PIERRE-SIMON LAPLACE

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Una vida consagrada a la ciencia. Una de las más maravillosas mentes que la humanidad haya engendrado. Pocos seres humanos han contribuido tanto al desarrollo del conocimiento y en tan diversas áreas… Laplace nace el 23 de marzo de 1749 en Beamont-en-Auge, en el departamento de Calvados, en la región francesa de Normandía. Poco se sabe de su infancia, de familia humilde, hijo de un agricultor y negociante en sidra, puede realizar sus estudios gracias a la ayuda económica de algunos vecinos ricos.

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, cien años después de Newton, casi el mismo día.
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.

La obra de Laplace le valió muchos eleogios. A modo de ejemplo exponemos estas palabras de Poisson:

“Sin duda Laplace se mostró como un hombre de talento en la mecánica celeste; dio prueba de la sagacidad más penetrante para descubrir las causas de los fenómenos; y fue así como encontró la causa de la aceleración del movimiento de la Luna y de las grandes desigualdades de Saturno y Jupiter, que Euler y Lagrange habían buscado infructuosamente. Pero puede decirse que fue todavía más en el cálculo de probabilidades donde se manifestó como un gran geómetra; porque las numerosas aplicaciones que hizo de este cálculo dieron origen al cálculo de diferencias finitas parciales, a su método para la reducción de ciertas integrales como series, y a lo que él llamó la teoría de las funciones generatrices. […] Creamos, pues, que un tema que llamó la atención de semejantes hombres es digno de la nuestra; e intentemos, si nos es posible, añadir algo a lo que ellos encontraron en una materia tan difícil y tan interesante.”

En la actualidad el estado francés ha bautizado con su nombre una de las instituciones científicas más importantes del país: el Instituto Pierre Simon de Laplace. Fue una de esas mentes excepcionales que abre camino en cualquier parcela del conocimiento que toca. El mundo, sin lugar a dudas, sería muy diferente hoy día si Laplace no hubiese pasado por él.

ALGUNAS DE SUS APORTACIONES MÁS CONOCIDAS

ASTRONOMÍA:
 Demostró la estabilidad del sistema solar.
 Describió el movimiento de los centros de gravedad de los cuerpos del sistema solar mediante ecuaciones diferenciales y sus soluciones.
 Aplicó la mecánica al estudio de los planetas.
 Estudió la figura de la tierra a partir de los datos obtenidos en distintas observaciones y utilizó la teoría de errores a los resultados que obtuvo.
 Estudió cómo los planetas eran perturbados por sus satélites.
 Descubrió la invariabilidad de los principales movimientos de los planetas.
 Probó que las excentricidades y las inclinaciones de las órbitas planetarias permanecían constantes y se auto-corregían.
 Presentó la teoría nebular (el sistema solar se formó como concentración de una nube de gases) cuya base matemática es incorrecta, pero que se sigue admitiendo.

PROBABILIDAD:
 Dio una definición de probabilidad y la llamada posteriormente regla de Bayes.
 Encontró métodos para calcular la probabilidad de sucesos compuestos conocidas las probabilidades de sus componentes simples.
 En una de sus publicaciones apareció la ley de Laplace y que asigna probabilidades a sucesos equiprobables.
 Aplicó la probabilidad a la mortalidad, la esperanza de vida, la duración de los matrimonios, a los sucesos legales, a los errores en las observaciones, la determinación de las masas de Júpiter, Saturno y Urano, métodos de triangulación y problemas de geodesia.

MATEMATICAS:
 Ideó la que se conoce como “ecuación de Laplace” estudiando la atracción gravitatoria de un esferoide sobre un objeto externo.
 En uno de sus libros introdujo la famosa “transformada de Laplace”, muy útil en la teoría de ecuaciones diferenciales.
 Encontró métodos de resolución de ecuaciones, de desarrollo de determinantes y de aproximación de integrales definidas.
 Introduce el uso de la función potencial en análisis matemático, así como las funciones llamadas armónicos esféricos que ya habían sido estudiadas por Legendre.

FÍSICA:
 Estudió la teoría de las mareas.
 Participó como miembro del comité en la elaboración del Sistema Métrico Decimal.
 Contribuyó al estudio de la mecánica, afirmando que la explicación de cualquier fenómeno natural se basa en el estudio de las fuerzas que actúan localmente entre las moléculas.
 Estudió las condiciones de equilibrio de una masa fluida en rotación.
 Estudió la presión y la densidad, la refracción astronómica, la presión barométrica y la transmisión de gravedad.
 Contribuyó al estudio de la electricidad, termología y magnetismo con técnicas matemáticas.

QUÍMICA:
 Junto a Lavoisier estudió el calor específico y la combustión de distintas sustancias, estableciendo los cimientos de la termodinámica y diseñando el calorímetro de hielo.
 Estableció la fórmula de las transformaciones adiabáticas de un gas.

FUENTE E IMÁGENES

Charles Coulston Gillispie. Pierre-Simon Laplace, A Life in Exact Science. Princeton University Press, 2018.

Roger Hahan, Roger Hahn. Pierre Simon Laplace, 1749-1827: A Determined Scientist. Harvard University Press, 2005.

SI DESEA SABER MÁS

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