Pierre-Simon Laplace

Pierre-Simon Marquis de Laplace, Gemälde von Jean-Baptiste Paulin Guérin (1838)

Pierre-Simon (Marquis de) Laplace (* 28. März 1749 in Beaumont-en-Auge in der Normandie; † 5. März 1827 in Paris) war ein französischer Mathematiker, Physiker und Astronom.

Leben

Laplace wurde als Sohn eines reichen Landwirtes und Cidre-Händlers geboren. Der Vater von Laplace wünschte sich für seinen Sohn eine geistliche Karriere und so studierte Laplace ab 1766 Theologie und Philosophie am Jesuiten-Kolleg von Caen. Dort machte er die Bekanntschaft der Professoren Christoph Gadblet (1734–1782) und Pierre Le Canu, die seine mathematische Begabung erkannten.

1768 verließ er deshalb Caen und ging nach Paris mit einem Empfehlungsschreiben an Jean-Baptiste le Rond d’Alembert, den damals berühmtesten Mathematiker Frankreichs, um bei ihm Mathematik zu studieren. Als Laplace bei d’Alembert vorstellig wurde, gab dieser ihm ein mathematisches Problem und eine Woche Zeit, um dieses zu lösen. Laplace löste es über Nacht und klopfte schon am nächsten Tag wieder an d’Alemberts Tür. Darauf gab dieser ihm ein schwierigeres Problem, das Laplace jedoch in derselben Zeit löste. Es ist nicht sicher, ob sich diese Begebenheit wirklich zugetragen hat, sicher ist jedoch, dass d’Alembert sehr von Laplace beeindruckt war und ihn unterstützte und förderte.

1784 wurde Laplace Examinateur für die Königliche Artillerie, was damals ein verantwortungsvoller Posten war, da die Anwärter, deren Eignung Laplace prüfte, fast ausschließlich aus sehr gutem Hause kamen und seine Berichte an höchsten Stellen Beachtung fanden. In dieser Funktion prüfte er 1785 auch den damals sechzehnjährigen Napoleon Bonaparte.

1788 heiratete Laplace die zwanzig Jahre jüngere Marie-Charlotte de Courty de Romanges (1769-1862).

Während der Französischen Revolution konnte Laplace seine Forschungen weitestgehend weiterführen und wurde 1792 Mitglied des Komitees für Maße und Gewichte, das später für die Einführung der Einheiten Meter und Kilogramm sorgte. Dieses Amt musste Laplace aber im Dezember des Jahres aufgeben, genau wie seine übrigen Tätigkeiten, da mit der Herrschaft Robespierres die Mitwirkung an der Revolution und Hass auf die Monarchie Bedingung für die Arbeit wurden. Laplace floh mit seiner Familie vor der Schreckensherrschaft der Jakobiner in das 50 Kilometer südöstlich von Paris liegende Melun.

Nachdem Robespierre am 28. Juli 1794 selbst durch die Guillotine gestorben war, kehrte Laplace nach Paris zurück und wurde im Dezember des Jahres einer der beiden Examinateure für die École polytechnique. 1795 nahm Laplace seine Arbeit im Komitee für Maße und Gewichte wieder auf und wurde dessen Vorsitzender.

Zur selben Zeit knüpfte er erste Beziehungen zu Napoleon, sodass er nach dessen Staatsstreich 1799, angeblich auf eigene Bitte, Innenminister wurde. Dieses Amt versah er jedoch so schlecht, dass er schon nach sechs Wochen durch einen Bruder Napoleons, Lucien, ersetzt wurde. Zum Trost machte ihn Napoleon zum Mitglied des relativ einflusslosen Senats. 1803 wurde Laplace Vizepräsident des Senats und damit ein reicher Mann. Durch die Vielzahl seiner Ämter verdiente er 100.000 Francs im Jahr, was damals eine mehr als stattliche Summe war. Zum Vergleich: 1810 verdiente Carl Friedrich Gauß als Leiter des Göttinger Observatoriums ungefähr 4.000 Francs.

