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皮埃尔·莫佩尔蒂

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皮埃尔·路易·莫罗·德莫佩尔蒂 (/ˌmoʊpərˈtwiː/;法文:[·mopɛʁtɥi];1698-1759年7月27日)[1] 是法国数学家、哲学家和文学家。应腓特烈大帝的邀请,他成为法国科学院主任和普鲁士科学院首任院长。

为了确定地球的形状,莫佩尔蒂去了拉普兰探险。他经常被认为是最小作用量原理的发明者;其中的一个版本被称为莫佩尔蒂原理——一个决定物理系统路径的积分方程。有趣的是,他在自然历史方面的工作与现代科学相关联,因为他触及了遗传和生命斗争的各个方面。

1 传记编辑

莫佩尔蒂出生在法国的圣马洛,一个中等富裕的商人海盗家庭。他的父亲伦涉及了许多对君主政体至关重要的企业,因此伦在社会和政治上获得了成功。[2] 莫佩尔蒂接受了私人教师尼古拉斯·吉塞的数学教育。[3] 完成正规教育后,父亲为他争取到了一个满载荣耀的骑兵服役机会。在骑兵部队服役三年期间,他开始熟悉上流社会和数学界。之后他移居巴黎,并开始建立自己作为数学家和文学才子的声誉。1723年,他被科学院录取。

他早期的数学工作围绕关于活力方程的争议展开,为此,莫佩尔蒂发展并扩展了艾萨克·牛顿(他的理论在英国以外还没有被广泛接受)的工作,并反对日渐衰落的笛卡尔力学。在18世纪30年代,关于地球形状的问题成了对立力学学派之间争论的爆发点。莫佩尔蒂基于他对牛顿所做工作的阐述(在他导师约翰·伯努利的帮助下)预测地球应该是扁圆形的,而他的竞争对手雅克·卡西尼从天文学角度测量它应该是长圆形的。1736年,莫佩尔蒂担任路易十五国王派往拉普兰测量子午线弧长的法国测地线使团团长。他的结果发表在一本详述他的测量过程的书中,基本上使得争议朝着对他有利的倾斜。这本书包括探险的冒险故事,以及对卡迈尔维铭文的记述。回国后,他成为了欧洲几乎所有科学协会的成员之一。[4]

Maupertuis's
opinion
Cassini's
opinion

拉普兰探险之后,莫佩尔蒂开始总结他早期的数学工作,提出最小作用量原理作为所有力学定律的形而上学原理。他还扩展到生物领域,匿名出版了一本既有科普性,又有哲学性和色情性的书:《金星的身体》。在这项工作中,莫佩尔蒂提出了一种生殖理论(即繁殖),在这种理论中,有机物具有自发组织的“智能”,类似于当代化学中的亲疏关系概念,布丰伯爵乔治-路易·莱克勒克对这一概念进行了大量深入的阅读并给予了好评。他后来在一部更正式的匿名作品中进一步发展了他对生物的观点,该作品探索了遗传,收集了证实两性都对此有贡献的证据,并将变异视为统计学上的现象。

1740年,莫佩尔蒂应普鲁士腓特烈二世的邀请前往柏林,参加了摩尔维茨战役,在那里他被奥地利人俘虏。获释后,他回到柏林,然后又回到巴黎,在那里他于1742年当选为科学院院长,次年被法国科学院选为院长。1744年莫佩尔蒂回到柏林,也是出于腓特烈二世的希望,他于1746年被选为普鲁士皇家科学院院长,在莱昂哈德·欧拉的帮助下,他管理了该科学院一直到他去世。随着祖国和赞助人的国家之间七年战争的爆发,他的处境变得极其尴尬,他的名声在巴黎和柏林都受到了影响。发现自己的健康状况恶化,他于1757年在法国南部退休,但于1758年去了巴塞尔,一年后在那里去世。莫佩尔蒂的执拗的性格使得他经常与人吵架,他晚年与塞缪尔·柯尼希和伏尔泰的争执就是其中一个例子。[5]

