说起物理学界的四大神兽，或许许多人都有所耳闻。它们分别是名气最大，至今仍旧困扰着无数物理学家的“薛定谔的猫”“芝诺的乌龟”、“麦克斯韦妖”，以及我们本期要讲的“拉普拉斯妖”及其创造者——皮埃尔·西蒙·拉普拉斯。
皮埃尔·西蒙·拉普拉斯是法国著名的数学家与天文学家，法国科学院院长。拉普拉斯是天体力学的主要奠基者，天体演化学的创立者，同时还是分析概率学的创始人，应用数学的先驱者。被后世誉为“法国的牛顿”及“天体力学之父”。
拉普拉斯一生致力于数学与天体问题的研究，试图以最简单方法来阐述天体运行的奥妙。他在此过程中，创造和发展了许多数学的方法。如拉普拉斯方程、拉普拉斯变换及拉普拉斯定理，仍旧被广泛的应用于当今的各个科学技术领域中。他一生所发表的有关物理学、数学及天文学的论文共两百七十多篇，专著合计达四千多页。其中代表作有《天体力学》及《宇宙体系论》，曾因此被法国学会推举为四十位不朽人物之一。
皮埃尔·西蒙·拉普拉斯
1749年3月23日，拉普拉斯出生于法国诺曼底的博蒙昂诺日的一个农民家庭，家境贫寒。
1767年，18岁的拉普拉斯毕业于开恩大学，离家前往巴黎，开始从事数学工作。同时，他带着一封介绍信去找求见当时法国的著名学者达朗贝尔，却没有得到任何回应。后来，拉普拉斯写了一篇力学方面的论文，并寄给达朗贝尔。达朗贝尔看过这篇出色的论文后，欣然回信道：拉普拉斯先生，你看，我几乎都没注意过你之前那些推荐信，你已经更好的介绍了自己，根本不需要什么推荐。这对我来说便足够了，你应该得到支持。
得到达朗贝尔的支持后，拉普拉斯被推荐到军事学校教书，与拉瓦锡一起工作了一段时期。
达朗贝尔
拉普拉斯与拉瓦锡于1780年证明了将一种化合物分解成其组成元素所需的热量，与这些元素组成该化合物时所释放的热量同等。这是继布拉克有关潜热的研究工作之后，在能量守恒定律诞生道路上的又一座里程碑，也被视为热化学的开端。随后，拉普拉斯集中主要精力研究天体力学。
拉普拉斯将万有引力应用于整个太阳系，于1773年，解释了“木星轨道为何在不断收缩，而同时土星轨道又不断膨胀”这一著名难题，提出拉普拉斯定理。即：用数学方法证明了行星运动的不变性，并证明为偏心率与倾角的3次幂。由此，开始了太阳系稳定性问题的研究。同年，成为法国科学院副院士。
1784年~1785年，拉普拉斯求得天体对外任一质点的引力分量可用一个势函数来表示，该势函数满足一个微分方程，这就是著名的拉普拉斯方程。并于1785年，被选为法国科学院院士。
1787年，拉普拉斯论证了摄动效应是守恒与周期性的，既不会消解亦不会积累。即是说行星轨道的偏心率及倾角始终保持很小与恒定，可自行调整。拉普拉斯还发现木星卫星之间存在可公度性（世间之窗的概念便是由此演变的）。
此后，拉普拉斯在1787年发现月球的加速度与地球轨道偏心率相关，由理论上解决了太阳系动态中观测到的最后一个反常问题。
1795年，拉普拉斯在巴黎综合工科学校担任教授，后又在高等师范学校任教授。次年，他的重要名作《宇宙体系论》横空出世。他在书中独立于康德，第一个提出科学的太阳系起源理论“星云说”。康德从哲学的角度提出星云说，而拉普拉斯则是从数学与力学的角度充实星云说。后人也将他们的理论称为“康德—拉普拉斯星云说”。
康德
之后，拉普拉斯将自己长期从事月球运动理论及大行星运动理论方面的研究，并总结前人研究所取得的大量重要成果，集中于1799年~1825年出版的五卷十六册巨著——《天体力学》。这本书可以说集各家之大成，是经典天体力学的代表作。书中第一次提出了“天体力学”这一科学名词，同时证明了在一个稳定的天文时间单位里，太阳系是一个稳定的系统，推翻了牛顿一个世纪前的假设。拉普拉斯在天体力学上的卓越贡献，也将他的声誉推到了前所未有的高度，被誉为“法国的牛顿”、“天体力学之父”！