Nachdem Laplace 1804 im Senat für die Einsetzung Napoleons zum Kaiser gestimmt hatte, adelte dieser ihn 1806 zum Grafen. Im selben Jahr zog Laplace nach Arcueil, einem Vorort von Paris, in das Nachbarhaus des Chemikers Claude-Louis Berthollet. Mit diesem gründete er die Société d’Arcueil, in der die beiden mit anderen, meist jungen Wissenschaftlern, Experimente durchführten. Zu diesen Wissenschaftlern gehörten unter anderen auch Jean-Baptiste Biot und Alexander von Humboldt. Durch diese Arbeit machte er sich jedoch Feinde, da er ein klares Forschungsprogramm aufstellte, das hauptsächlich seine eigenen Forschungsschwerpunkte beinhaltete, und dieses auch gnadenlos durchführte. An weiterem Ansehen verlor Laplace, weil er weiterhin an der von Newton postulierten Teilchennatur des Lichtes festhielt, während die Wellentheorie durch Augustin Jean Fresnel immer mehr Anerkennung fand.

Wegen seiner Eigenschaft, immer auf der Seite der Mächtigen zu sein, wurde Laplace nach seinem Tode trotz großer wissenschaftlicher Erfolge nicht im Panthéon beigesetzt, sondern auf dem Pariser Friedhof.

Werk

Laplace beschäftigte sich unter anderem mit der Wahrscheinlichkeitstheorie und mit Differentialgleichungen. 1796 veröffentlichte Laplace die fünfbändige Exposition du systeme du monde (Darstellung des Weltsystems) als nichtmathematische Einführung in das astronomische Weltbild seiner Zeit. Im letzten Kapitel des letzten Band entwickelte er auf 19 Seiten seine Theorie über die Entstehung des Sonnensystems, die heute als Nebularhypothese bekannt ist. Ein ganz ähnliche Theorie hatte unabhängig davon schon Immanuel Kant in seiner 1755 veröffentlichten Schrift Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels beschrieben. Beide Theorien sind heute unter dem gemeinsamen Namen Kant-Laplace-Theorie bekannt.

Von 1799 bis 1823 verfasste Laplace sein ebenfalls fünfbändiges Hauptwerk Traité de Mécanique Céleste (Abhandlung über die Himmelsmechanik), das auf den von Isaac Newton gewonnenen Erkenntnissen aufbaut und konsequent zur Vollendung führt. Er gab einen rechnerischen Beweis für die Stabilität der Planetenbahnen. Aufgrund von Unregelmäßigkeiten in den Bahnkurven war man damals der Meinung, dass das Sonnensystem kollabieren könnte. Außerdem postuliert er die Existenz von Schwarzen Löchern und beschäftigt sich mit dem Drei-Körper-Problem.

Als Laplace sein Buch Napoleon Bonaparte vorstellte, ergab sich ein vielzitiertes Gespräch, dessen Wortlaut allerdings in zahlreichen Variationen überliefert ist. Der französische Astronom Hervé Faye zitierte es wie folgt:

„Comme le citoyen Laplace présentait au général Bonaparte la première édition de son Exposition du Système du monde, le général lui dit: ‚Newton a parlé de Dieu dans son livre. J’ai déjà parcouru le vôtre et je n’y ai pas trouvé ce nom une seule fois.‘ À quoi Laplace aurait répondu: ‚Citoyen premier Consul, je n’ai pas eu besoin de cette hypothèse.‘“

„Als der Bürger Laplace dem General Bonaparte die erste Ausgabe seiner Exposition du Système du monde zeigte, sagte der General zu ihm: ‚Newton sprach in seinem Buch von Gott. Ich habe das Ihrige schon durchgesehen und dabei diesen Begriff kein einziges Mal gefunden.‘ Woraufhin Laplace erwidert hatte: ‚Bürger und Erster Konsul, ich habe dieser Hypothese nicht bedurft.‘“

– Hervé Faye: Sur l’origine du monde, théories cosmogoniques des anciens et des modernes (1884)

1799 stellte er die Hypothese auf, dass auf der Rückseite des Mondes eine größere „Beule“ existieren müsse, die die Bewegung des Mondes beeinflusst.

Das zweite große Forschungsgebiet von Laplace war die Wahrscheinlichkeitsrechnung. Für Laplace stellte sie einen Ausweg dar, um trotz fehlender Kenntnisse zu gewissen Resultaten zu kommen. In seinem zweibändigen Werk Théorie Analytique des Probabilités (1812) gab Laplace eine Definition der Wahrscheinlichkeit und befasste sich mit abhängigen und unabhängigen Ereignissen, vor allem in Verbindung mit Glücksspielen. Außerdem behandelte er in dem Buch den Erwartungswert, die Sterblichkeit und die Lebenserwartung. Das Werk stellte eine Widerlegung der These dar, dass eine strenge mathematische Behandlung der Wahrscheinlichkeit nicht möglich sei. Diese These wurde damals von vielen Mathematikern vertreten und auch Laplace’ ehemaliger Lehrer d’Alembert war bis zu seinem Tod 1783 dieser Auffassung.

