ТЕОРИЯ КАНТА — ЛАПЛАСА

70-80-е годы стали временем проявления научного гения Лапласа. Уже в самом начале пребывания в академии он берется за сложнейшую задачу— вопрос об устойчивости Солнечной системы. Напомним, что сам Ньютон полагал, что из-за взаимного притяжения планет система их орбит рано или поздно 1 должна быть нарушена. Для этого существовали эмпирические основания: данные астрономических наблюдений за несколько веков показывали, что Юпитер движется с небольшим, но заметным ускорением, а Сатурн, напротив, замедляется.
Ньютон не смог решить данную проблему (это было невозможно при тогдашнем состоянии математики) и, как христианин, положился на волю Божью, постулировав, что Творец временами вмешивается в ход светил, исправляя накопившиеся погрешности5. В следующем столетии за решение брались Лагранж и Эйлер, получившие противоположные результаты.

Лаплас показал, что его предшественники, сводя проблему к вычислению рядов, состоящих из членов очень сложного вида, ошибочно отбросили те из них, которые на первый взгляд казались пренебрежимо малыми, но в действительности на больших временных интервалах стремились к величинам, сравнимым с первыми членами ряда. При корректном вычислении оказалось, что вековые возмущения планет периодичны — их орбиты вернутся в прежнее положение через девять веков. Творец Вселенной Ньютона остался не у дел, а Лаплас вошел в историю — одной этой работы было бы довольно6.

ТЕОРИЯ КАНТА — ЛАПЛАСА

Объединение под этим названием двух разных гипотез есть произвол позднейших комментаторов. Взгляды авторов при некоторой схожести отличаются достаточно, чтобы рассматривать их отдельно. К тому же гипотеза Канта, опубликованная в 1755 году на немецком языке, была Лапласу неизвестна, да и вообще современники ее практически не заметили. Что же писал Лаплас?

С самого начала он ограничился лишь вопросом о возникновении нашей Солнечной системы как относительно изученного объекта. Предтечей Солнца и планет, по Лапласу, была громадная раскаленная туманность, исходные размеры которой были сопоставимы с нынешними размерами системы. Туманность вращалась вокруг своей оси (автор не объясняет причин) и, излучая тепло, остывала. Уменьшение температуры тела приводит к его сжатию, поэтому наше облако постепенно сжималось. Чтобы при этом исходный момент импульса системы остался неизменным, скорость движения должна была расти. Усиливающаяся центробежная сила привела вначале к уплощению облака и его растягиванию в плоскости экватора, а затем, сильнее всего действуя на экваториальные массы, оторвала от облака их часть, образовавшую серию концентрических колец вокруг будущего Солнца. Из них-то потом и зародились планеты.

Скорость вращения каждого кольца (и последующей планеты) должна была соответствовать скорости протосолнца в момент отрыва этого кольца. Потому-то чем дальше от Солнца находятся планеты теперь, тем больше периоды их обращения.

Гипотеза Лапласа сейчас выглядит неправдоподобной по многим причинам. Некоторые из них были, впрочем, предсказуемы еще в его время. Роковым является вопрос о распределении момента импульса, общая сумма коего в системе должна была сохраниться почти неизменной до наших дней. Расчеты показывают, что суммарный момент импульса планет Солнечной системы в пару сотен раз превышает значения, возможные в рамках теории Лапласа.

Примечательно, что сам автор так и оставил свои космогонические взгляды на уровне словесных рассуждений. Первые попытки построить математическую модель теории были предприняты Рошем уже после смерти Лапласа.

На рубеже 70-80-х годов Лаплас вместе с Лавуазье занимался опытами по определению теплоемкости веществ и теплоты их плавления. Попутно для нужд эксперимента был изобретен калориметр.

К 1787 году Лаплас вычислил причину векового ускорения Луны. Примерно в те же годы, помимо прочих дел, он публикует несколько работ в области чистой математики.

В 1785 году он становится полноправным членом Парижской академии — уже состоявшийся ученый с мировым именем.

В 1788 году Пьер Лаплас женился на Шарлотте де Курти, ставшей его верной спутницей на всю оставшуюся жизнь. Через год у них родился сын — Шарль Лаплас.

К 1789 году была разработана теория, объяснявшая особенности обращения известных на тот момент спутников Юпитера. Надо сказать, что вопрос по тем временам имел заметное практическое значение. Еще Галилей, открыв четверку лун Юпитера, предложил по их затмениям определять время и, соответственно, долготу пункта наблюдения. Затмения галилеевых спутников бывают часто, для их наблюдения достаточно простенького телескопа — казалось бы, что может быть проще? Увы, своенравные луны почему-то отклонялись от расчетов, и все встало на свои места лишь после того, как Лаплас учел их притяжение друг другом.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: