Pierre-Simon de Laplace - Définition et Explications

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Introduction

Pierre-Simon de Laplace
Pierre-Simon Laplace.jpg
Naissance 23 mars 1749
Beaumont-en-Auge
Décès 5 mars 1827 (à 77 ans)
Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents...)
Nationalité France France
Activité(s) principale(s) Mathématicien (Un mathématicien est au sens restreint un chercheur en mathématiques, par extension toute personne faisant des mathématiques la base de son activité principale. Ce...), astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.), physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la science analysant les constituants fondamentaux de l'univers et les forces qui les relient. Le mot physicien...)
Formation Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) de Caen
Distinctions Académie des sciences (Une académie des sciences est une société savante dont le rôle est de promouvoir la recherche scientifique en réunissant certains des chercheurs les plus éminents, en tenant des séances au...), Académie (Une académie est une assemblée de gens de lettres, de savants et/ou d'artistes reconnus par leurs pairs, qui a pour mission de veiller aux usages dans leurs disciplines...) française

Pierre-Simon de Laplace, né le 23 mars 1749 à Beaumont-en-Auge et mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus...) le 5 mars 1827 à Paris, est un mathématicien, astronome et physicien français.

Laplace est l’un des principaux scientifiques de la période napoléonienne ; en effet, il a apporté des contributions fondamentales dans différents champs des mathématiques, de l’astronomie et de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée...) des probabilités ; il a été l'un des scientifiques les plus influents de son temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), notamment par son affirmation du déterminisme ; il a contribué de façon décisive à l'émergence de l’astronomie mathématique (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les...) reprenant et étendant le travail de ses prédécesseurs dans son traité intitulé Mécanique Céleste (1799-1825). Ce chef-d’œuvre, en cinq volumes, a transformé l’approche géométrique de la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres...) développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.) par Newton en une approche fondée sur l’analyse mathématique. En 1799 il est nommé ministre de l’intérieur sous le Consulat. Napoléon Ier, en 1806 lui confère le titre de comte de l’Empire. Il est nommé marquis en 1817, après la restauration des Bourbons.

Biographie

Enfance

Normand et fils d'un petit propriétaire terrien ou d’un ouvrier agricole, Simon Laplace doit son éducation à l’intérêt de quelques riches voisins pour ses capacités et pour sa belle prestance. On ne sait pas grand chose de ses premières années car il coupa les ponts, aussi bien avec ses parents qu’avec ses bienfaiteurs. Il semblerait que tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) jeune, il devient l’assistant de l’école de Beaumont puis, après avoir terminé ses études à l’université de Caen, où il a comme professeur Christophe Gadbled, il rencontre d’Alembert, qui reconnaît son talent, l’encourage dans ses recherches et lui procure une lettre de recommandation (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des...) grâce à laquelle il est nommé professeur de mathématiques à l’École militaire, poste peu exigeant qui lui laisse le temps de poursuivre ses études personnelles.

L’ascension

Statue de Laplace à Beaumont-en-Auge, lieu de naissance du scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.)

Confiant dans ses capacités, Laplace se voue à une recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) originale et durant dix-sept ans de 1771 à 1787, il produit une grande partie de sa contribution à l’astronomie. Son travail débute par un mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) lu devant l’Académie française en 1773, dans lequel il montre que les mouvements planétaires sont restés voisins de ceux prévus par la théorie de Newton pour des longs intervalles de temps et il vérifie la relation jusqu’aux cubes de l’excentricité et de l’inclinaison des orbites. Plusieurs articles suivent sur certains points du calcul intégral (Le calcul intégral est la deuxième des idées du calcul infinitésimal.), des différences finies, des équations différentielles et d’astronomie. Cependant certaines découvertes importantes proposées dans ces articles, comme les correspondances des harmoniques sphériques dans l’espace bidimensionnel ont déjà été publiées par Adrien-Marie Legendre dans un article envoyé à l’Académie en 1783.

En 1785, il devient pensionnaire de la chaire de mécanique de l’Académie royale des sciences, puis, en 1795, membre de la chaire de mathématiques du nouvel Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des sciences et des arts, dont il est président en 1812. En 1816, il est élu à l’Académie française. En 1821, il devient lors de sa fondation le premier président de la Société de géographie (La géographie (du grec ancien γεωγραφία - geographia, composé de "η γη"...). En outre, il devient membre de toutes les principales académies scientifiques d’Europe.

Par son intense activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) académique, il exerce une grande influence sur les scientifiques de son temps, en particulier sur Adolphe Quetelet et Siméon-Denis Poisson (Dans la classification classique, les poissons sont des animaux vertébrés aquatiques à branchies, pourvus de nageoires et dont le corps est le plus souvent couvert...). Il est comparé à un Newton français pour son aptitude naturelle et extraordinaire pour les mathématiques. Il ne semble pas que Laplace ait été modeste et n'ait pas mesuré l'effet de son comportement. Anders Johan Lexell en visite à l’Académie des sciences à Paris en 1780-1781 rapporte que Laplace laisse vraiment transparaître le fait qu’il se considère le meilleur mathématicien de son temps en France.

Laplace est l’un des premiers savants à s’intéresser de près à la question de la stabilité à long terme du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre...). La complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en...) des interactions gravitationnelles entre le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...) et les planètes connues à l’époque ne semblait pas admettre une solution analytique simple. Newton avait d’ailleurs déjà pressenti ce problème après avoir remarqué des irrégularités dans le mouvement de certaines planètes ; il en déduisait d’ailleurs qu’une intervention divine était nécessaire de manière à éviter la dislocation (En science des matériaux, une dislocation est un défaut linéaire correspondant à une discontinuité dans l'organisation de la structure...) du système solaire.

Après ses travaux sur la mécanique céleste, Laplace se propose d’écrire un ouvrage qui aurait dû « offrir une solution complète au grand problème de la mécanique représenté par le système solaire et porter la théorie à coïncider aussi étroitement avec l’observation que les équations empiriques n’auraient plus trouver place dans les tables astronomiques. » Le résultat est contenu dans ses ouvrages Exposition du système du monde et Mécanique céleste.

Sa Mécanique céleste est publiée en cinq volumes. Les deux premiers, publiés en 1799, contiennent les méthodes pour calculer les mouvements des planètes, pour déterminer leurs formes et pour résoudre les problèmes liés aux marées. Le troisième et le quatrième, publiés respectivement en 1802 et en 1805, contiennent les applications de ces méthodes et diverses tables astronomiques. Le cinquième volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) publié en 1825 est principalement historique mais il fournit en appendice les résultats des dernières recherches de Laplace. Celles-ci sont très nombreuses mais il s’approprie beaucoup de résultats d’autres scientifiques avec peu ou pas de reconnaissance et les conclusions sont souvent mentionnées comme si elles étaient les siennes. D’après Jean-Baptiste Biot (Jean-Baptiste Biot (Paris, 21 avril 1774 - Paris, 3 février 1862) est un physicien, astronome et mathématicien français, pionnier de l'utilisation de la lumière polarisée pour l'étude des solutions.), qui aide l’auteur dans la relecture avant impression, Laplace est fréquemment incapable de retrouver les détails des démonstrations et est ainsi souvent conduit à réétudier ses résultats pendant plusieurs jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...).

Mécanique céleste n’est pas seulement la traduction des Principia Mathematica dans le calcul différentiel (Un différentiel est un système mécanique qui a pour fonction de distribuer une vitesse de rotation de façon adaptative aux besoins d'un ensemble mécanique.), mais complète certaines parties que Newton n’avait pas été en mesure de détailler.

Dans cet ouvrage, Laplace expose l’hypothèse de la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un objet céleste d’aspect diffus composé de gaz raréfié et/ou...) selon lequel le système solaire se serait formé suite à la condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un état condensé (solide ou liquide). On peut expérimenter ce changement d'état en passant lors d'une...) d’une nébuleuse. L’idée de la nébuleuse avait déjà été énoncée par Kant en 1755, mais il est probable que Laplace n’en fut pas informé.

Laplace, qui avait effectué ses premiers travaux sur les probabilités entre 1771 et 1774, en redécouvrant notamment après Thomas Bayes les probabilités inverses, dites loi de Bayes-Laplace, ancêtre des statistiques (La statistique est à la fois une science formelle, une méthode et une technique. Elle comprend la collecte, l'analyse, l'interprétation de données ainsi que la...) inférentielles, publie en 1812 sa Théorie analytique des probabilités. Dans cet ouvrage, Laplace donne des éléments déterminants à la théorie des probabilités (La Théorie des probabilités est l'étude mathématique des phénomènes caractérisés par le hasard et l'incertitude. Les objets centraux de la théorie des probabilités sont les variables...) dont il est considéré comme un des pères. En 1814 il publie son Essai philosophique sur les probabilités. Il est le premier à publier la valeur de l’intégrale de Gauss. Il étudie la transformée de Laplace, étude plus tard complétée par Oliver Heaviside. Il adhère à la théorie d’Antoine Lavoisier, avec qui il détermine les températures spécifiques de plusieurs substances à l’aide d’un calorimètre de sa propre fabrication. En 1819, Laplace publie un simple résumé de son travail sur les probabilités.