Zwei Jahre später erschien das Buch Essai philosophique sur les Probabilités (Philosophischer Essay über die Wahrscheinlichkeit). Dieses Werk war, wie die Exposition du systeme du monde, für einen breiten Leserkreis geschrieben, ersparte dem Leser jedoch nur die Formeln und war sonst in keiner Weise einfacher. Neben den Themen der Théorie Analytique beschrieb Laplace außerdem einen alles rational erfassenden „Weltgeist“, der die Gegenwart mit allen Details kennt und daher die Vergangenheit und Zukunft des Weltgeschehens in allen Einzelheiten beschreiben kann. Laplace meinte jedoch auch, dass die menschliche Intelligenz dieses nie erreichen könne. Dieser „Weltgeist“ wurde später als Laplacescher Dämon bekannt und sorgte für erbitterten Widerstreit um die Frage, ob ein solcherart verkörperter, vollkommener Determinismus kompatibel oder inkompatibel zur Willensfreiheit sei (siehe Kompatibilismus und Inkompatibilismus).

Das vollkommen deterministische Weltbild wird oft als inkompatibel zu statistischen Interpretationen der modernen Quantenmechanik gesehen (z. B. Bornsche Wahrscheinlichkeitsinterpretation). Einige Physiker konnten sich mit einem grundlegend indeterministischen Charakter mikroskopischer Naturvorgänge nicht anfreunden. Am bekanntesten ist sicher der skeptische Ausspruch Einsteins „Gott würfelt nicht“. Die Frage nach einem allumfassenden Determinismus ist nach wie vor ungeklärt (siehe Determinismus).

1780 machte Laplace mit Lavoisier Experimente mit einem Eiskalorimeter: Sie bestätigten die Äquivalenz von tierischer Atmung mit der Verbrennung von Holzkohle – in beiden Fällen wird durch Sauerstoff Kohlenstoff zu Kohlendioxid verbrannt. Interessant erscheint die Einschätzung des Zufalls: Die Experimentatoren nahmen an, dass die Schwankungen im Experiment prinzipiell auszumerzen wären, wenn man nur alle Bedingungen des Experiments kennen würde (siehe auch Determinismus).

Laplace war stets mehr Physiker als Mathematiker. Die Mathematik diente ihm nur als Mittel zum Zweck. Heute sind jedoch die mathematischen Verfahren, die Laplace entwickelte und anwandte, viel wichtiger als das eigentliche Werk an sich. Die wichtigsten sind der Laplacesche Entwicklungssatz, der Laplace-Operator, die Laplace-Gleichung sowie die Laplace-Transformation.

Rudolf Steiners Hinweis auf eine frühere Inkarnation von Laplace

Laplace war nach der Aussage Rudolf Steiners die Reinkarnation eines großen Gelehrten vom Hofe des Kalifen Al-Ma'mūn, der von 813 – 833 in Bagdad regierte und dort das „Haus der Weisheit“ nach dem Vorbild der Akademie von Gundishapur gegründet hatte:

„Und sehen Sie, dasjenige, was überhaupt in Vorderasien seit Urzeiten außerordentlich stark gepflegt worden ist, das ist das Astronomische in der Form von Astrologischem; aber man darf das Astrologische von damals nicht identifizieren mit dem dilettantenhaften Zeug, das später als Astrologie gepflegt worden ist, das heute als Astrologie gepflegt wird, sondern man muß einen Begriff sich bilden können von den tiefen Einsichten, die in das geistige Gefüge des Weltenalls in diesen Zeiten vorhanden waren, und die in einer ganz besonderen Weise ausgeprägt wurden gerade unter den Arabern, als sie eben Mohammedaner waren, als sie die Dynastie, die Mohammed begründet hat, in der verschiedensten Weise fortsetzten. Gerade Astronomie, Astrologie in der alten Form wurden da gepflegt.

