，集各家之大成，书中第一次提出了“天体力学”的学科名称，是经典天体力学的代表著作。宇宙系统论是拉普拉斯另一部名垂千古的杰作。在这部书中，他独立于康德，提出了第一个科学的太阳系起源理论星云说。康德的星云说是从哲学角度提出的，而拉普拉斯则从数学、力学角度充实了星云说，因此，人们常常把他们两人的星云说称为“康德-拉普拉斯星云说”。我想，伟大的科学家们的伟大功绩总是为后人们所津津乐道。拉普拉斯被誉为“将上帝赶出宇宙的人”。 人类一直在思考自己生活的宇宙是如何形成的。直到二百多年前，才有康德提出了第一个比较科学的太阳系形成假说，认为太阳系是由一团星云发展演化而成。当时很多人不相信这个星云之说，慢慢地也就遗忘了。50年以后，拉普拉斯重新提出这个假设，并且从力学原理出发，严密的数学推理证明了这个学说的科学性，进而带来了宇宙观的重大变革。在这一点上，我欣赏他，不会因为被大众所抛弃、所遗忘的观点而放弃求索，放弃不应是一个求知者所为。长期以来，科学家一直受“太阳系如何形成”，“地球何以会绕太阳运转” 这些问题的困扰，就连著名科学家牛顿也难以回答，最后只好求助神学，把运动的最终原因归于“上帝的第一推动”。这也就是我们后来常说的“上帝之手”了。对于科学探索，我想，这恐怕是最讽刺的事情了。而拉普拉斯对宇宙形成问题进行了详细的研究，写下了宇宙体系论和天体力学两书。他认为太阳系是从一团原始星云形成的，原始星云由于运动和质点相互吸引而形成原始火球，原始火球进一步收缩，并且由于吸引和排斥的综合作，逐渐分化形成太阳系各行星，最后构成了现在的太阳系。他对太阳系的特点进行推算，深刻地解释了太阳系各行星的运动和轨道。他的学说逐渐为科学界所承认。星云学说带来了宇宙观的变革，它指出宇宙是在自然界自身运动发展产生的，将土帝驱逐出宇宙。拉普拉斯1799年出版了巨著天体力学的头两卷，主要论述行星运动、行星形状和潮汐。1802年出版第三卷，论摄动理论。 1805年出版第四卷，论木星四颗卫星的运动及三体问题的特殊解。1825年出版第五卷，补充前几卷的内容。由于这部巨著的出版，拉普拉斯被誉为法国的牛顿。据说，当拿破仑看到这部书时，问拉普拉斯，为何在他的书中一句也不提上帝。拉普拉斯明确地回答：“陛下，我不需要那个假设”。够自信，够豪迈。这成为当时无神论者藐视上帝的名言。我想，当时他说出这样的话时是需要足够的自信和勇气的，在那样一个时代，他自信于自己的理论，自己的科学信仰，敢于直面挑战宗教权威的挑战，光是这般勇气就值得我无比钦佩了。 拉普拉斯妖，这个名词首次听到是在老师的课堂上，随即便产生了极大的兴趣。查阅了文献资料后得知，原来是指拉普拉斯的一个假设。“我们可以把宇宙现在的状态视为其过去的果以及未来的因。如果一个智能知道某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置，假如他也能够对这些数据进行分析，那宇宙里最大的物体到最小的粒子的运动都会包含在一条简单公式中。对于这智者来说没有事物会是含糊的，而未来只会像过去般出现在他面前。”他所处的年代正好是牛顿经典力学逐步走向成熟并占据统治地位的时期，因此，他是一个对因果决定论最深信不疑的科学家。正是基于对牛顿力学的无比信心，他提出，对于宇宙这种有规律的运动，如果存在一个智慧的精灵，她完全可以根据此刻宇宙中所有物体的位置、速度，推断出它们未来的运动。对她来说，未来没有什么是不确定的，一切都可以通过现在的状态计算知道。这个能够准确预测宇宙任何时刻任何事情的“精灵”，令那个时代的科学家们如痴如醉，他们深信科学能够无限接近那个充满智慧的“精灵”，不，也许科学本身经过发展就能成为那样的“精灵”。这个畅想多么迷人！如果“拉普拉斯妖”真的存在，人类总有一天能成为这样的“精灵”，进而掌握宇宙所有法则和所有细节。整个19世纪，科学家们被这“小妖”吸引着、诱惑着，忘情地奔向这只“小妖”。对于这个“小妖”的提出，反驳论述已经有很多了。我本身可能是没有发言权的。我想，可不可以理解为科学家对于求知的疯狂热爱导致了类似偏激的假设呢？对于拉普拉斯，我始终是怀着崇敬的心情去翻开他过去的故事的。不去管他在政治上的态度是多么的不为人所认同，我所关注的就是他在对待科学事业的兢兢业业，他所取得的伟大成就未必那些指责他政治上小人作风的人就能够匹敌。他去世前的最后一句话是“我们所知甚少，不知道的却甚多”。我感动于他在渴求了那么多知识，开启