Maupertuis, Pierre Louis de

Pierre Louis Moreau de Maupertuis
Pierre-Louis Moreau de Maupertuis

Pierre Louis de Maupertuis. Gravyr av J. Dolle efter fig. R. Tournier .

1755.
Födelsedatum 17 juli 1698( 1698-07-17 )
Födelseort Saint Malo , Frankrike
Dödsdatum 27 juli 1759( 1759-07-27 ) [1] [2] [3] […] (61 år)
En plats för döden Basel , Schweiz
Land
Vetenskaplig sfär matematik , mekanik , astronomi , geodesi , biologi
vetenskaplig rådgivare Johann Bernoulli
Studenter Emilie du Chatelet och Lemonnier, Pierre Charles [4]
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Pierre Louis Moreau de Maupertuis ( fr.  Pierre-Louis Moreau de Maupertuis ; 17 juli 1698 , Saint-Malo , Frankrike  - 27 juli 1759 , Basel , Schweiz ) - fransk matematiker , naturforskare , mekaniker , astronom och lantmätare , fysiker .

Biografi

Född i Saint-Jean-de-Gueret nära staden Saint-Malo ; Efter att ha fått en lysande hemutbildning valde han till en början en militär karriär. 1718 skrevs han in i musketörerna och tjänstgjorde i kavalleriet (först med rang av löjtnant, senare - kapten). Men naturliga böjelser för de exakta vetenskaperna fick honom att gå i pension 1722 och bosätta sig i Paris och njuta av det intellektuella livet på parisiska kaféer samtidigt som han fortsatte att studera matematik intensivt. Med början 1724 publicerade Maupertuis ett antal vetenskapliga artiklar; i den första av dem - "Om musikinstrumentens form" ( "Sur la forme des instruments de musique" ) [5]  - studeras inflytandet av instrumentets form på egenskaperna hos de ljud som extraheras från det , och sedan behandlar den unge vetenskapsmannen uppgifter för maxima och minima , studerar egenskaperna cykloid och andra plana kurvor [6] [7] .

Efter att ha besökt England 1728 , där han valdes till medlem av Royal Society of London , och efter att ha studerat i Basel (1729-1730) under ledning av Johann Bernoulli, verk av Leibniz och Newton [7] , återvände Maupertuis till Frankrike som en anhängare och distributör av Newtons idéer, då fanns det fortfarande lite berömt på det kontinentala Europa. År 1731 valdes han till medlem av Paris vetenskapsakademi och utnämndes sedan till chef för en geodetisk expedition som skickades till Lappland för att mäta längden på jordens meridian (1736-1737) [6] [8] .

Resultaten av expeditionen blev en övertygande vederläggning av Cassinis hypotes (en dynasti av franska astronomer) om förlängningen av jordens ellipsoid och gav Maupertuis alleuropeisk berömmelse. Lapplandsexpeditionen återspeglades också i Voltaires filosofiska fiktionsroman " Micromegas ", där en invånare i Sirius , Micromegas, pratar med deltagarna i denna expedition. Voltaire satte på den tiden Maupertuis mycket högt, glorifierade hans verk i poesi och prosa, komponerade en inskription för hans porträtt och i skriftliga upprop till vetenskapsmannen kallade han honom "mon cher applatisseur des mondes et des Cassinis" "min kära, som tillplattade världarna och Cassini' [9] .

På inbjudan av kung Fredrik II flyttade Maupertuis till Preussen 1740 ; efter starten av det första Schlesienska kriget , följde Maupertuis, som minns sina kavallerikunskaper, kungen under ett fälttåg i Schlesien och tillfångatogs av österrikarna i slaget vid Mollwitz (1741 ) , men släpptes snart under ledning av Maria Theresia och återvände till Berlin. Efter en tvåårig vistelse (1742-1744) i Frankrike (där han den 27 juni 1743 valdes till ledamot av Franska Akademien ), återvände Maupertuis till Berlin hösten 1744 och var 1745-1753 president för Fysiken och matematikklass vid Berlins vetenskapsakademi [6] [8] .

