宇宙體系論

　　編輯推薦：在自然科學的發(fā)現里，天文學居領先地位。自從人類開始觀天以至今日，廣泛地認識了宇宙體系之過去與將來，這個歷程實在經過了多么漫長的道路。在取得這些成就以前，人們對天體觀測了好多世紀，由天體的視運動而認識地球的真運動，從而發(fā)現行星運動的定律，更由這些定律提高到萬有引力的原理，最后再根據這個原理去對一切天象，甚至它們的細節(jié)，加以全面的了解。這便是人類智慧在天文學上取得的成就。對于這些發(fā)現，以及它們的產生與發(fā)展所遵循的最簡單的法則加以解說，當有兩方面的好處，可使讀者了解：1，這些重要真理的概況；2，尋找自然規(guī)律所應遵循的科學方法。這便是作者在本書內所企圖達到的目標。

　　拉普拉斯（Laplace，Pierre-Simon，marquisde），法國著名數學家和天文學家，拉普拉斯是天體力學的主要奠基人，是天體演化學的創(chuàng)立者之一，是分析概率論的創(chuàng)始人，是應用數學的先軀。拉普拉斯用數學方法證明了行星的軌道大小只有周期性變化，這就是著名拉普拉斯的定理。他發(fā)表的天文學、數學和物理學的論文有270多篇，專著合計有4006多頁。其中最有代表性的專著有《天體力學》、《宇宙體系論》和《概率分析理論》。1796年，他發(fā)表《宇宙體系論》。因研究太陽系穩(wěn)定性的動力學問題被譽為法國的牛頓和天體力學之父。拉普拉斯生于法國諾曼底的博蒙，父親是一個農場主，他從青年時期就顯示出卓越的數學才能，18歲時離家赴巴黎，決定從事數學工作。于是帶著一封推薦信去找當時法國著名學者達朗貝爾，但被后者拒絕接見。拉普拉斯就寄去一篇力學方面的論文給達朗貝爾。這篇論文出色至極，以至達朗貝爾忽然高興得要當他的教父，并使拉普拉斯被推薦到軍事學校教書。此后，他同拉瓦錫在一起工作了一個時期，他們測定了許多物質的比熱。1780年，他們兩人證明了將一種化合物分解為其組成元素所需的熱量就等于這些元素形成該化合物時所放出的熱量。這可以看作是熱化學的開端，而且，它也是繼布拉克關于潛熱的研究工作之后向能量守恒定律邁進的又一個里程碑，60年后這個定律終于瓜熟蒂落地誕生了。拉普拉斯的主要注意力集中在天體力學的研究上面，尤其是太陽系天體攝動，以及太陽系的普遍穩(wěn)定性問題。他把牛頓的萬有引力定律應用到整個太陽系，1773年解決了一個當時著名的難題：解釋木星軌道為什么在不斷地收縮，而同時土星的軌道又在不斷地膨脹。拉普拉斯用數學方法證明行星平均運動的不變性，并證明為偏心率和傾角的3次冪。這就是著名的拉普拉斯定理，從此開始了太陽系穩(wěn)定性問題的研究。同年，他成為法國科學院副院士，1784～1785年，他求得天體對其外任一質點的引力分量可以用一個勢函數來表示，這個勢函數滿足一個偏微分方程，即著名的拉普拉斯方程。1785年他被選為科學院院士。1786年證明行星軌道的偏心率和傾角總保持很小和恒定，能自動調整，即攝動效應是守恒和周期性的，即不會積累也不會消解。1787年發(fā)現月球的加速度同地球軌道的偏心率有關，從理論上解決了太陽系動態(tài)中觀測到的最后一個反常問題。1796年他的著作《宇宙體系論》問世，書中提出了對后來有重大影響的關于行星起源的星云假說。他長期從事大行星運動理論和月球運動理論方面的研究，在總結前人研究的基礎上取得大量重要成果，他的這些成果集中在1799～1825年出版的5卷16冊巨著《天體力學》之內。在這部著作中第一次提出天體力學這一名詞，是經典天體力學的代表作。這一時期中席卷法國的政治變動，包括拿破侖的興起和衰落，沒有顯著地打斷他的工作，盡管他是個曾染指政治的人。他的威望以及他將數學應用于軍事問題的才能保護了他。他還顯示出一種并不值得佩服的在政治態(tài)度方面見風使舵的能力。拉普拉斯在數學上也有許多貢獻。1812年發(fā)表了重要的《概率分析理論》一書。1799年他還擔任過法國經度局局長，并在拿破侖政府中任過6個星期的內政部長。拉普拉斯的著名杰作《天體力學》，集各家之大成，書中第一次提出了“天體力學”的學科名稱，是經典天體力學的代表著作?！队钪嫦到y(tǒng)論》是拉普拉斯另一部名垂千古的杰作。在這部書中，他獨立于康德，提出了第一個科學的太陽系起源理論——星云說?？档碌男窃普f是從哲學角度提出的，而拉普拉斯則從數學、力學角度充實了星云說，因此，人們常常把他們兩人的星云說稱為“康德-拉普拉斯星云說”。拉普拉斯在數學和物理學方面也有重要貢獻，以他的名字命名的拉普拉斯變換和拉普拉斯方程，在科學技術的各個領域有著廣泛的應用。