伏尔泰, 莫佩尔蒂, 1753

“他所做的许多事情的辉煌都被他常常留下未完成工作、未能完全挖掘自己的潜力所削弱。正是天才的洞察力使他得出了最小作用量原理,但缺乏智力或严谨性使他无法给它拉格朗日所能提供的数学基础...他在遗传方面,在理解物种发展的机制方面,甚至在免疫学方面,都展现出了非凡的感知能力,但没有全面阐述的理论。他的哲学著作是令他最吸引人的工作:大胆、令人兴奋、论证充分。” [6]

2 进化论编辑

一些历史学家以科学的角度出发指出,他在生物学方面的工作是进化理论,特别是自然选择理论发展的重要先驱。[7] 但也有其他作家认为,他的评论是粗略的,模糊的,或者与那个特定论点偶然联系的。迈尔的结论是“他既不是进化论者,也不是自然选择理论的创始人之一,但是他是遗传学的先驱之一”。莫佩尔蒂支持泛生理论,认为父母双方的粒子对孩子的性格有影响。[8] 鲍勒认为他对遗传、人类的自然起源以及生命形式可能随时间而改变的观点进行了研究。[9]

莫佩尔蒂是自然神学家的强烈批判者,他指出了与好的和明智的造物主这样的一个概念所不相容的现象。他也是第一个从可变种群的角度来考察动物的人,这与强调个体标本描述的自然历史传统相反。

解读莫佩尔蒂的难度可以通过阅读原著来衡量。下面是《宇宙论随笔》的翻译,之后是法语原文:

但是,难道不是说,在自然产物的偶然组合中,因为只有一些能够存在某种适合度的健康关系,所以不应该怀疑这种适 应性是否存在于目前存在的所有物种中?[10]可以说,机遇造就了无数的个体;少数动物发现自己的构造方式使得自身的各个部分能够满足其需求;但是更多的动物,它们既没有适应性也没有秩序:所有这些动物都已经灭亡。没有嘴的动物不能生存;其他缺乏生殖器官的动物不能延续自己的种族;唯一剩下的是那些建立了秩序和适应性的;我们今天看到的这些物种只是盲目的命运之神所创造的很小一部分。

Mais ne pourroit-on pas dire, que dans la combinaison fortuite des productions de la Nature, comme il n'y avoit que celles où se trouvoient certains rapports de convenance, qui pussent subsister, il n'est pas merveilleux que cette convenance se trouve dans toutes les especes qui actuellement existent? Le hasard, diroit-on, avoit produit une multitude innombrable d'Individus; un petit nombre se trouvoit construit de maniere que les parties de l'Animal pouvoient satisfaire à ses besoins; dans un autre infiniment plus grand, il n'y avoit ni convenance, ni ordre: tous ces derniers ont péri; des Animaux sans bouche ne pouvoient pas vivre, d'autres qui manquoient d'organes pour la génération ne pouvoient pas se perpétuer; les feuls qui soient restés, sont ceux où se trouvoient l'ordre & la convenance: & ces especes que nous voyons aujourd'hui, ne sont que la plus petite partie de ce qu'un destin aveugle avoit produit.[10]

同样的文本早些时候(1748年)出版,名为《Les loix du mouvement et du repos déduites d'un principe metaphysique》(译名为:用形而上学原理推导运动与平衡定律)。乐和国王(1963年)在《自然宗教对话》(1777年)中指出了30年后与大卫·休谟的相似但不完全相同的观点。

莫佩尔蒂参与的主要争论是对生殖竞争理论(即先成说和后成说)的处理。他对生命的描述涉及到新种类动物和植物的自发繁殖,以及大量去除有缺陷的组成部分。这些想法避免了对造物主的需求,但并不是现代进化思想的一部分。[11] 作出这些推测是在1745年,与卡尔·林奈自己的工作是同时进行的,因此这早于任何关于物种的固有概念。此外,他在谱系学方面的工作,加上通过谱系追踪表型特征,都预示了他后来在遗传学方面所做的工作。

