Pierre-Simon de Laplace
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Pierre Simon de Laplace: Matemático, físico, químico y astrónomo francés, Laplace realizó estudios de mecánica celeste, formuló una hipótesis cosmogónica sobre el origen del sistema solar y una teoría general de la capilaridad, y es a de trabajos sobre termología, electromagnetismo cálculo de probabilidades.
Sumario
Biografía
Pierre Simon de Laplace nace el 23 de marzo de 1749 en Beamont-en-Auge, en el departamento de Calvados, en la región francesa de Normandía. Hijo de un agricultor y negociante en sidra, puede realizar sus estudios gracias a la ayuda económica de algunos vecinos ricos. Asistió a la Escuela Prioral Benedictina en Beaumont, de los 7 a los 16 años. A la edad de 16 años ingresó en la Universidad de Caen, para estudiar teología. Escribió sus primeros artículos matemáticos mientras estudiaba en dicha universidad.
Al cumplir los 19 años, principalmente por la influencia de d'Alembert, fué designado para cubrir una plaza de matemáticas en la Escuela Real Militar de París, bajo la recomendación de d'Alembert.En 1973, llegó a ser miembro de la Academia de Ciencias de París. En 1785, actuando como miembro del tribunal del Cuerpo de Artillería Real, examinó y aprobó al joven de 16 años Napoleón Bonaparte.
Durante la Revolución Francesa, ayudó a establecer el Sistema Métrico. Enseñó Cálculo en la Escuela Normal y llegó a ser miembro del Instituto Francés en 1795. Bajo el mandato de Napoleón fué miembro del Senado, y después Canciller y recibió la Legión de Honor en 1805.
Aunque intervino en política en tiempos de Napoleón, se pasó al bando de Luis XVIII, quien lo nombró marqués y par. Sin embargo, Napoleón, en sus memorias escritas en Santa Elena, dice que cesó a Laplace de su puesto después de sólo seis semanas porque: "trajo el espíritu de lo infinitamente pequeño al Gobierno". Laplace llegó a ser conde del Imperio en 1806 y fué nombrado Marqués en 1817 después de la restauración de los Borbones. En sus últimos años vivió en Arcueil, donde ayudó a fundar la Sociedad de Arcueil, potenciando la investigación de los jóvenes científicos.
Reinando Luis XVI, marcha a París y con el apoyo de D'Alembert consigue una plaza de profesor en la Real Escuela Militar, apenas cuenta 19 años de edad. Años después es nombrado profesor de la Escuela Normal Superior, y, desde 1784, es monitor del cuerpo de artillería. Al mismo tiempo que su labor docente realiza una importante labor investigadora que es reconocida desde la década de los 70 cuando presenta sus primeros trabajos sobre el Sistema Solar. En 1785 es nombrado miembro de pleno derecho de la Academia de las Ciencias de París. En 1789 se inicia la Revolución Francesa, en esta época es nombrado miembro de la Comisión de Pesos y Medidas que establecerá el sistema métrico y en 1792 participa en la organización de la Escuela Politécnica.
En tiempos del Consulado, Napoleón lo designa ministro del Interior. Es miembro del Senado desde 1799 y llega a ser su vicepresidente en 1803. Una vez constituido el Imperio Napoleón lo nombra Conde en 1806. En 1815 se produce la restauración de la Monarquía. Un año más tarde es elegido miembro de la Academia Francesa de la Lengua. Y en 1817 Luis XVIII le otorga el título de Marqués.
En sus últimos años se retira a su propiedad de Arcueil donde ayuda a fundar la Sociedad de Arcueil para apoyar a los jovenes científicos:
Claude Berthollet, Louis Joseph Gay-Lussac, ... de donde saldrán tres volúmenes de memorias con importantes trabajos de física y matemáticas. Fallece en París el el 5 de Marzo de 1827.
Su importancia histórica como científico sólo se ve superada por Newton y fue, junto con Lagrange, la figura más destacada en el campo de la astronomía teórica de su tiempo.
