 |
Краткая биография П.С. Лапласа
|
|
|
|
Студента группы XX-XX Рулина
Преподаватель: Седов Анатолий Борисович
Москва 2003
Содержание
I. Введение………………………………………………..3
II. Лаплас и его терория полного детерминизма……3
1. Краткая биография П.С. Лапласа………………..3
Физическая основа идей лапласовского
детерминизма………………………………………….6
Астрономическая основа идей
лапласовского детерминизма……………………….7
Философская основа идей лапласовского
детерминизма…………………………………………. 8
Содержание теории лапласовского
детерминизма… ………………………………………..9
Следствия из теории полного детерминизма
Лапласа …………………………………………………10
Критика теории полного детерминизма
Лапласа…………………………………………………12
III. Заключение………………………………………….14
IV. Литература………………………………………….16
Введение
Лаплас был физиком и практически не занимался философией и тем не менее его вклад в философию очень существенен, может быть даже более существенен, чем некоторых философов и вот почему. В философии существует такая категория вопросов, которые, будучи один раз поставленными, в дальнейшем, не смотря на то, что на них не был дан ясный и окончательный ответ, который притом бы признавался всеми философскими течениями, служат краеугольными камнями всего последующего развития философской мысли. Таким вопросом был, например, вопрос о том, что первично: материя или дух. Таким же важным вопросом философии является и такой вопрос, который поставил французский физик Пьер Симон Лаплас, о том, всё ли в мире предопределенно предыдущим состоянием мира, либо же причина может вызвать несколько следствий. Как и предполагается философской традицией сам Лаплас в своей книге «Изложение системы мира» не задавал никаких вопросов, а сказал уже готовый ответ о том, что да, всё в мире предопределенно, однако как часто и случается в философии предложенная Лапласом картина мира не убедила всех и тем самым его ответ породил дискуссию вокруг того вопроса, которая продолжается и по сей день.
|
|
|
Несмотря на мнение некоторых философов от том, что квантовая механика разрешила данный вопрос в пользу вероятностного подхода, тем не менее, теория Лапласа о полной предопределенности или как её иначе называют теория лапласовского детерминизма обсуждаема и сегодня. Достаточно ввести в поисковую машину интернета слова «детерминизм Лапласа», чтобы убедится в этом. Ещё одним примечательным фактом я столкнулся во время поисков первоисточника, то есть той части трудов Лапласа, где он затрагивал данную проблему. Однако везде попадались лишь цитаты его высказываний размером в полстраницы. Когда же источник был найден, оказалось что у самого Лапласа на эту тему написано немногим больше. Однако, тем не менее на одной странице он смог раскрыть всю суть проблемы лучше, чем это сделали бы философы в своих многостраничных трактатах. Хотя если быть справедливым философы часто бывают многословные из – за того что им необходимо показать, что свои измышления они взяли не из воздуха, а из строгих логических выводов из постулатов которые базируются на работах предыдущих философов или, в крайнем случае, сами по себе являются достаточно очевидными и никем не оспариваются. Но что непростительно философу, что простительно физику, поэтому в данной работе, прежде чем рассмотреть суть и анализ теории Лапласа мы постараемся рассмотреть те исходные посылки, которыми руководствовался Лаплас для вывода своей теории.
Краткая биография П.С. Лапласа
|
|
|
Понимание того, как Лаплас пришёл к своим выводам невозможно без знания его жизненного пути и обстановки, в которой формировались его взгляды.
Родился Пьер Симон Лаплас 23 марта 1749 г. в семье небогатого фермера в местечке Бомон-ан-Ож в Нижней Нормандии.О детстве и юности Лапласа известно мало. Помещик, у которого его отец арендовал землю, покровительствовал смышлёному мальчику и дал ему возможность учиться в колледже монахов-бенедиктинцев в Бомон-ан-Ож, получив светское образование.Лаплас проявил блестящие способности к языкам, математике, литературе, богословию. Ещё учась в колледже, он получил место преподавателя в военной школе Бомона, где преподавал элементарную математику.