Men kontroversen som utspelade sig kring principen om minsta handling som föreslagits av Maupertuis (se nedan) och, i synnerhet, skriven av Voltaire (som talade på Koenigs sida), den kvicka "Diatribe of Dr. the public en kolossal framgång, gav ett allvarligt slag mot vetenskapsmannens rykte (mot honom, skrev Voltaire, tog hela det litterära Europa till vapen - förutom Euler och Merian ). Som ett resultat var Maupertuis tvungen att lämna Berlin för Paris 1756, där han i princip tillbringade sina sista år [9] .

Maupertuis dog i Basel i närvaro av två kapucinermunkar ; före sin död erkände han att kristendomen "leder en person till det största bästa med största möjliga medel" [6] .

Förutom de redan nämnda verken av Voltaire tilltalas Maupertuis av två poetiska meddelanden från den preussiske kungen Fredrik II den store (skrivna - liksom alla Fredriks dikter - på franska). Från den tyska översättningen översattes de till ryska i prosa av den unge G. R. Derzhavin [11]  - som en del av de berömda " Oder komponerade vid berget Chitalagae ". Under pennan av Derzhavin, som inte kunde franska och inte förstod namnet på ett sådant sätt, förvandlades Maupertuis till Movterpy.

Igenkänning och minne

Uppkallad efter Maupertuis

Vetenskaplig verksamhet

Maupertuis verk ägnas åt mekanik , matematisk analys och geometri [8] , såväl som geodesi , astronomi och biologi . Maupertuis kompletta verk publicerades i Lyon 1768 [ 6] .

Expedition till Lappland

Huygens-
Newtons åsikt

Cassinis åsikt

På 1730-talet eskalerade kontroversen om jordens verkliga form . I Huygens och Newtons teoretiska arbete påstods det vara i form av en oblat revolutionsellipsoid . Samtidigt var grundaren av en dynasti av franska astronomer , Giovanni Domenico Cassini , av åsikten att jorden är en långsträckt revolutionsellipsoid; samma åsikt delades av hans son Jacques och sonson François , under vilka noggranna geodetiska mätningar började göras i Frankrike. För att lösa denna tvist utrustade den franska vetenskapsakademin 1735-1736 två expeditioner - en (ledd av Maupertuis och Clairaut ) till Lappland och den andra (ledd av Bouguet och La Condamine ) - till Peru , i Mitad del Mundo- regionen (på nuvarande Ecuadors territorium ). Målet med båda expeditionerna var att mäta – med en rimlig grad av noggrannhet – längden på en grad av jordens meridian, vilket skulle göra det möjligt att ta reda på vilken hypotes som är korrekt [18] .

Resultaten av båda gradmätningarna visade att jorden är en oblat rotationsellipsoid; alltså var segern på newtoniernas sida, till vilka Maupertuis också tillhörde [9] . Maupertuis redogjorde för de vetenskapliga resultaten som erhölls i Lapplandsexpeditionen i verken "On the figure of the Earth" ( "Sur la Figure de la Terre" ) och " Relation du voyage fait par ordre du Roi au ) 1738 ); dessutom skrev han flera pedagogiska böcker om astronomi [6] .

Maupertuis-Euler princip

Memoir of 1744

Maupertuis mest kända vetenskapliga bidrag var hans föreslagna princip om minsta handling . Den formulerades först (om än i en suddig form och utan bevis [19] ) i memoarboken "Accordance of the different laws of nature, which hits incompatible" ( "Accord de différentes loix de la Nature qui avoient jusqu'ici paru inkompatibla" ) [20] rapporterad av Maupertuis till Paris vetenskapsakademi 1744 [21] . I denna memoarbok introducerar Maupertuis - med utgångspunkt från sina tidigare studier om jämviktsförhållandena för fasta ämnen och som beskrivs i artikeln "The law of rest of bodies" ( "La loi du repos des corps" ) [20]  - begreppet " handling" (förutsatt att det är ett mått [22] summan av massornas produkter vid deras hastighet och banans element) och formulerar sin egen princip, enligt vilken en partikels verkliga bana skiljer sig från alla andra i att handlingen för det är minimal [23] ( Maupertuis princip ).