Laplace realiza su trabajo más importante al desarrollar el análisis matemático del sistema de astronomía gravitacional elaborado Isaac Newton. Demuestra que los movimientos planetarios son estables y que las perturbaciones producidas por la influencia mutua de los planetas o por cuerpos externos, como los cometas, solamente son temporales.
Trata de dar una teoría racional del origen del Sistema Solar en su hipótesis nebular de la evolución estelar. En Mecánica celeste (5 volúmenes, 1799-1825) Laplace sistematiza toda la obra matemática que se había realizado sobre la gravitación.
Las contribuciones matemáticas de Laplace son de primera importancia. Destacan sus investigaciones sobre el cálculo de probabilidades. Su Teoría analítica de las probabilidades (1812) representa la introducción de los recursos del análisis en el estudio de los fenómenos aleatorios.
Obra científica
Los primeros documentos matemáticos de Laplace datan de su etapa como estudiante de Teología en la Universidad de Caen. Resaltar una memoria sobre el cálculo de diferencias finitas en el boletín editado por Lagrange.
En 1769 y con una carta de presentación para el científico Jean Le Rondd'Alembert se marcha a París. Éste se interesa por el joven y, tras leer algunos de los trabajos que le presenta, especialmente un documento sobre los principios de la mecánica, lo recomienda para una plaza de profesor en la Escuela Militar de París. Laplace tiene apenas 19 años y a partir de este instante comenzará un período de actividad cietífica prodigiosa.
Desde hace bastante años los astrónomos están desconcertados ante las observaciones, las primeras las realizó Tycho Brahé (s. XVI), que indican que la órbita de Jupiter se contrae continuamente mientras que la de Saturno se expande. No se encuentra argumentos matemáticos para explicar el fenómeno. Newton llegó a concluir que era necesaria la intervención divina de forma periódica para mantener el equilibrio del Sistema Solar.
En 1773 presenta una memoria ante la Academia Francesa en la que prueba que los movimientos planetarios son estables. Inspirándose en un famoso trabajo de Lagrange sobre la variación de los elementos orbitales (1766) demuestra que el fenómeno observado en las óbitas de los planetas Jupiter y Saturno tiene una periodicidad 929 años.
Se considera entonces este trabajo como el más importante avance en Física astronómica desde Newton. Meses más tarde es nombrado miembro asociado de la Academia de Ciencias.
En esta época, ya ha publicado algunos resultados con sus aportaciones al calculo integral y a las ecuaciones diferenciales y puede leerse en el informe de una sesión de 1774: "Esta Sociedad que se ha apresudrado a recompensar sus trabajos y sus talentos no había visto todavía a nadie tan joven que le presentara en tan poco tiempo memorias importantes, y sobre materias tan diversas y difíciles".
En 1775 demuestra, también a partir de métodos desarrollados por Lagrange, que la excentricidad de la órbita de un planeta está acotada superior e inferiormente.Dos importantes teoremas de 1784 acaban de establecer la estabilidad del sistema solar dentro del marco de la mecánica laplaciana, demostrando la existencia de una relación matemática constante, salvo pequeñas oscilaciones, entre la masa de un planeta, su distancia media y su excentricidad.
En las memorias presentadas por Laplace en 1784, 1785, y 1786 se prueba por consideraciones generales que la acción mutua de los planetas Júpiter y Saturno nunca podría afectar a las excentricidades e inclinaciones de sus órbitas; y que las peculiaridades del sistema Joviano se deben a la conmensurabilidad de sus movimientos medios.
Los desarrollos adicionales de estos teoremas sobre el movimiento planetario se presentaron en sus dos de memorias de 1788 y 1789. Con estos datos Delambre calculará más tarde sus tablas astronómicas. En 1787 presenta los resultados de su investigación sobre las anomalías de la órbita lunar, inspirándose para ello en su anterior estudio sobre los movimientos de los satélites de Jupiter. Descubre la influencia del aplastamiento de la Tierra sobre el movimiento de traslación de la Lunae, invirtiendo la cuestión, deduce el valor del achatamiento terrestre a partir de la correspondiente anomalía del movimiento lunar.