Окончив колледж, Лаплас поступил в университет в городе Кан и готовился там к карьере священника. Лаплас самостоятельно изучал труды Исаака Ньютона и математические работы Леонарда Эйлера, Алексиса Клеро, Жозефа Луи Лагранжа и Жана Лерона Д'Аламбера. Уже тогда Лапласа увлекала, с одной стороны строгая и определённая физика Ньютона, а с другой стороны теория вероятностей, изучающая все проблемы вроде бы с противоположной позиции – позиции неопределённости. Поэтому не случайно первая научная работа Лапласа была связана с математической теорией азартных игр. Для нахождения средних значений случайных величин он предложил “метод наименьших квадратов” (ищется величина, сумма квадратов отклонений от которой минимальна). Метод этот стал одним из важнейших инструментов теоретического естествознания.
Лаплас стал убеждённым последователем Ньютона и поставил перед собой задачу объяснить движение планет, их спутников, комет, океанские приливы на Земле и сложное движение Луны, пользуясь только принципом тяготения Ньютона. Своё убеждение он хотел подтвердить конкретными расчётами. Лаплас отказался от карьеры священника и решил посвятить свою жизнь теоретической астрономии. Осенью 1770 г. Лаплас переехал в Париж. Благодаря поддержке известного ученого Д.Аламбера, Лаплас стал профессором математики в Королевской военной школе в Париже. В 1773 году Лаплас был избран в Парижскую академию наук как адъюнкт-механик. В том же году была опубликована его фундаментальная работа “О принципе всемирного тяготения и о вековых неравенствах планет, которые от него зависят”.Лаплас, усовершенствовав теорию Лагранжа, показал, что неравенства планет должны быть периодическими. Последующие работы Лагранжа и самого Лапласа подтвердили их расчёты. Периоды всех планет почти соизмеримы с периодом обращения Юпитера, поэтому их движения сложны и только в первом приближении могут быть описаны законами Кеплера. Лаплас же обнаружил, что сложное движение планет и комет вызвано именно близостью Солнечной системы к гармоничному состоянию.
|
|
|
В работах 1778—1785 гг. Лаплас продолжал совершенствовать теорию возмущений. Её он использовал для анализа движения комет. В 1789 г. Лаплас построил теорию движения спутников Юпитера. Она очень хорошо согласовалась с наблюдениями, и её использовали для предсказания движения этих спутников.
В 1796 году Пьер Симон написал замечательную книгу “Изложение системы мира”. В ней он собрал все основные астрономические знания XVIII столетия, не используя ни одной формулы. В ней Лаплас кроме своего теории детерминизма, о которой речь пойдёт ниже, представил также свою гипотезу происхождения Солнечной системы, которая вскоре стала знаменитой.
Лаплас предположил, что Солнечная система рождена из горячей газовой туманности, окружавшей молодое Солнце. Постепенно туманность остыла и под действием тяготения начала сжиматься. С уменьшением её размеров она вращалась всё быстрее. Из-за быстрого вращения центробежные силы стали сравнимыми с силой тяготения, и туманность сплющилась, превратилась в околосолнечный диск, который начал разбиваться на кольца. Чем ближе к Солнцу было кольцо, тем быстрее оно вращалось. Вещество каждого кольца постепенно остыло. Так как вещество в кольце не было распределено однородно, отдельные его сгустки благодаря тяготению начали сжиматься и собираться вместе. В конце концов кольцо из сгустков превратилось в протопланету. Каждая протопланета вращалась вокруг оси, и в результате этого могли образоваться её спутники.
|
|
|
Гипотеза Лапласа просуществовала более ста лет. Физические эффекты “остывания” и “гравитационного сжатия”, которыми пользовался Лаплас, являются главными и в современных моделях образования Солнечной системы. В своей книге Лаплас, обсуждая свойства тяготения, приходит к выводу о том, что во Вселенной, возможно, есть настолько массивные тела, что свет не может их покинуть. Такие тела сейчас называют чёрными дырами.
