与牛顿并肩，与拿破仑周旋：这位星辰立法者说：我不需要上帝假设

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与牛顿并肩，与拿破仑周旋：这位星辰立法者说：我不需要上帝假设

原创  南方 Er  南方 Er  2025 年 12 月 11 日 11:40  广东

1784 年的凡尔赛宫，路易十六慵懒地翻动一份报告——事关巴黎科学院改组，提议者署名“拉普拉斯”。国王皱了皱眉。他对这位出身苹果汁商人之家、却终日谈论宇宙稳定性的学者没什么印象。他并不知道，那个被他轻视的头脑，此时正在纸页间构筑一个比波旁王朝更恒久的秩序。

与此同时，柏林的拉格朗日已年迈。他对友人低叹：“巴黎有两位巨人。一位承继了牛顿，另一位……将要完成牛顿。”他指的正是拉普拉斯。


皮埃尔-西蒙·拉普拉斯

而在某所军事学校的考场上，一名来自科西嘉的青年——拿破仑·波拿巴——正紧张地注视着主考官拉普拉斯手中的试卷。他们都还无法预见，未来两人之间那场关于“上帝是否存在”的著名交锋。

01 来自诺曼底的宇宙挑战者

牛顿在 1687 年用《自然哲学的数学原理》为宇宙立下了基本法，但这更像是一部充满模糊条款的宪法。行星轨道的微小异常如同法律条文中的未定义术语；月球每个月迟到的那几秒钟像是程序漏洞；彗星任性的轨迹则像是对法典的公然挑战。欧洲最优秀的头脑——瑞士的欧拉、法国的达朗贝尔、拉格朗日——都曾试图担任这部宇宙宪法的释法者，却总在某个关键时刻遭遇逻辑的悬崖。

拉普拉斯的到来改变了这场智力游戏的规则。当其他学者还在用欧几里得的圆规和直尺思考天体问题时，24 岁的拉普拉斯带来了一套全新的工具包：他发展出的常数变易法能追踪轨道参数随时间的微妙变迁；“生成函数理论”则像是一台概念计算机，能处理无穷级数的复杂运算。巴黎天文台台长拉朗德在日记中写道：“昨天听拉普拉斯讲解他的新方法，我感觉自己像是一个只会用算盘的人，突然见到了莱布尼茨的演算机。”


皮埃尔-西蒙·拉普拉斯

但真正奠定他地位的，是 1776 年的那篇《万有引力原理研究》。在这篇论文中，拉普拉斯完成了一次大胆的法律编纂：将牛顿那带着神秘主义余温的超距作用，重铸为四条清晰、严谨、可操作的数学公理。其中最具革命性的第二条公理——“任意形状物体的引力等于其各部分引力的合力”——彻底解放了天体力学。

从这一天起，不规则的小行星、扁平的土星环、乃至银河系旋臂上恒星的集体运动，都从不可计算的谜题变成了等待求解的方程。德国数学家高斯后来评价：“拉普拉斯让引力成为了一种通用语言，从此我们不仅能描述苹果如何落地，还能计算仙女座星云如何旋转。”

02 为太阳系签发永久稳定证明

整个 18 世纪 80 年代，一个幽灵在欧洲的学术沙龙和皇家学会中徘徊：太阳系是否在缓慢走向崩溃？牛顿晚年在给本特利的信中流露出的深深忧虑，像一层阴影笼罩着启蒙时代：行星间的微小扰动是否会如滚雪球般累积，最终需要造物主之手的定期校正？



拉普拉斯决定直面这个关乎人类宇宙观根基的问题。他与拉格朗日——那位身在柏林却心系巴黎的数学巨人——展开了一场跨越国界的智力竞速。两人通过加密信件交换着公式和猜想，如同两位大师在对弈一局多维的宇宙象棋。经过四年夜以继日的演算，使用了相当于今天数百万行代码的数学推导，1784 年春天，拉普拉斯在巴黎科学院宣读了那篇划时代的《论行星轨道的长期变化》。



报告厅里安静得能听到羽毛笔摩擦纸张的声音。当拉普拉斯展示出那个简洁而深刻的结论时——在一阶近似下，行星轨道的半长径和偏心率只有周期性振荡，没有单向的长期趋势——会场爆发了。这不是简单的数学定理，而是一份给全人类的安心保证：太阳系本质上是一台自调节的永恒机器，它的发条就是引力本身，不需要任何外部上弦。事后，一位在场的哲学家记录道：“那一刻，我们不仅理解了宇宙，更重要的是，我们第一次感到可以信任宇宙。”