Maupertuis tillämpar denna princip i sin memoarbok på fenomenen förökning , reflektion och brytning av ljus . Samtidigt som han felaktigt återger P. Fermats tankar om ljusets utbredning, kritiserar han tesen att ljuset rör sig på ett sådant sätt att det spenderar minst tid under dess passage [24] . Maupertuis säger: "Ljus, när det korsar olika medier, tar inte en kortare väg, inte heller en väg med kortare tid ... det väljer en väg som har en mer verklig fördel: vägen det följer är den väg för vilken mängden av åtgärden kommer att vara minst ” [25] . Längs vägen kritiserar Maupertuis också [26] "principen om den enklaste vägen" av G. W. Leibniz .

Maupertuis bevisar att om ljus fortplantar sig från en punkt i ett medium till en punkt i ett annat på ett sådant sätt att verkan på dess väg är minimal, så sker brytning i gränssnittet mellan två medier enligt Descartes lag , och en högre hastighet motsvarar till ett mer brytande medium. Han visade också att under rätlinjig utbredning och reflektion lyder ljuset också principen om minsta verkan [24] . När det gäller andra tillämpningar av principen som lagts fram av honom, noterar Maupertuis att "produkten av förlängning genom hastighet" (på denna plats talar vi om en partikel, och därför nämner Maupertuis inte massa) inte bara "i rörelse av strålar, men också i alla rörelser och i alla handlingar Naturen är i själva verket den minsta möjliga, och detta är just principen om minsta handling” [27] .

Eulers bidrag

Efter att ha proklamerat en ny naturlag, bestående av handlingens minimalitet, gav Maupertuis (vars matematiska förmågor, enligt K. Lanczos , "var mycket lägre än hans tids nivå") dock ingen tydlig definition av kvantitet som måste minimeras [28] . I själva verket begränsade han sig till att endast överväga sådana problem där rörelsens egenskaper ändras abrupt och en gång (desutom före och efter denna abrupta förändring fortsätter rörelsen enligt tröghetslagarna); han berörde inte uppgifter där det krävs att beräkna rörelser med ständigt föränderliga egenskaper. Analytisk design och en betydande generalisering av Maupertuis-principen (liksom tillämpning på ett antal problem som är viktiga för praktiken) gavs av L. Euler i hans arbete " Methodus inveniendi lineas curvas maximi minimive proprietate gaudentes sive solutio problematis isoperimetrici latissimo sensu accepti" ) [29] , utgiven samma år 1744 [30] . I den bevisade Euler rigoröst principen om minsta verkan för fallet med rörelse av en materiell punkt under inverkan av en central kraft [31] .

Enligt Euler, i förhållande till en materiell punkt, uttrycks verkan på sektionen av dess bana med formeln

där  är punktens hastighet,  är den linjära koordinaten uppmätt längs banan; vi talar om att minimera denna integral. Efter detta resultat börjar principen om minsta handling vinna acceptans [32] . Låt oss notera att det var Euler som, från och med 1744, också gav de första tillämpningarna av den nya variationsprincipen ( Maupertuis-Euler-principen ) till ett antal problem som är viktiga för praktiken (förflyttning av projektiler, central rörelse, etc.); han uppmärksammade begränsningarna för tillämpligheten av denna princip (särskilt Euler, till skillnad från Maupertuis, visste att både verkliga och varierade rörelser måste uppfylla lagen om bevarande av mekanisk energi [33] ), och att handlingen i vissa fall är inte minimum, utan maximum [34] . Senare, 1760, utvidgade JL Lagrange principen om minsta verkan till en bred klass av konservativa mekaniska system med stationära holonomiska begränsningar [31] .

Memoir of 1746

Maupertuis återvände till principen om minsta tvång 1746 i Les loix de mouvement et du repos déduites d'un Principe Métaphysique ( lagar om rörelse och vila härledda från den metafysiska principen ) [35] . I den kom han till slutsatsen att detta är "den universella principen på vilken alla lagar är baserade", och det är på den som "rörelsen och resten av alla kroppsliga enheter beror" [36] . Till denna "allmänna princip" ger Maupertuis följande formulering: "När en viss förändring inträffar i naturen, är den kvantitet av åtgärder som krävs för denna förändring den minsta möjliga . " Samtidigt klargör han: " Mängden Action är produkten av kropparnas massa, deras hastighet och avståndet de täcker" [37] .

