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数学家传记

拉朗德Jérôme Lalande

出生
1732年7月11日 法国安省布雷斯地区布尔格
逝世
1807年4月4日 法国巴黎

拉朗德是一位法国天文学家,对太阳系进行了重要的测量。

完整传记

拉朗德的父亲是Pierre Le Français。一个显而易见的问题是,为什么拉朗德的父亲不叫拉朗德。让我们在本文开头就澄清这一点。事实上,在他生命的最初二十年里,拉朗德被称为拉朗德 Le Français,但此后他自称拉朗德 Le Français de la Lande。在法国大革命时期,贵族姓氏当然是要避免的,所以此时他把“le”和“la”作为后续名字的一部分,写作拉朗德 Lefrançais de 拉朗德。[想想这个时期有多少法国数学家的名字以Le...或La...开头,正是因为这个原因]。为简便起见,我们在本文中统一使用拉朗德这个名字。

回到拉朗德的父母,他的父亲Pierre在布雷斯地区布尔格经营一家邮局并做烟草生意,娶了Marie-Anne-Gabrielle Monchinet。他们只有一个孩子,所以在这个时期非常罕见地,拉朗德作为独生子长大。他在里昂的耶稣会学院学习,在这个阶段他几乎决定加入耶稣会。事实上是他的父母鼓励他继续学业,去巴黎学习法律,他照做了。有点讽刺的是,拉朗德后来以无神论者闻名,却曾如此接近成为耶稣会士。

正是他父母希望他学习法律的愿望阻止了拉朗德加入耶稣会,但更令人惊讶的是,也正是这个愿望使他成为天文学家。在攻读法律学位期间,他寄宿在巴黎的克吕尼府邸,天文学家Joseph-Nicolas Delisle的观测台就在那里。拉朗德对天文学着迷,尽管他继续学习法律,但他也参加了Delisle在皇家学院的天文学讲座以及Pierre Lemonnier的数学物理讲座。他不仅在讲座中学习这门学科的理论方面,还作为热情的观测者和Delisle的助手参与其中。尽管对天文学感兴趣,拉朗德还是完成了法律学业,并在1751年,年仅十九岁时,取得了资格并准备回到家乡布雷斯地区布尔格从事法律工作。然而,Lemonnier对这个年轻人另有打算。

此处一段未译出,以下为英文原文A project had been set up to measure the parallax of the moon and Mars and hence determine their distances. Several sites had been chosen from which to make simultaneous observations and Nicolas Lacaille was sent by the Académie des Sciences to make observations from the Cape of Good Hope while Lemonnier, who was responsible for the observations to be made in Berlin, asked Lalande to go in his place. As no suitable instrument was available in Berlin, Lemonnier lent him his own quadrant which was reported to be the best such instrument in France. The visit proved highly successful for Lalande who, despite his youth, was admitted to the Berlin Academy and was able to discuss science with Voltaire, Maupertuis and Euler. Lalande's observations were published in Acta eruditorum, and in publications of the Berlin Academy and the Paris Academy. After his return to France, Lalande was elected to the Académie des Sciences in Paris on 4 February 1753.

对如此年轻的人来说,这是一项伟大的成就,而对虚荣的拉朗德来说,这极其令人愉快。他总是追求名声,并且在年轻时就轻易获得了名声。然而,他整个职业生涯都建立在追求更多名声之上,他的每一个行动都是为了获得更多的赞誉和表扬。另一方面,当他确实输掉一场公开争论,或遭受攻击时,他并不怀恨在心,只是重新投身于争取更多认可的工作中。他说(例如见[1]):-

我是侮辱的油布,是赞扬的海绵。

事实上,即使在争论中处于下风,他也喜欢成为众人瞩目的焦点,但在他的第一次公开争论中,他最终站在了获胜的一方。

为了计算月球视差,必须考虑到地球并非完美球体,而是在两极扁平这一事实。为此,当然必须知道地球与完美球体相差的确切程度,而拉朗德在这个问题上与Lemonnier意见不合。Paris Academy设立了一个委员会来解决争论,委员会裁定支持拉朗德。这当然不会让Lemonnier高兴,他与拉朗德之间的关系也恶化了。

拉朗德接下来承担的任务之一是协助亚历克西斯·克劳德·克莱罗计算爱德蒙·哈雷彗星更精确的轨道。爱德蒙·哈雷对其轨道所作的观测曾被用来预测其回归,基于的假设是彗星轨道不受太阳系中除太阳外任何天体的影响。根据这一假设,曾预测其回归日期为1758年末或1759年初。亚历克西斯·克劳德·克莱罗让·勒朗·达朗贝尔莱昂哈德·欧拉都研究过三体问题,而亚历克西斯·克劳德·克莱罗现在具备了计算彗星轨道摄动所需的数学知识。计算要求很高,由拉朗德与妮科尔-雷娜·勒波特夫人共同承担。许多关于这项工作的叙述忽略了勒波特夫人做出的巨大贡献,她日夜进行数学计算,但拉朗德总是热衷于承认女性做出的巨大科学贡献,我们在下文提到他与女数学家合作的其他项目。1757年9月,结果公布,表明爱德蒙·哈雷彗星将比先前预期早一年回归。到1757年12月,彗星被观测到,这是可用于三体问题的新数学技术的一次伟大胜利。拉朗德随后基于这些计算出版了爱德蒙·哈雷彗星表的修订版。

