PIERRE-SIMON LAPLACE

Pierre-Simon Laplace (Beaumont-en-Auge, Normandía, Francia, 28 de marzo de 1749 - París, 5 de marzo de 1827) fue un matemático francés nacido de padres granjeros, cursó sus estudios primarios en una escuela local benedictina pues su padre quería que fuera sacerdote. Estudió en la universidad de Caen donde por su habilidad matemática, impresionó a D’Alembert, recomendándolo en 1767 para  un puesto de profesor en la École Militaire de París, en la escuela tuvo entre sus discípulos a Napoleón Bonaparte. En 1773, ingresó en la Academia de las Ciencias de París y años después dio clases en el Cuerpo Real de Artillería. En 1788 se casó con la Marie-Charlotte de Courty de Romanges, 20 años más joven que él, y con quien tuvo dos hijos, Sophie-Suzanne y Charles-Émile.

Durante la Revolución Francesa, ayudó a establecer el Sistema Métrico. Enseñó cálculo en la Escuela Normal y llegó a ser miembro del Instituto Francés en 1795. Bajo el mandato de Bonaparte fue miembro del Senado, y después Canciller, recibió la Legión de Honor en 1805.

Entre 1771 y 1789 desarrolló la mayor parte de su trabajo sobre astronomía, particularmente su estudio sobre las desigualdades planetarias, seguido por algunos escritos sobre cálculo integral y ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Destaca entre su producción del período 1784-1787 la determinación de la atracción de un esferoide sobre una partícula situada en su exterior, para cuya determinación introduciría el análisis de armónicos o coeficientes de Laplace y el concepto de potencial.

En 1796 publicó su Exposition du système du monde (Exposición del sistema del mundo), en el que ofreció una versión divulgativa de las leyes de Newton y una exposición del sistema solar. Sus resultados analíticos sobre la mecánica estelar se publicaron en los cinco volúmenes del Traité de mécanique céleste (Tratado de mecánica celeste, 1799-1825). En los dos primeros volúmenes describió métodos para el cálculo del movimiento de los planetas y sus satélites, y determinó sus trayectorias. El tercero contiene la aplicación de estos métodos y muchas tablas astronómicas. En 1814, Laplace publicó un ensayo sobre probabilidades orientado al lector profano, que le serviría de base para la segunda introducción de su Théorie analytique des probabilités (Teoría analítica de las probabilidades, 1812), donde incluyó una exposición del método de los mínimos cuadrados, base de toda la teoría de los errores.

Laplace creía fuertemente en el determinismo causal, tal como puede apreciarse en su siguiente cita: “Podemos mirar el estado presente del universo como el efecto del pasado y la causa de su futuro. Se podría concebir un intelecto que en cualquier momento dado conociera todas las fuerzas que animan la naturaleza y las posiciones de los seres que la componen; si este intelecto fuera lo suficientemente vasto como para someter los datos a análisis, podría condensar en una simple fórmula el movimiento de los grandes cuerpos del universo y del átomo más ligero; para tal intelecto nada podría ser incierto y el futuro, así como el pasado, estarían frente a sus ojos.”

Aunque intervino en política en tiempos de Napoleón, se pasó al bando de Luis XVIII, quien lo nombró Marqués en 1817 después de la restauración de los Borbones. En sus últimos años vivió en Arcueil, donde ayudó a fundar la Sociedad de Arcueil, potenciando la investigación de los jóvenes científicos. Trabajó incansablemente y murió a los 77años.

Principales aportaciones a las matemáticas:

En 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 autocorregían.
- 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.

En probabilidades:
- 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.

En matemáticas:
- 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.

En 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.

En 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.

Fuentes: 1, 2, 3, 4, 5.