В 1790 г. была учреждена Палата мер и весов. Президентом стал Лаплас. Здесь под его руководством создана современная метрическая система всех физических величин.В августе 1795 г. был учреждён Институт Франции, заменивший Академию. Лагранж избран председателем, а Лаплас — вице-председателем физико-математической секции института. Лаплас начал работу над большим научным трактатом о движении тел в Солнечной системе. Он назвал его “Трактатом о небесной механике”. Первый том вышел в 1798 г. Лаплас продолжал много работать. Один за другим выходили тома “Трактата о небесной механике”. Он стал членом большинства европейских академий. В 1808 г. Наполеон, уже будучи императором, пожаловал Лапласу титул графа империи.
В 1814 г. Лаплас получил титул маркиза и стал пэром Франции, ему вручили орден Почётного легиона высшей степени. За литературные достоинства “Изложения системы мира” Лаплас был избран в число “40 бессмертных” — академиков секции языка и литературы Парижской академии наук.В 1820 г. Лаплас организовал расчёты координат Луны по формулам его теории возмущений. Новые таблицы хорошо согласовывались с наблюдениями и имели большой успех.
Последние годы жизни Лаплас провёл с семьёй в Аркейле. Он занимался изданием “Трактата о небесной механике”, работал с учениками. Несмотря на крупные доходы, жил он очень скромно. Кабинет Лапласа украшали копии с картин Рафаэля. Зимой 1827 г. Лаплас заболел. Утром 5 марта 1827 г. он умер. Последние слова его были: “То, что мы знаем, так ничтожно по сравнению с тем, чего мы не знаем”.
Физическая основа идей лапласовского детерминизма:
Зародившаяся в ХУII веке классическая физика в следующем веке набрала силу и заставила философов изменить взгляд на многие вещи, в частности на понятие "состояние". В ХУШ веке это понятие становится существенным элементом новой картины мира, становление и развитие которой связано прежде всего с развитием аналитической механики как основополагающей дисциплины в естествознании. Предпринимаются попытки перехода к охвату механическим описанием всех сторон действительности. Основой для решения этой задачи стало изложение механики на языке аналитики. Наступил третий период развития классической механики. В этот период развивается и уточняется понятие механического состояния как функции от времени. Это понятие разрабатывается в трудах Эйлера и в особенности Лагранжа. Анализируя работы Эйлера, Лагранжа, Гамильтона, можно сделать вывод, что в аналитической механике, в отличие от механики Ньютона, где понятие "состояние" отражает способ реализации, проявления существования объектов (механических), это понятие стало означать тождественный себе физический объект. Это связано прежде всего с четко выраженной дифференциацией движения, отраженной в непрерывно действующем законе, связывающем положение и скорость системы со временем и позволяющем отождествить систему в любое мгновение.
|
|
|
Кроме того, понятие "состояние" было распространено на Вселенную, что вызывалось представлением о Вселенной как изолированной системе. В этом весьма существенное отличие толкования содержания данного понятия в аналитической механике от его толкования в механике Галилея – Ньютона. Мир Галилея – Ньютона был открытым. Ньютон говорил поэтому т о л ь к о о состоянии отдельных систем, но не о состоянии мира в целом, так как Вселенная представлялась ему неограниченной и бесконечной в пространстве и времени. В связи с выделением состояний отдельных объектов возникла проблема смежности состояний. Если понимать под смежностью непрерывную передачу действия через пространство (действие путем контакта), то в концепции- Ньютона, где господствовала идея дальнодействия, вопрос о смежности не вставал или, в лучшем случае, сводился к отношению сосуществования, которое характеризуется рядоположенностью, как определяет ее М.А.Парнюк.
К этому следует добавить, что были известны также отношения сосуществования во времени, которые конкретизируются в данном случае в виде связи состояний одного объекта в течение времени. Эта связь состояний отражена в уравнениях движения. Пространственное же сосуществование проявляется в связях состояний рядоположенных объектов в один и тот же момент времени.