3 最小作用量原理编辑

最小作用量原理指出,在所有自然现象中,一个叫做“作用”的量往往被最小化。莫佩尔蒂在二十多年中发展了这样一个原理。对他来说,“作用”可以用数学方式表达为所涉及的物体质量、运动距离和运动速度的乘积。

1741年,他给巴黎科学院写了一篇论文。在这篇文章中,他展示了一个静止的体系趋向于达到这样一个位置,在这个位置上,任何变化都会在数量上产生最小可能的变化,他认为这些变化可以被类似于作用。

1744年,在给巴黎学院的另一篇论文中,他给出了他的《Accord de plusieurs lois naturelles qui avaient paru jusqu'ici incompatibles》(多种自然法则不相容协议),以说明光在折射过程中的行为——当它弯曲进入一种新的介质时,它所遵循的总路径,从第一种介质中的一点到第二种介质中的一点,使得它再次的类似作用最小化。

最后,在1746年,他又给了柏林科学院一篇论文,名为《Loix du mouvement et du repos》(运动与静止的规律),这一次论文中表明了点质量也使作用最小化。点质量是为了达到便于分析的目的所提出的可以被视为集中在一个点上的一定量的物质(质量)的物体的一个概念。在十八世纪早期,关于这些物体在碰撞中的行为引起了一场大争论。笛卡尔和牛顿等物理学家认为,在碰撞中,点质量既保有动量又保有相对速度。另一方面,莱布尼茨等人认为,他们也保存了所谓的“活力”或“活力方程“。这对于他们的对手来说是不可接受的,原因有二:第一,活力守恒不适用于所谓的“刚性”物体,即完全不可压缩的物体,而另外两个守恒原理适用;第二,力是由质量和速度平方的乘积来定义的。为什么速度在这个量中出现了两次,正如平方所表示的那样?莱布尼茨学派认为这很简单:所有的物质都有一种自然的运动趋势,所以即使在静止时,物体也有一种固有的速度;当它们开始运动时,有第二个速度项对应于它们的实际运动。

卡特西亚人和牛顿人对此说法深恶痛绝。对于运动的描述,一种潜在的趋势是中世纪学者喜欢的那种“神秘的性质”,这种倾向要不惜一切代价予以抵制。

现在,“刚性”物体的概念被否定了;质量乘以速度的平方仅仅是动能的两倍,所以现代力学为“活力”学说的继承者保留了一个主要角色。

然而,对莫佩尔蒂来说,保留刚性物体的概念很重要。他的最小作用量原理的美妙之处在于它同样适用于刚性和有弹性的物体。既然他已经表明,这一原理也适用于静止的体系和光,它似乎是真正普适的。

当莫佩尔蒂开始用宇宙学术语解释他的原理时,他的论证进入了最后阶段。“最小作用量”听起来像一个经济原理,大致相当于日常生活中经济投入的理念。经济投入的普遍原理似乎显示了智慧在宇宙构建中的作用。在莫佩尔蒂看来,这似乎是一个比任何其他可以提出的观点都更有力的论据来证明一个无限智慧的创造者的存在。

他在1750年的《宇宙论随笔》中发表了他对这些问题的想法。他表明,从自然界的一些问题或宇宙的明显规律性来证明上帝的大多数论点都是可以反对的(某些特别令人厌恶的昆虫的存在问题,观察到所有行星都在几乎相同的平面内转动有怎样的规律——完全相同的平面可能会引人注目,但“几乎相同的平面”远没有那么令人信服)。但是一个普遍的智慧原则提供了一个不可否认的证据,证明了一个聪明的创造者塑造了宇宙这一事实。

因此,最小作用量原理不仅仅是莫佩尔蒂在几个物理领域工作的顶点,也被莫佩尔蒂认为这是他在哲学上最重要的成就,为上帝提供了无可争议的证明。

他的推理中的缺陷主要在于,没有明显的理由说明质量、速度和距离的乘积应该被特别视为与动作相对应的量,更没有理由说明为什么它的最小化量应该是一个“经济”原理,就像投入最小化一样。事实上,质量、速度和距离的乘积在数学上等同于活力随时间的积分。莱布尼茨已经表明,在自然现象中,这个量可能最小化或最大化。最小化这个数量可以被证明是经济,但是如何使它最大化呢?