1759年,拉朗德被问及是否愿意接任天文年历Connaissance des temps (时间知识)的编辑职务。他从1760年到1776年担任编辑,但在法国大革命期间,他被要求再次接管编辑职责,他从1794年一直担任到1807年去世。在他担任编辑期间,拉朗德添加了精确的月球与恒星距离表,这些表在航海中很有价值。在他接任编辑的那一年,拉朗德获得了另一个有声望的职位,即接替他的老师Delisle担任Collège Royale的天文学教授。他于1762年就任该职位,并担任了46年。

金星凌日发生了两次,第一次在1761年,第二次在八年后。同样,从地球上不同地点对行星经过太阳前方的精确时间进行观测,将允许进行视差测量并计算地球到太阳的距离。这些事件足够重要,以至于组织了国际合作,从不同地点进行观测,而拉朗德在协调这个项目中发挥了作用。在这些凌日之间,1765-1766年间,他在意大利旅行。在那里他会见了教皇,并请求他将尼古拉·哥白尼伽利略的著作从Index的禁书目录中移除。他在Voyage d'un français en Italie (《法国人在意大利的旅行》)(1769年)中发表了一篇记述,该书共八卷[1]:-

拉朗德详细描述了价格、有趣的游览地点以及其他游客感兴趣的信息。

他还访问了英格兰,特别是格林尼治天文台,并了解了哈里森钟表的细节,这些钟表在确定经度方面取得了成功。他也写了一篇关于这些旅行的记述,对历史学家来说读起来引人入胜,但从未出版。

除了精确的观测之外,拉朗德还以其著作闻名。有些著作是在高深的研究层面上写成的,而另一些则是通俗层面的,他在向非专业人士阐述思想方面取得了巨大成功。他撰写了许多主题的著作,不仅限于天文学,但他最著名的著作是一部天文学著作,Traité d'astronomie (《天文学论著》)。他于1764年首次分两卷出版该书,第二版分四卷于1771年至1781年间问世。第三版包含其学生让·巴蒂斯特·约瑟夫·德朗布尔的重要贡献,共三卷,于1792年出版。除了是一部出色的天文学教材之外,Traité d'astronomie (《天文学论著》)对于任何希望进行观测并简化自己计算的人来说都是一本实用手册,因为它包含了大量关于仪器、其使用方法以及如何计算的信息。

在1791年第三版出版之前,拉朗德获得了当选法兰西公学院院长的巨大荣誉。他作为院长的首批举措之一,就是允许女性进入所有班级。他还采取了其他前瞻性举措,例如停止为获奖者使用拉丁文引文。

这时拉朗德已经六十岁了,他在法国大革命期间的恐怖统治中毫发无损地活了下来,他把这归因于自己的无神论观点。他开始更公开地表达这些观点,也许最公开的场合是在1794年6月8日的第一个最高主宰节上。当时庆祝的是一种取代基督教的宗教,而拉朗德在其中发挥了主导作用。他发表了一篇演讲,这给了他一个表达无神论观点的平台,他也借此机会试图缓和当时笼罩法国的极端爱国主义(引自[2]):-

现在是时候宣布这些重要且无可争辩的真理了,这些真理为所有人民、所有时代、地球每个角落所知晓:对祖国的爱、对美德的爱和理性的统治……对祖国的爱不是爱国者唯一的职责。我们不可能都在军队、国家、艺术和科学中为我们的民族服务,但我们都可以来帮助我们的兄弟……正是这样,慈善加上对祖国的爱,将使我们真正无愧于我们的革命、我们的胜利和整个宇宙的钦佩。

他的事业蒸蒸日上,1795年5月17日他被任命为巴黎天文台台长。他有一段时间一直在编制一份重要的星表,到1796年它包含了30,000颗恒星,到这时他实际上已经实现了最初的目标。然而他继续这项工作,到1797年他的星表列出了41,000颗恒星。当他在1801年出版Histoire céleste française(法国天空史)时,其中包括了一份超过47,000颗恒星的星表。这些星表是在他家人的帮助下编制的,我们将在本文后面作一些评论。

我们对拉朗德职业生涯的描述接近尾声,但让我们停下来看看他性格的某些方面。首先,[2]中对他的外貌描述如下:-

他是个极其丑陋的人,并为此感到自豪。他那茄子形的头骨和像彗星尾巴一样拖在身后的一头蓬乱头发,使他成为肖像画家和漫画家最喜欢描绘的对象。他声称自己身高五英尺,但尽管他在计算恒星高度时精确无误,他似乎夸大了自己在地球上的高度。他爱女人,尤其是才华出众的女人,并在言行上提拔她们。