Г.В.Лейбниц также выделяет состояния только отдельных вещей, но состояния эти вследствие признания их смежности понимаются им во взаимосвязи и взаимодействии в отличие от концепции Ньютона, в которой они только связаны друг с другом. "Все во Посланной. – пишет Лейбниц, – находится в такой связи, что настоящее всегда скрывает в своих недрах будущее, и всякое данное состояние объяснимо естественным образом только из непосредственно предшествующих ему". Исходя из идеи непрерывности, Лейбниц отвергал идею дальнодействия и выдвинул доктрину о непосредственном действии, производимом контактными сипами через некоторого посредника. На основе этих представлений вопрос о смежности состояний решался естественным образом: смежность состояний – необходимое следствие идеи непрерывности и идеи близкодействия. Но в классической механике идея смежности состояний не получила большого распространения из-за господства идеи дальнодействия. Однако для теории поля, как мы в дальнейшем увидим, она имеет большое методологическое значение.
Взгляды Лейбница на взаимосвязь, состояний вещей, которые составляют Вселенную, и на определяющую роль этой взаимосвязи в эволюции Вселенной при экстраполяции понятия "состояние" на Вселенную как целое сыграли важнейшую роль в возникновении лапласовского детерминизма.
Астрономическая основа идей лапласовского детерминизма.
Начиная с работ Кеплера астрономия также стала находится в состоянии непрерывного подъема. Кеплер точно показал, что все звёзды и планеты двигаются по строго определённым законам. Ньютон вывел теоретическое обоснование этих законов. Последователи Кеплера и Галлея в своих наблюдениях проверяли теорию практикой и когда наблюдалась несовпадение они высказывали гипотезу и если расчёт был проведён верно, то вскоре по вычисленным данным обнаруживалась новая планета, спутник, астероид и т. д. Таким образом каждое отклонение от строго заданных законов движения только подтверждало эти законы. Естественно возникала мысль а том, что если законы строги и определённы для небесных тел, то наверное также обстоит дело и с телами земными. Тем более что аналогичная попытка, предпринятая Ньютоном, увенчалась успехом и на аналогиях с планетами была построены вся классическая физика. В своей работе Лаплас напрямую приводит успехи астрономии как доказательство того, что всё подчиняется определённым законам:
«Позвольте нам заметить, что прежде, необычный дождь или критическая засуха, наличие кометы с длинным шлейфом, затмения, северное полярное сияние, и вообще все необычные явления бывали расценены как многочисленные символы астрономического гнева. Небо было вызвано, чтобы предотвратить их губительное влияние. Никто не молился, чтобы иметь планеты и солнце, зафиксированные на своих местах: наблюдение скоро сделало очевидным тщетность таких молитв. Но поскольку эти явления, встречаясь и исчезая в длинных интервалах, казались противодействующими порядку природы, предполагалось, что Небо раздражено преступлениями жителей земли, и создало их, чтобы возвестить грядущее отмщение за них. Так возьмём длинный хвост кометы: Комета 1456 ужаснула Европу, уже брошенную в испуг быстрыми успехами Турок, которые только что свергли Византийскую Империю. Эта звезда после четырех вращений возбудила среди нас очень различный интерес. Познание законов системы мира Приобретенное в интервале между появлениями кометы рассеяло страхи, рожденные незнанием истинного отношения человека к этой области; и Галлей, распознав Тождество этой кометы с таковыми, появляющимися в 1531, 1607, и 1682 годах, возвестил Его следующее возвращение в течение конца года 1758 или начала года 1759. Изученный мир, ожидающий с нетерпением это возвращение, которое должно было утвердить одно из самых больших открытий, которые были сделаны в науках, и выполняют прогноз Сенеки, когда он сказал, в разговоре относительно вращений тех звездочек, которые падают от огромной высоты: «день прибудет когда, преследуемым изучением сквозь несколько возрастов, вещи, теперь скрытые выступят с доказательством; и потомство будет удивлено, что истины столь очевидные, вышли из нас». Клеро тогда ручался подвергать анализу возмущения, которые комета имела от воздействий из двух больших планет, Юпитера и Сатурна; после Огромных вычислений он установил его следующее появление в перигелии к началу апреля, 1759 года, которое было фактически проверено наблюдением. Правильность, с которыми выводы астрономии предсказывают движение комет, существует также во всех явлениях.»
|
|
|