Laplace est connu également pour son « démon de Laplace », lequel a la capacité de connaître, à un instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) donné, tous les paramètres de toutes les particules de l’univers. Il formule ainsi le déterminisme généralisé, le mécanisme. L’état présent de l’univers est l’effet de son état antérieur, et la cause de ce qui va suivre. « Une intelligence qui, à un instant donné, connaîtrait toutes les forces dont la nature est animée, la position respective des êtres qui la composent, si d’ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) à l’analyse, elle embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l’univers, et ceux du plus léger atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. La théorie...). Rien ne serait incertain pour elle, et l’avenir comme le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée...) seraient présents à ses yeux. » Dans cette perspective, l’auteur adopte une position déterministe, soit une position philosophique et scientifique capable d’inférer de ce qui est, ce qui sera. Ce concept de démon sera notamment remis en cause par le principe d'incertitude de Heisenberg.

Carrière politique

Laplace

La capacité et la rapidité avec laquelle Laplace réussit à changer d’opinion politique est surprenante. Quand le pouvoir de Napoléon augmente, Laplace abandonne ses principes républicains (qui sont fidèlement le reflet (Un reflet est, en physique, l'image virtuelle formée par la réflexion spéculaire d'un objet sur une surface. La nature spéculaire de la réflexion est liée aux caractéristiques...) des opinions du parti au pouvoir) et il implore le premier consul de lui donner le poste de ministre de l’Intérieur. Napoléon, qui désire le soutien des hommes de science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on...), accepte la proposition mais, en moins de six semaines, la carrière politique de Laplace voit sa fin. Le bulletin de Napoléon à sa démission est le suivant : « Géomètre de première catégorie, Laplace n’a pas tardé à se montrer un administrateur plus que médiocre ; de son premier travail nous avons immédiatement compris que nous nous étions trompés. Laplace ne traitait aucune question d’un bon point (Le bon point (parfois abrégé BP) est un système de récompense, généralement matérialisé par la distribution de petits coupons, appelés les bons points.) de vue : il cherchait des subtilités de partout, il avait seulement des idées problématiques et enfin il portait l’esprit de l’infiniment petit jusque dans l’administration. »

Ainsi Laplace perd sa charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) mais il maintient sa fidélité. Il entre au Sénat conservateur et, dans le troisième volume de la Mécanique céleste, il réalise une note dans laquelle il déclare qu’entre toutes les vérités contenues dans celui-ci, la plus chère à l’auteur est la déclaration faite à sa dévotion envers le médiateur de l’Europe. Dans le tirage vendu après la Restauration celle-ci est effacée. En 1814, il est évident que l’Empire allait faillir et Laplace se dépêche d’offrir ses services aux Bourbons. Durant la restauration, il est récompensé avec un titre de marquis. Le mépris que ses collègues ont à son égard en raison de sa conduite en cette occasion peut être lu dans les pages de Paul-Louis Courier. La connaissance de Laplace est utile pour les nombreuses commissions scientifiques auxquelles il appartient et probablement justifie la manière dont on ferma les yeux sur sa fausseté politique.

Que Laplace soit présomptueux et égoïste n’est nié par aucun de ses plus passionnés admirateurs ; sa conduite à l’égard de ses bienfaiteurs lors de sa jeunesse et envers ses amis politiques est ingrate et, de plus, il s’approprie les résultats de ceux qui sont relativement inconnus. Parmi ceux qu’il traite de cette manière, trois deviennent très connus : Adrien-Marie Legendre et Jean Baptiste Joseph Fourier en France et Thomas Young en Angleterre (L’Angleterre (England en anglais) est l'une des quatre nations constitutives du Royaume-Uni. Elle est de loin la plus peuplée, avec 50 763 000 habitants (en 2006), qui représentent 83,8%...). Ceux-ci n’oublieront jamais l’injustice dont ils furent les victimes.[réf. souhaitée] D’autre part, sur certaines questions, il fait preuve d’un caractère indépendant et ne cache jamais sa manière de voir les questions de religion, de philosophie ou de science même si cela n’est pas apprécié des autorités au pouvoir. Vers la fin de sa vie (La vie est le nom donné :), et spécialement pour les travaux de ses élèves, Laplace est généreux et une fois, il omet un de ses articles de sorte qu’un élève reçoive le mérite exclusif de la recherche. Initié franc-maçon, il est membre du collège (Un collège peut désigner un groupe de personnes partageant une même caractéristique ou un établissement d'enseignement.) des grands officiers du Grand Orient (L'orient correspond au point cardinal est, et s'oppose à l'occident (l'ouest).) de France en 1804.

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