许多人嘲笑他的无神论观点,说这是他对上帝把他造得如此丑陋的报复[2]:-

……他那双膝外翻的腿和佝偻的腿,他弓起的背和小猴般的脑袋,他苍白干瘪的面容和布满皱纹的窄额头,以及那两道红眉毛下,他那空洞而泛绿的眼睛。

事实上,拉朗德的性格似乎包含许多矛盾。他在18世纪90年代后期[2]:-

……一个偏爱君主制的自由思想者,一个钦佩耶稣会的无神论者,一个向年轻女性示爱的女权主义者,一如既往地丑陋,也一如既往地虚荣。

他继续宣扬无神论观点,1799年开始寻找学者加入他的Dictionary of Atheists。在这项工作中,他说(引自[2],另见[1]):-

传播科学之光要靠学者,以便有朝一日他们能够约束那些使大地流血的可怕统治者;也就是说,那些战争贩子。既然宗教产生了这么多这样的人,我们也可以希望看到这一切终结。

人们可能会想象,持有这些观点的人会反对拿破仑,但他并没有这样做,相反,他欢迎拿破仑在1802年至1804年掌权。事实上,拿破仑在1799年乐于同意拉朗德将自己的名字加入Dictionary of Atheists。然而后来,拿破仑认定教会作为盟友比作为敌人更好,教皇来到巴黎参加他的皇帝登基典礼。拉朗德借此机会重新出版了他的Dictionary of Atheists,其中包含拿破仑的名字,这导致新皇帝要求法兰西学院谴责拉朗德。让·巴蒂斯特·约瑟夫·德朗布尔当时是法兰西学院的终身秘书,他努力让拉朗德屈从皇帝的要求,同时又不显得损害学院成员所享有的备受珍视的思想自由。拉朗德拒绝停止提出他的无神论观点。

我们前面承诺过要谈谈拉朗德的家人,他们在计算和制作表格方面发挥了重要作用。他从未结婚,但有一个私生女玛丽-让娜·德·拉朗德,他教她数学,以便她能帮助他的工作。他还培养了他的表弟Michel Lefrançais,他称其为侄子。Michel娶了他的私生女玛丽-让娜·德·拉朗德,拉朗德随后称她为侄女。玛丽-让娜·德·拉朗德和Michel成为拉朗德家族团队的重要成员,日夜工作在他的许多项目上。例如,拉朗德的Abrégé de navigation historique, théorétique, et practique, avec des tables horaires(《历史、理论和实践导航摘要及时间表》)(1793年)是导航表,包含了他女儿进行的大量计算。Michel Lefrançais在1790年代协助让·巴蒂斯特·约瑟夫·德朗布尔测量子午线,并在那个项目中发挥了重要作用。尽管如上所述,拉朗德从未结婚,但他与Louise-Elizabeth-Félicité du Piery同居。她是拉朗德在巴黎天文台进行的大规模月球天文学研究的首席研究员,她成为巴黎第一位教授天文学的女性。拉朗德对女性在天文学中贡献的重视,特别是作为数学家和计算者,体现在他于1785年首次出版、1795年和1806年有新版本的Astronomie des dames中。

除了我们在上文提到的他在组织科学方面的作用之外,我们还要指出,他是共济会的一名活跃成员,并在巴黎创立了九姐妹共济会会所,该会所向杰出的作家和科学家开放。大多数杰出的作家、科学家、艺术家和政治家都加入了,包括1778年加入的⟦N2⟧。更多细节见[3]。当法国大革命导致Académie des Sciences关闭时,拉朗德试图建立一个他称之为Réunion des Sciences的新组织来继续其职能。

拉朗德在职业生涯末期承担的一项重要任务是完成J.É. 蒙蒂克拉的四卷本Histoire des mathématiques (数学史)中剩余的两卷。第三卷涵盖18世纪纯数学、光学和力学,共832页;第四卷涵盖18世纪天文学、数学地理学和航海术,共688页。它们于1802年出版,当时拉朗德70岁。我们还应当提到,他也在1802年设立了拉朗德奖。该奖每年颁发给当年对天文学做出最重要贡献的人。

拿破仑坚持要求拉朗德停止公开支持无神论,但随着拉朗德生病,这已变得不必要。1806年末,他患上了胸部疾病,几乎可以肯定发展成了肺结核。去世前几天,他写道:-

我有时会自娱自乐地说,我认为自己拥有所有人类美德。我这句话被狠狠地拿来攻击我,好像我声称“拥有所有人类美德”。事实上,我说的是“我认为我拥有它们”,这是完全不同的事情。尽管如此,我或许不该这么说;但我的良心要求我这样做。

很难评估拉朗德的贡献,因为他的个性确实影响了他在世时别人对他的看法。然而,很明显,他对数学科学的发展做出了巨大贡献,尽管这不是通过科学创新实现的,他在这方面表现甚少。相反,他的重要性在于作为一名教师,特别是支持像让·巴蒂斯特·约瑟夫·德朗布尔皮埃尔·梅尚这样的学生,通过他对科学的组织,通过他极其精确的观测,这些观测有助于提供证据支持艾萨克·牛顿的引力理论以及后来关于三体问题的结果,以及他成功普及天文学。

参考文献

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