Maupertuis underbyggde minsta handlingsprincipens universalitet med ganska vaga resonemang av metafysisk karaktär med hjälp av teleologiska och teologiska argument (vilket väckte skarpa invändningar från samtida i den efterföljande diskussionen om Maupertuisprincipen). Som tillämpningar av hans princip presenterade Maupertuis denna gång härledningen av de kända lagarna för kollisioner av kroppar och balanslagen för spaken . Som Lagrange senare skrev , "de angivna applikationerna är för speciella för att kunna bygga ett bevis på den allmänna principen på dem" [38] . Dessutom, konstaterar K. Lanczos , kräver tillämpningen av variationsmetoder på problemet med elastiska kollisioner (på grund av vissa finesser i det) stor konst; Maupertuis, å andra sidan, fick rätt resultat med en helt fel lösning [39] .

Dessutom utvinner Maupertuis från principen om minsta handling [23] ett nytt bevis på Guds existens, och utropar om "lagarna om rörelse och vila" som härleds från denna princip: "Vilket nöje för det mänskliga sinnet, med tanke på dessa lagar, som är principen för rörelse och vila för alla kroppar i universum, hitta i dem bevis på existensen av Den som kontrollerar det! Dessa lagar, skriver Maupertuis, bevisar bäst "det högsta väsendets perfektion: allt är ordnat så att den blinda och nödvändiga matematiken gör vad det klarare och friare förnuftet har föreskrivit" [40] .

Kontroversen kring principen

Maupertuis försök att använda teleologiska och teologiska argument för att underbygga principen om minsta handling, avsaknaden av en tydlig indikation på villkoren för dess tillämplighet orsakade en diskussion där många stora europeiska vetenskapsmän kritiserade Maupertuis resultat: mekaniker, matematiker, filosofer och publicister [41 ] . I kontroversen var det inte så mycket fysiska som metafysiska frågor som kom i förgrunden (angående begreppet slutliga orsaker och beviset på Guds existens som föreslagits av Maupertuis) [24] .

Diskussionen startade av P. Darcy , som 1749 gjorde en kritisk artikel "Reflections on the principle of least action of Mr. Maupertuis" . I den visade Darcy - med hjälp av exemplet med problemet med kollision mellan två elastiska kroppar, som efter kollisionen är i vila - att Maupertuis-principen kan leda till felaktiga resultat. Genom att angripa principens metafysiska motivering påpekade Darcy att det i allmänhet är lätt att hitta någon funktion av hastigheter och massor, vars antagande om vars minimalitet skulle ge de korrekta rörelselagarna för kroppar, men slutsatsen om förekomsten av en "Supreme Varelse" följer inte alls av detta [42] . Gradvis anslöt sig sådana vetenskapsmän som G. Courtivron, J. L. d'Alembert , H. Wolf och andra [24] [41] till diskussionen . d'Alembert, i synnerhet, skrev att försök baserade på principen om minsta handling för att rättfärdiga vetenskap utifrån principen om slutliga orsaker (det vill säga utifrån de mål som "världens skapare") "gör intrycket av ett hämmat träd" [43] .

En ny vändning i diskussionen gavs 1751 av J. S. König , som ifrågasatte Maupertuis prioritet i formuleringen av principen om minsta handling, och hävdade att till och med G. W. Leibniz lade fram samma idéer i ett privat brev som skickades 1707 till Basel. matematiker Jacob German . Koenig publicerade ett utdrag ur detta brev [44] i tidskriften Acta Eruditorum ( själva brevet presenterades aldrig, och i den publicerade passagen, även om begreppet "handling" introduceras, finns det inga tydliga indikationer på principen om minsta handling ) [9] .