Explica, también, que la causa física de la aceleración del movimiento medio de la Luna está vinculada a una lenta disminución de la excentricidad de la órbita terrestre, de acuerdo con la ley gravitatoria de Newton. Se rinde un gran homenaje a Laplace por los resultados de este último estudio.
Con esta investigación se completa la demostración de la estabilidad del sistema solar considerado como un conjunto de cuerpos rígidos que se mueven en el vacío. Laplace se plantea a partir de este momento la tarea de escribir un trabajo que ofrezca una solución completa del gran problema mecánico que representa el sistema solar, de manera que los resultados de la observación coincidan con los obtenidos por los cálculos matemáticos.
Algunos aportes en la matemática
Entre los descubrimientos menores de Laplace en Matemáticas se pueden citar:
- La discusión, simultáneamente con Vandermonde, de la teoría general de los determinantes en 1772.
- La demostración de que cada ecuación de grado par debe tener al menos un factor cuadrático real.
- La demostración de que la solución de una ecuación en diferencias
finitas de grado primero y segundo orden podría siempre obtenerse en forma de una fracción continuada.
- En el análisis matemático introduce el uso de la función potencial (1874). Demuestra que la función potencial presentada por Clairaut y utilizada por Lagrange en el campo de la dinámica satisface una ecuación diferencial en derivadas parciales para cuya integración introduce las funciones llamadas armónicos esféricos, estudiadas poco antes por Legendre.
- Transformada de Laplace.
- La demostración el teorema de D'Alembert sobre las formas de las
raíces de las ecuaciones algebráicas.
- Perfeccióna los métodos de integración de ecuaciones en diferenciales parciales.
- Ley de Laplace-Gauss.
Ascenso social
De familia humilde puede realizar sus estudios gracias al apoyo económico de algunos vecinos ricos. Cursa sus estudios en un colegio benedictino de su pueblo natal y posteriormente se matricula en la Universidad de Caen para estudiar Teología.
En 1769 marcha a París para probar fortuna. Lleva cosigo una carta de presentación para D'Alembert y gracias a su apoyo consigue una plaza de profesor en la Escuela Real Militar de París.
En 1773 es nombrado miembro asociado a la Academia de las Ciencias de París.
En 1784 sucede a Etienne Bezout como monitor del cuerpo de artillería y examina en 1785, desde este puesto, al joven de 16 años Napoleón Bonaparte.
En 1785 es nombrado miembro de pleno derecho de la Academia de las Ciencias de París. Durante este año comienza a dar clases en la Escuela Normal Superior.
Llega a ser Presidente de la Comisión de Pesos y Medidas que establecerá el sistema métrico utilizado en la actualidad. Sin embargo la Convención considera a Laplace, junto Carles de Borda, Charles de Coulomb y Lavoisier "pocos dignos de confianza por sus virtudes republicanas y su aversión hacia los reyes".
Durante el Terror, tras la disolución delas Academisas, se retira a Melun sin ser molestado en este periodo tan conflictivo de la vida francesa.
En tiempos de la Convención una vida nueva comienza para Laplace. Con Lagrange enseña matemáticas en la Escuela Normal de la Convención y forma parte del Instituto Nacional y de la Oficina de Longitudes.
A medida que aumenta el poder de Napoleón, Laplace abandona sus principios republicanos, desde los cuales había reflejado fielmente las opiniones del partido entonces en el poder (principios que también habían sufrido numerosos cambios segun las circunstancias) y, llegada la ocasión, es propuesto al primer Cónsul para formar parte de su gobierno.
Napoleón considera su nombramiento un error y lo sustituye por Lucien Bonaparte.