3.1 与康德的关系

在《宇宙自然史和天堂理论》中,伊曼努尔·康德引用了莫佩尔蒂1745年关于星云状物体的论述,莫佩尔蒂指出这些物体实际上是恒星的集合,包括仙女座流星雨。

亚瑟·叔本华认为伊曼纽尔·康德的“最重要和最杰出的学说”(包含在《纯粹理性批判》(1781年)中)是由莫佩尔蒂断言的,他写道:

但是,当我们发现康德最重要和最辉煌的学说时,,即空间想象和物质世界仅仅是表象存在,我们该说什么呢?三十年前,莫佩尔蒂就已经表达了这一学说...莫佩尔蒂如此明确地表达了这种自相矛盾的学说,但没有增加证据,所以必须假设他也是从别的地方获得的。

4 主要作品编辑

书信集

  • 由法国国王在极地圆(1738年)命令观测确定的地球图。
  • 《语言起源和语言意义的哲学思考》(1740)
  • 《论法律》(1741年)
  • 《阿斯特里斯人物论》(1742)
  • 《地理杂志》(1742年)
  • 《1742年伯爵书信集》(1742年)
  • 《多种自然法则不相容协议》(1744年,英文译本)
  • 《金星的身体》Vénus physique (1745)
  • 《天文学》(1745年和1746年)
  • 《运动与静止的规律》(1746年,英文译本)
  • 《哲学道德论文集》(1749)
  • 《试验宇宙论》 (1750)

4.1 取得的成就

  • 月球上的莫佩尔蒂陨石坑是以他的名字命名的,小行星3281莫佩尔蒂也是如此。[12]

参考文献

  • [1]

    ^In the city archives of Saint-Malo his baptism date is given as 28 September 1698. The actual birth date is unknown..

  • [2]

    ^Shank 2008, p. 246..

  • [3]

    ^Terrall, Mary (2002). The Man Who Flattened the Earth. University of Chicago Press. p. 11. ISBN 0-226-79360-5. Retrieved 14 June 2015..

  • [4]

    ^Terrall 2002..

  • [5]

    ^本条目部分或全部内容出自公有领域:Chisholm, Hugh, ed. (1911年). "Maupertuis, Pierre Louis Moreau de" . 大英百科全书 (第十一版 ed.). 剑桥大学出版社. Check date values in: |year= (help).

  • [6]

    ^D Beeson 1992. Maupertuis: an intellectual biography. Oxford..

  • [7]

    ^Bently Glass: Maupertius, pioneer of genetics and evolution, in Glass, B., Temkin O. & Straus W.L.Jr 1959. Forerunners of Darwin 1745–1859. p51–83.

  • [8]

    ^Mayr, Ernst. 1981. The growth of biological thought. Harvard. p328 and p646..

  • [9]

    ^Bowler, Peter J. 2003. Evolution: the history of an idea. Berkeley, CA. p73–75.

  • [10]

    ^Maupertuis (1751). Essai de cosmologie. s.l.: s.n. p. 24–26..

  • [11]

    ^Roger, Jacques 1963. Les sciences de la vie dans la pensée Francaise du XVIIe et XVIIIe sicle. Armand, Paris..

  • [12]

    ^Schmadel, Lutz D.; International Astronomical Union (2003). Dictionary of minor planet names. Berlin; New York: Springer-Verlag. p. 273. ISBN 978-3-540-00238-3. Retrieved 9 September 2011..

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