但这仅仅是拉普拉斯颠覆性工作的序幕。在研究木星的四颗伽利略卫星时，他发现了自然界最精妙的同步锁——轨道共振。木卫一、二、三的运行周期精确锁定在 1:2:4 的比例上，这种由引力编织的永恒节拍，成为了宇宙内在和谐的最诗性证明。更令人惊叹的是他解析出的木星与土星间的“伟大不等式”：一个周期长达 883 年的摄动项，完美解释了为何土星的运动总比理论预测慢上几分钟。天文学界为此困惑了近一个世纪，有人甚至怀疑万有引力定律在这么远的距离上是否仍然有效。拉普拉斯的解答如同一道划破黑暗的闪电，英国天文学家赫歇尔赞叹：“他不仅解决了问题，更向我们展示了宇宙的记忆有多么长久。”

03  皇帝与科学家的危险游戏

1799 年雾月政变前三周，巴黎笼罩在不安的期待中。拉普拉斯做出了一个精明的决定：将刚刚印好的《天体力学》前两卷，题献给那位权势正急剧上升的执政官——拿破仑·波拿巴。这位曾经在他监考下通过数学考试的科西嘉人，回复了一句意味深长的话：“我将用六个月的闲暇拜读您为宇宙立法的杰作。”科学与权力的同盟在这一刻正式缔结，但双方都不知道这段关系将走向何方。


拿破仑

拿破仑对拉普拉斯的情感是矛盾的混合物。他真心欣赏这位学者的智慧，任命他为内政部长，期待他能像解数学方程那样理顺法国的行政乱局。但现实很快给了皇帝一记耳光——拉普拉斯试图用统计学原理重组地方政府，用人口方程规划公共资源，甚至在部长会议上讨论起“行政效率的微分度量”。六周后，拿破仑无奈地对亲信说：“我给了他一顶部长的帽子，他却想用它来装微积分公式。”拉普拉斯被体面地升迁为元老院议长，一个荣誉大于实权的位置。

然而拿破仑需要拉普拉斯，就像需要一面象征理性治国的旗帜。加冕后，他授予拉普拉斯伯爵爵位、荣誉军团大十字勋章，让这位科学家频繁出现在宫廷庆典上。在帝国的宣传中，拉普拉斯与大卫的画作、巴黎综合工科学校一起，构成了拿破仑文艺复兴的三位一体。而拉普拉斯则巧妙利用了这种庇护：他在阿尔克伊乡间的庄园成为了独立思想的避风港，那里聚集着贝托莱、毕奥、阿拉戈、菲涅耳等年轻天才。夜晚的沙龙里，蜡烛照亮了讨论热力学、光学和电磁学的激情面孔，这里形成了与帝国官方科学院并立的第二科学院，一个在帝国羽翼下却保持思想自由的奇异空间。



1812 年 9 月，莫斯科大火的黑烟染红了俄罗斯的天空。在克里姆林宫里，焦躁的拿破仑与随行的拉普拉斯进行了那次载入史册的对话。皇帝指着窗外燃烧的城市，突然问道：“在您的宇宙体系里，这一切有什么意义？”接着更直接地追问：“您的著作中为何处处不见造物主？”科学家平静地回答：“陛下，我不需要那个假设。”这句话后来被镌刻在科学独立性的丰碑上，但在当时，它是一个身处权力中心的学者，对智力主权最克制的宣示。

04 在政权更迭中守护理性之火

拉普拉斯一生经历了旧王朝、革命恐怖、督政府、执政府、拿破仑帝国、波旁复辟六次政权更迭，如同在政治激流中航行的一艘知识方舟，每次都能奇迹般地抵达新岸并占据要职。这种惊人的生存智慧让他饱受“政治变色龙”的指责，诗人海涅甚至嘲讽他“比数学常数更能适应变化的环境”。

但隐藏在这些表面妥协之下的，是一条从未改变的忠诚线——对法兰西科学共同体与理性传统的守护。1793 年雅各宾派颁布解散皇家科学院的法令时，是拉普拉斯组织学者们连夜转移珍贵手稿和仪器，将核心藏书分散藏匿在巴黎各处的地下室；1795 年，他主导设计法兰西研究院的全新架构，确保科学学院在共和国体制中拥有独立地位；拿破仑时期，他利用自己的影响力保护了持不同政见的学者免受迫害；甚至在波旁王朝复辟后，78 岁高龄的他在科学院会议上，仍为年轻学者争取着进行“敏感研究”的自由空间。