Como es necesario retener su lealtad le ofrece un puesto en el Senado. Es miembro de esta institución desde 1799 y llega a ser su vicepresidente en 1803.
En 1805 recibe la legión de Honor.
En 1806 Napoleón lo nombra Conde del Imperio.
Sin embargo en 1814, es evidente que el Imperio va a desaparecer.
Laplace, atento a las nuevas aires que corren, vota la inhabilitación del Emperador. Y, a continuación, ofrece sus servicios a los Borbones y se adhiere a la restauración de la monarquía.
En 1816 es nombrado miembro de la Academia Francesa de la Lengua.
En 1817 Luis XVIII, en agradecimiento a los servicios prestados, lo nombra Marqués y le otorga la gran cruz de la Legión de Honor.. Quizás habría sido bueno para la reputación de Laplace que se hubiese conformado con realizar su trabajo científico; pero codició, sobre todas las cosas, fama social.
Cuando Laplace llega a alcanzar posición social y aristocrática tiene la mezquindad de mantenerse alejado de sus parientes y de todos aquellos que le han ayudado en su juventud a realizar sus estudios.
También es conocida la habilidad y rapidez con la que ha adecuado su postura política según lo requiere la ocasión.
Durante la época del Imperio es colmado de honores por Napoleón. Le dedica el tercer volumen de Mecánica Celeste y manifesta así su devoción al "Pacificador de Europa". Sin embargo, en las copias vendidas después de la restauración de la monarquía desaparecerá la dedicatoria.
Sobre el malestar que provocó su conducta en sus colegas más honestos pueden leerse algunos documentos de Paul Louis Courier.
Qué Laplace era vano y egoista no lo discuten ni sus más apasionados admiradores; su actitud ante los bienhechores de su juventud y ante sus amigos políticos fue ingrata y despreciable; sus contemporáneos le reprocharon su vanidad, que le impidió, según parece, hacer la debida justicia a las obras de otros cientifícos a quienes consideraba rivales.
En su favor se puede exponer que siempre demostró independencia de carácter y que nunca ocultó sus puntos de vista en religión, filosofía o ciencia ante las autoriades que estuviesen en el poder en cada momento histórico.
Se cuenta la siguiente anécdota con Napoleón: Apenas se imprimió el tercer volumen de su obra Mecánica Celeste Laplace le llevó un ejemplar. Alguien había comentado a Napoleón que en ninguno de los volúmenes hacía referencia a Dios y Napoleón, y éste aficionado a realizar preguntas embarazosas, lo recibió con la siguiente frase: "M.
Laplace, me han dicho que usted ha escrito un extenso libro sobre el sistema del universo y en ningún momento ha mencionado a su Creador".
Laplace se irguió y respondió sin rodeos "No tengo necesidad de esa hipótesis". Napoleón, gratamente sorprendido, contó esta respuesta Lagrange, quién exclamó: "Ah, es una bella hipótesis, eso explica muchas cosas".
También sus conocimientos fueron muy útiles en todas las comisiones científicas en las que participó y la mezquindad de su carácter no debe hacernos olvidar la importancia de su trabajo científico.
En los últimos años de su vida se dedicó a apoyar a jóvenes científicos (Chaptal, Dulong, Gay-Lussac, Biot, Poissson,... ) mediante la Sociedad de Arcueil, fundada por él y su coelga Berthollet para ayudar a los nuevos investigadores. Esta sociedad publicaría tres volúmenes de memorias con importantes trabajos de física y matemáticas.
Durante esta época Laplace apoyó el trabajo de sus alumnos y fue generoso hasta el punto de suprimir en ocasiones su nombre de un documento para que el crédito de una investigación fuese sólo para sus colaboradores.
Fuentes
- [1] disponible en [www.biografiasyvidas.com biografías y vidas] Consultado el 28 de noviembre de 2011.
- [2] disponible en [thales.cica.es biografías] Consultado el 28 de noviembre de 2011.