L. Euler försvarade beslutsamt Maupertuis prioritet ; Eftersom han utan tvekan förstod svagheten i Maupertuis argument, avstod han inte bara från all kritik, utan även från att nämna sina egna resultat på detta område, och använde all sin auktoritet för att uppnå erkännande av Maupertuis som författaren till principen om minsta handling [ 39] . Ändå låg prioriteringen i diskussionen tydligt på Maupertuis-motståndarnas sida; ett särskilt starkt slag mot vetenskapsmannens auktoritet tillfogades i Voltaires redan nämnda "Diatribe of Doctor Akakiy" . Voltaire, som hånade Maupertuis teleologi (som enligt Voltaire motsvarade ett banalt påstående att Gud existerar), påpekade sarkastiskt att det ändamålsenliga med världens arrangemang särskilt manifesterades i det faktum att Gud sände Euler till Maupertuis, som gav principen ett meningsfullt matematiskt uttryck (i medan Maupertuis själv "inte kunde förstå någonting") [43] .

Jobbar inom biologi

År 1745, i Holland, publicerade Maupertuis boken "Scientific Venus, or Discourses on the Origin of Men and Animals" ( "Vénus physique, ou Une dissertation sur l'origine des hommes, et des animaux" ) [45] . I den framstår han som en av sin tids mest avancerade tänkare, som resolut motsatte sig preformism [46] . Genom att beskriva de otaliga "partiklarna" som flyter i kvinnliga och manliga "vätskor", blandas vid befruktning och bildar ett embryo som ett resultat , visar Maupertuis att den nya organismen ärver var och en av föräldrarnas egenskaper. Som ett exempel som bekräftar denna synvinkel analyserar Maupertuis släktforskningen av en berlinsk familj, vars många medlemmar visade polydaktyli [47] .

I den här boken använde Maupertuis också termen " dominans ", som i genetik än i dag syftar på att en annan ärftlig egenskap undertrycks; i synnerhet dominerar tecknet på mörk färg tecknet på ljus färg (Maupertuis noterade detta faktum, med tanke på fenomenet albinism hos svarta ). Han ansåg uppkomsten av en ny egenskap som ett spontant fenomen, i förväg om begreppet " mutationer ".

Maupertuis diskuterade ursprunget till mänskliga raser och skrev (upptäckte åsikter i överensstämmelse med senare evolutionism ): "Både jättar och dvärgar och negrer, som föddes bland andra människor, var tvungna att utsättas för motgångar på grund av arrogans eller rädsla för huvuddelen av mänskligheten, och denna del ersatte liknande förändrade raser till platser på jorden där klimatet är mindre beboeligt. Dvärgarna har trängts tillbaka till polarområdena, jättarna kommer att bo i de magellanska länderna, negrerna kommer att vara folken i den heta zonen.