Und so sehen wir, als die Residenz von Damaskus nach Bagdad verlegt wird, Mamun herrschen im 9. Jahrhundert. Wir sehen während der Regierung des Mamun - all das waren ja Nachfolger des Propheten - , wir sehen da besonders Astrologie in der Weise gepflegt, in der sie dann dilettantisch in allerlei Traktate übergegangen ist in Europa. Die Dinge wurden später gefunden. Durch die Kreuzzüge kamen sie herüber, wurden aber furchtbar verballhornt. Aber es war das eigentlich eine großartige Sache. Und wenn wir unter denjenigen Persönlichkeiten nachforschen, die in der Geschichte nicht mit Namen genannt werden, die aber in der Umgebung des Mamun, 813 bis 833, gelebt haben in Bagdad, gerade dort Astrologisches-Astronomisches pflegend, so finden wir eine glänzende Persönlichkeit, die tief vertraut war mit Mamun - der Name wird historisch nicht genannt, ist auch gleichgültig - , eine Persönlichkeit, die in höchster Schätzung stand, die gefragt wurde immer, wenn es sich darum handelte, irgend etwas aus den Sternen heraus zu lesen. Und viele Maßnahmen wurden da drüben getroffen im äußeren sozialen Leben nach dem, was solche Zelebritäten, wie dieser Gelehrte am Hofe Mamuns, aus den Sternen heraus zu sagen wußten.

Und wiederum, verfolgt man die Linie, in der sich die Seele dieses Gelehrten vom Hofe des Mamun in Bagdad weiterentwickelt, verfolgt man diesen Weg, man wird heraufgetrieben bis zu dem modernen Astronomen Laplace. Und da erscheint also wiederum eine der Persönlichkeiten in Laplace, die am Hofe des Kalifen Mamun lebten. Man möchte sagen, was an großen Impulsen, und auch an kleinen Impulsen - die kleinen brauche ich ja nicht alle aufzuzählen -, was an großen und an kleinen Impulsen hereingeflossen ist aus dieser Gabelung nach Europa, nachdem das äußere geschichtliche Werden schon versiegt war, das zeigt uns, wie auf geistige Art der Arabismus weiterlebt, wie diese Gabelung hier fortdauert.

Sie wissen, meine lieben Freunde, Mohammed selber hat noch den Hauptsitz des Mohammedanismus, Medina, begründet, dort, wo dann die Residenz seiner Nachfolger war. Später wurde diese Residenz nach Damaskus, wie ich schon erwähnt habe, verlegt. Und wir sehen dann, wie diese Residenz von Medina herauf nach Damaskus verlegt wird, wir sehen, wie von Damaskus aus durch Kleinasien bis an die Pforte von Europa, bis an Konstantinopel heran, die Feldherren der Nachfolger des Mohammed vorstürmen und eben wiederum auf den Sturmflügeln des Krieges dasjenige tragen, was sie an bedeutsamer Kultur von dem religiösen Leben des Mohammed zwar befruchten lassen, was aber durchsetzt ist eben mit dem, was auf dem Wege des Alexander, was an Aristotelismus herübergekommen ist von Griechenland, von Mazedonien aus, von allen möglichen Kulturzentren aus nach Asien.

Und hier geschieht ja auch etwas Merkwürdiges. Hier wird durch die türkische Überflutung dasjenige ganz ausgelöscht, was herangestürmt ist vom Arabismus. Nur Rudimente, nur Reste finden dann die Kreuzfahrer, aber nicht herrschende Kulturströmungen; die Türken löschen das aus. Was sich durch Afrika, Spanien, nach dem Westen herein fortpflanzt, das pflanzt sich gewissermaßen in Kultur-, in Zivilisationsruhe fort; da findet man immer wieder Anknüpfungspunkte. Der Gelehrte Mamuns, Harun al Raschid selber, Tarik, sie fanden als Seelen die Möglichkeit, das, was sie in der Seele trugen, anzuknüpfen an das, was da war, indem ja in der Seele, wenn sie durch die Pforte des Todes gegangen ist, immer eine gewisse Aneignungskraft bleibt für die Gebiete, auf denen man gewirkt hat. Wenn das auch durch andere Schicksalsimpulse verändert werden kann, es wirkt dennoch nach. Wird es verändert, so wirkt es als Sehnsuchten nach und dergleichen. Aber gerade weil an einen strengen Determinismus durch das Arabertum geglaubt worden ist, stellte sich, als die Möglichkeit geboten wurde, auf geistige Art fortzusetzen, was zunächst auf kriegerische Art impulsiert werden sollte, eben auch die Möglichkeit ein, diese geistigen Strömungen insbesondere nach Frankreich, nach England herauf zu tragen. Laplace, Darwin, Bacon, viele ähnliche Geister könnten in dieser Richtung vorgeführt werden.“ (Lit.:GA 235, S. 177ff)