1799年，拉普拉斯出版了他的的科学巨著《天体力学》前两卷，主要论述潮汐还有行星的形状及运动。1802年，第三卷出版，论摄动论。1805年出版第四卷，论木星四卫星的运动及三体问题的特殊解。为补充前几卷的内容，于1825年出版了第五卷。
1810年，拉普拉斯推导出天文方位角与大地方位角两者间的关系，这就是著名的拉普拉斯方程。每个三角点的天文观测值与大地计算值之差都必须满足此方程。
此后，拉普拉斯又对三角测量中布设基线作为长度控制的理论进行深入研究，并在他1812年发表的《概率分析论》中首次加以系统地论述。该书汇集了当时概率论方面的研究，并加入了他自己对概率论基本理论的系统整理，论述了概率在选举审判调查、气象等方面的应用，提出了著名的拉普拉斯变换。拉普拉斯也被公认为概率论的奠基人之一。
拉普拉斯像
拉普拉斯还是“决定论”的支持者。他在1814年提出了一个科学假设：“我们可以把宇宙现在的状态视为日其过去的过和未来的因。如果有一个智者知道在某一刻所有自然运动的力和所有自然构成的物件的位置，假如他也能对这些数据进行分析，那么宇宙中的最大物体到最小粒子的运动都将包含在一天简单公式里。对于这位智者来说没有事物是含糊的，而未来只会像过去般出现于他面前”。而他所提出的科学假设里的智能生物，便被后人称为物理学界四大神兽之一的“拉普拉斯妖”。
按照这个假设，人类乃至整个宇宙的命运从开始之初便已经被“拉普拉斯妖”算的清清楚楚，也就是说，人类的命运从一出生便已经被决定，一切都是在按照既定的轨迹前进着。但事实真的如此吗？很快的，建立在不可逆基础上的热力学与以可逆性为基石的“拉普拉斯妖”产生了极大的冲突。
20世纪，困扰人类达百年之久的双缝干涉实验取得了成功，更是直接证明了因果律在微观世界彻底失效。而海森堡的“测不准原理”也说明再厉害的“神兽”也无法看清微观世界的全貌。这直接给予了这只出生仅仅百年，无所不能的“拉普拉斯妖”致命的一击，宣告了它的“死亡”！
拉普拉斯于1816年被选为法兰西学院院士，并于次年，升任院长。1818~1823年间，在拉普拉斯主持下施测“巴黎平行圈三角锁”，从法国布雷斯特经巴黎至斯特拉斯堡，延长至德国慕尼黑的各个领域有着广泛应用。
除了致力于科研领域的研究外，拉普拉斯还一直想参与到政治变革中，还担任过拿破仑的老师。拉普拉斯虽然是个数学大师，但在政治上却是个彻头彻尾的失败者。他没有自己的立场，总是随波逐流，效忠于得势的一方，反复不断的扮演着保皇派与共和派的双重角色。拿破仑曾讥笑道：拉普拉斯是第一等的数学家，但事实证明，他只是一个平庸的行政官员，把无穷小量精神带到内阁里。
拉普拉斯致力于挽救没落的世袭制，先后担任过法国经度局局长，还当过拿破仑时期的内政部长，尽管只有6个星期。后来成为元老院的掌玺大臣。尽管他在政治上的作为被人所不齿，但他的威望还有他将数学应用于军事问题的才能，当然也包括他在政治态度上见风使舵的能力很好的保护了他。在法国大革命时期，包括拿破仑的兴起与衰落，都没有打断过他的科研工作。
直至1827年3月5日，这位学识渊博的科学巨匠逝世于巴黎，终年78岁。他为后世留下了一句遗言：我们知道的是微小的，我们不知道的是无限的！
回首拉普拉斯这一生，他无疑是个真正的天才，但却仅限于科研领域，他的政治态度从一开始就决定了他只会被当做政界的小丑。还是那句老话：人无完人。他数学与天体力学上的成就却是许多人一生都无法企及的，至今仍旧在无形中影响着我们生活的方方面面。
伟人总是最容易被历史铭记的，而拉普拉斯显然就在历史上留下了厚重的一笔。
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