Publikationer

Publikationer på ryska

Anteckningar

  1. MacTutor History of Mathematics Archive
  2. Pierre Louis Moreau Maupertuis // Brockhaus Encyclopedia  (tyskt) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  3. Pierre Louis Moreau de Maupertuis // Gran Enciclopèdia Catalana  (kat.) - Grup Enciclopedia Catalana , 1968.
  4. Mathematical Genealogy  (engelska) - 1997.
  5. Maupertuis, 1724 .
  6. 1 2 3 4 5 6 Maupertuis, Pierre-Louis // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
  7. 1 2 3 O'Connor JJ, Robertson EF Pierre Louis Moreau de Maupertuis (2003) Arkiverad 4 april 2013 på Wayback Machine
  8. 1 2 3 Bogolyubov, 1983 , sid. 332.
  9. 1 2 3 4 Veselovsky, 1974 , sid. 168.
  10. deltog i slaget vid Mollwitz, där han togs till fånga av österrikarna - Brit. enc. http://www.1911encyclopedia.org/Pierre_Louis_Moreau_De_Maupertuis Arkiverad 28 maj 2008 på Wayback Machine
  11. Derzhavin. "Ode till Movterpiy"
  12. Les membres du passé dont le nom commence par M Arkiverad 26 oktober 2020 på Wayback Machine  (FR)
  13. Pierre-Louis MOREAU de MAUPERTUIS Arkiverad 15 juli 2020 på Wayback Machine  (fr.)
  14. Maupertuis; Pierre Louis Moreau de (1698 - 1759) // Webbplats för Royal Society of London  (engelska)
  15. Pierre-Louis Moreau de Maupertuis Arkiverad 21 september 2020 på Wayback Machine  (tyska)
  16. Bogolyubov, 1983 , sid. 332-333.
  17. Schmadel L. D. Ordbok över mindre planetnamn . - Berlin-New York: Springer-Verlag, 2003. - S. 273. - 992 sid. - ISBN 978-3-540-00238-3 .
  18. Veselovsky, 1974 , sid. 167-168.
  19. Kilchevsky, 1977 , sid. 200-201.
  20. 12 Maupertuis , 1744 .
  21. Moiseev, 1961 , sid. 328.
  22. Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 784.
  23. 1 2 Tyulina, 1979 , sid. 164.
  24. 1 2 3 4 Gliozzi, 1970 , sid. 155.
  25. Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 26.
  26. Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 28-30.
  27. Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 29.
  28. Lanczos, 1965 , sid. 388.
  29. Euler L. . Methodus inveniendi lineas curvas maximi minimal proprietate gaudentes sive solutio problematis isoperimetrici latissimo sensu accepti. - Lausannae-Genève: Bousquet, 1744.
  30. Moiseev, 1961 , sid. 328, 338.
  31. 1 2 Kilchevsky, 1977 , sid. 201.
  32. Tyulina, 1979 , sid. 165.
  33. Lanczos, 1965 , sid. 389.
  34. Gliozzi, 1970 , sid. 155-156.
  35. Maupertuis, 1746 .
  36. Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 51.
  37. Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 53.
  38. Rumyantsev V.V. Maupertuis princip // Mathematical Encyclopedia. T. 3. - M . : Sov. uppslagsverk, 1982. - 1184 stb. - Stb. 821-822.
  39. 1 2 Lanczos, 1965 , sid. 388-389.
  40. Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 47, 51.
  41. 1 2 Tyulina, 1979 , sid. 164-165.
  42. Moiseev, 1961 , sid. 329-330.
  43. 1 2 Mekanikens variationsprinciper, 1959 , sid. 786.
  44. König J. S.  De universali principio aequilibrii et motus, in vi viva reperto, deque nexu inter vim vivam et actionem, utriusque minimo dissertatio // Nova acta eruditorum . - 1751.  - S. 125-135, 162-176.
  45. Maupertuis, 1745 .
  46. Emery, 1988 , sid. 561.
  47. Emery, 1988 , sid. 562.

Litteratur

  • Maupertuis, Pierre-Louis // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
  • Bogolyubov A. N.  Matematik. Mekanik. Biografisk guide. - Kiev: Naukova Dumka , 1983. - 639 s.
  • Variationsprinciper för mekanik: lör. artiklar / Ed. L. S. Polak. — M .: Fizmatgiz , 1959. — 932 sid.
  • Veselovsky I. N.  Essäer om den teoretiska mekanikens historia. - M . : Högre skola, 1974. - 287 sid.
  • Kilchevsky N.A.  Kurs i teoretisk mekanik. T. II. — M .: Nauka, 1977. — 544 sid.
  • Lanczos K.  Mekanikens variationsprinciper. — M .: Mir, 1965. — 408 sid.
  • Gliozzi M.  Fysikens historia. - M . : Mir, 1970. - 464 sid.
  • Moiseev N. D.  Essäer om historien om utvecklingen av mekanik. - M . : Moscows förlag. un-ta, 1961. - 478 sid.
  • Suvorov O. V. Maupertuis  // New Philosophical Encyclopedia  : i 4 volymer  / före. vetenskaplig-ed. råd av V. S. Stepin . — 2:a uppl., rättad. och ytterligare - M .  : Tanke , 2010. - 2816 sid.
  • Tyulina I. A. Mekanikens  historia och metodik. - M . : Moscows förlag. un-ta, 1979. - 282 sid.
  • Emery AEH  Pierre Loius Moreau de Maupertuis (1698-1759) // Journal of Medical Genetics , 25 , 1988.  - S. 561-564.

Länkar