Лаплас. Небесная механика

Лаплас был человеком с большими амбициями. Его научная программа включала не только исследование неба, но и изучение земного мира. Он стремился применить математику и к человеческому обществу, и к физике непредсказуемых жидкостей: теплу, свету, электричеству и магнетизму — к этим задачам Ньютон смог подойти лишь в «Оптике», а не в «Началах». В действительности Лаплас прошел более логичным путем: от мира математики к физике и от физики — к химии.

В 1783 году Лаплас вместе с Кондорсе принял участие в проекте, который представлял собой новый шаг в демографических и статистических исследованиях. Кондорсе, убежденный сторонник применения математики в процессе принятия решений, увидел в расчете вероятностей инструмент, который может послужить государству в статистике. Оба ученых стали членами академической комиссии, проводившей исследования функционирования Дома милосердия, самого большого госпиталя Парижа. Они квалифицированно проявили себя в расчете вероятностей, сравнивая процент смертности в этом госпитале с процентом смертности в других французских медицинских учреждениях. В 1785 году Лаплас стал одним из вдохновителей демографических исследований во Франции. Анализируя церковные записи о рождениях за длительный период, он захотел подсчитать общую численность населения королевства, умножив число рождений на 26.

Также он нашел время для сотрудничества с другим знаменитым ученым того времени — Антуаном Лораном де Лавуазье (1743-1794). Когда Лаплас познакомился с ним, Лавуазье уже был публичной персоной, главным государственным казначеем. Он получил эту должность после удачной женитьбы на богатой и умной Марии-Анн Польз (1758-1836). Это был удачливый человек, имевший влияние при дворе, а также известный экспериментатор в лаборатории Арсенала в Париже. Лавуазье оставил в стороне традиционную теорию флогистона, предложив собственную теорию горения на основе части воздуха, которую мы сегодня называем кислородом. Кроме этого он полностью изменил основы химии и предложил классификацию веществ, известных в химической практике.

Лаплас начал сотрудничество с Лавуазье в 1777 году и работал с ним в течение более чем 15 лет. Им ассистировали Клод Луи Бертолле (1748-1822), Антуан Франсуа де Фуркруа (1755-1809) и Алессандро Вольта (1745-1827). Лаплас продолжил сотрудничество с Бертолле до конца своей жизни, в частности по вопросам, связанным с физикой и химией.

Но как же началась совместная работа Лапласа и Лавуазье? Очень и очень прозаично. Отец Лапласа, Пьер, продолжал заниматься своими яблоневыми садами в Нижней Нормандии. Сидр, который он изготавливал, в течение долгого времени хранился в бочках, а чтобы он не портился, необходимы были консерванты. Однако, если консервант, добавленный в бочки, окажется плохого качества, он может вызвать у потребителей отравление. Так случилось в 1775 году, когда партия некачественного сидра стала причиной смерти нескольких монахов в религиозном братстве. С этих пор государство решило взять ситуацию в свои руки и обратилось к вновь созданному Королевскому медицинскому обществу Парижа, основателем и членом которого был Лавуазье. Чтобы потушить скандал, Пьер Лаплас выплатил религиозному братству щедрую компенсацию, но, столкнувшись в результате с финансовыми трудностями, он по возвращении в Париж обратился к Лавуазье за кредитом. Неизвестно, было это одной из договоренностей или обычной благодарностью, но молодой Лаплас с тех пор начал помогать Лавуазье в исследованиях.

В повседневной работе Лавуазье и Лаплас обращались друг с другом на равных — ученый-экспериментатор и геометр отлично находили общий язык. Если первый занимался опытами, то второй осуществлял необходимые расчеты. Лавуазье применил «метод геометра» и отразил свои достижения в работе о теплоте, прочитанной перед Академией в 1783 году.

Главным достижением этого сотрудничества стала разработка калориметра (см. рисунок на предыдущей странице) — гениального устройства, предназначенного для измерения внутреннего тепла тела в соответствии с количеством льда, которое было растоплено при воздействии этого тепла.

Лавуазье как представитель Казначейства имел привычку уравновешивать затраты. Будучи химиком, он исследовал отношение масс между реактивами и продуктами химических реакций. Лаплас, со своей стороны, привык исправлять астрономические неравенства и использовать теорию вероятностей в качестве своего рода моральной арифметики, уравновешивающей знание и незнание. Все это вписывалось в тенденцию все измерять и сравнивать. Эта тенденция, как мы увидим в следующей главе, была присуща и политике.