他的学生、后来成为著名物理学家的泊松在回忆录中写道：“老师常说，政权如塞纳河的潮水，有涨有落；但理性是河床，必须保持坚固和稳定。我们的职责不是随波逐流，而是确保无论水面如何翻腾，知识的航道始终畅通。”



晚年，他的工作重心转向整合与升华。五卷十六册的《天体力学》（1799-1825）陆续出版，系统总结了牛顿以来一个多世纪的天体力学成就，正式确立了这个学科的范式和名称。这部巨著被誉为“天文学的圣经”，其宏大的体系、严谨的数学和将复杂现象归结为基本原理的追求，影响了后世无数科学家。这部巨著使他赢得了“法国的牛顿”的美称。



而在 1812 年出版的《概率的分析理论》中，拉普拉斯系统总结了近 40 年的概率论进展及其个人发现，奠定了该学科的理论基础。书中那句“概率论只不过是把常识化成计算”道出了其精髓。著作涵盖了几何概率、伯努利定理和最小二乘法等重要理论，并首次阐述了著名的拉普拉斯变换。1814 年，他出版的《概率的哲学探讨》进一步从思想层面深化了相关研究。凭借这些贡献，拉普拉斯被公认为概率论的奠基人之一。



05 星云假说：为宇宙书写起源故事

拉普拉斯留给后世最持久的遗产，或许不是某个具体的方程，而是一个关于起源的宏大叙事。



在 1796 年出版的《宇宙体系论》——这本他自称为“写给聪明外行的天文学诗篇”的著作中，拉普拉斯提出了著名的星云假说：太阳系起源于一团巨大、炽热、缓慢旋转的原始星云，在冷却收缩过程中由于角动量守恒而越转越快，不断抛出物质环，这些环最终凝聚成行星。这个完全基于力学原理的宇宙演化图景，比达尔文的《物种起源》早六十多年，将“演化”概念从生物学领域提前引入了天体物理学。



其哲学冲击力是爆炸性的。如果太阳系可以从一团混沌星云中自然诞生，那么千千万万的恒星系统呢？如果所有天体都遵循同样的物理定律，那么宇宙中是否充满了等待发现的生命形式？这些推论像一连串思想炸弹，动摇着宗教与科学之间本就脆弱的平衡。罗马教廷迅速将此书列入《禁书目录》，巴黎大主教公开谴责这是“用数学伪装的无神论”。但年轻一代却为之狂热，英国诗人华兹华斯在诗中写道：“星空不再是无言的圣经，而是拉普拉斯正在解读的创世日记。”

更令人惊讶的是科学验证的提前到来。拉普拉斯去世仅仅两年后，他的追随者、英国天文学家约翰·赫歇尔在好望角用当时最先进的望远镜观测到了真实的星云状天体，他在给家人的信中激动地写道：“亲爱的父亲，我正凝视着拉普拉斯预言过的原始星云！它就在船底座的方向，旋转着，发着光，仿佛在向我们展示宇宙的婴儿期。”



06  尾声：不需要假设的遗产

1827 年 3 月 5 日，拉普拉斯在巴黎安然离世，距离他 78 岁生日仅差 18 天。他留下了浩如烟海的著作、一个以他名字命名的方程、变换、定理和定律，以及一座用数学理性构建的、井然有序的宇宙模型。

他的葬礼没有盛大的仪仗，但送行队伍中既有复辟王朝的贵族，也有共和派学者，还有他曾帮助过的普通工匠——后者因拉普拉斯推动的公制系统而终生受益。墓碑设计简洁，只有一行字：“这里安息着拉普拉斯，他曾测量天体，驯服偶然，并窥见了万物起源的微光。”



1990 年 2 月 14 日，旅行者 1 号探测器在离开太阳系时回拍的最后一张照片中，地球只是一个 0.12 像素的“暗淡蓝点”。任务科学家在报告中引用了拉普拉斯的话：“我们现在知道，他的宇宙观不仅是正确的，而且是谦卑的——我们在无限中的位置如此微小，却能理解如此之多。”



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