Editionen

Monographien

• „Exposition du système du monde“, Erstausgabe in zwei Bänden, Paris 1796; letzte von Laplace überarbeitete und posthum erschienene 6. Auflage, Paris 1836; überarbeitete Neuauflage der 6. Auflage, Fayard, Frankreich 1984, Neuauflage der Auflage von 1799 durch die Cambridge University Press 2009.
• „Traité de mécanique céleste“, fünf Bände, Paris 1798–1825 (Neudruck, Brüssel 1967).
•  Pierre Simon Laplace: Théorie analytique des probabilités. V. Courcier, Paris 1812, OCLC 1450478.
•  Pierre Simon Laplace: Essai philosophique sur les probabilités. Courcier, Paris 1814, OCLC 1450574 (Der Essai ist eine nachträglich verfasste Einleitung in die Théorie analytique des probabilités und wurde sowohl gesondert als auch im Zusammenhang mit der Théorie analytique ediert).
•  Pierre Simon Laplace: Précis de l'histoire de l'astronomie. V. Courcier, Paris 1821, OCLC 10208507 (Der Abriss der Geschichte der Astronomie ist das abschließende Buch V der Exposition du système du monde).
•  Pierre Simon Laplace, Roger Hahn: Correspondance de Pierre Simon Laplace (1749–1827). Brepols, Turnhout 2013, ISBN 978-2-503-54846-3.

Deutsche Übersetzungen

• „Darstellung des Weltsystems“, von Johann Karl Friedrich Hauff, Frankfurt 1797 Digitalisat; Hauffs Übersetzung basiert auf der französischen Erstausgabe, so dass Laplace’ spätere Überarbeitungen nicht in die Übersetzung eingegangen sind. Heinrich Schmidt hat das Kapitel zur Kosmogonie aus der Exposition zusammen mit der Weltentstehungslehre von Kant herausgegeben: „Die Kant-Laplacesche Theorie, Ideen zur Weltentstehung von Immanuel Kant und Pierre Laplace“, Leipzig 1925.
• „Darstellung des Weltsystems Band 1, Bücher 1-3: Von der scheinbaren Bewegung der Himmelskörper / Von der wahren Bewegung der Himmelskörper / Von den Gesetzen der Bewegung“, übersetzt von Manfred Jacobi, Franz Kerschbaum, Reihe Ostwalds Klassiker, Bd. 301, Harri Deutsch, 2008, ISBN 978-3-8171-3301-7
• „Darstellung des Weltsystems Band 2, Bücher 4-5: Von der Theorie der allgemeinen Schwere / Abriss der Geschichte der Astronomie “, übersetzt von Manfred Jacobi, Franz Kerschbaum, Reihe Ostwalds Klassiker, Bd. 302, Harri Deutsch, 2008, ISBN 978-3-8171-3302-4
• „Mechanik des Himmels“, von Johann Carl Burckhardt, Berlin 1800–1802. Burckhardts Übersetzung umfasst die ersten zwei Bände der Mécanique céleste.
•  Pierre Simon Laplace: Philosophischer Versuch über die Wahrscheinlichkeit: (1814). Reprint, 2. Auflage. Thun, Frankfurt am Main 1996, ISBN 3-8171-3233-6.

Ferner gibt es zwei Werkausgaben

• „Œuvres“, acht Bände, Paris 1843–1847;
• „Œuvres complètes“, vierzehn Bände, Paris 1878–1912, hrsg. von der Académie des sciences. Diese Ausgabe ist heute maßgeblich.

Siehe auch

• Pierre-Simon Laplace - Artikel in der deutschen Wikipedia

Literatur

•  Charles Coulston Gillispie, Robert Fox, Ivor Grattan-Guinness: Pierre-Simon Laplace 1749–1827: a life in exact science. 2. Auflage. Princeton University Press, Princeton 2000, ISBN 0-691-05027-9 (Die Monographie ist die Ausarbeitung des Artikels im Dictionary of Scientific Biography. Der Untertitel zeigt den biographischen Charakter des Buchs an, den die Autoren beabsichtigen: Das Buch bietet eine Lebens- und eine gute Werkbeschreibung).
•  Roger Hahn: Pierre Simon Laplace, 1749–1827: a determined scientist. Harvard University Press, Cambridge, Mass 2005, ISBN 0-674-01892-3 (Hahns Anspruch liegt darin, die biographischen Leerstellen von Gillispie auszufüllen und über Laplace’ Rolle in der Gesellschaft, seine Haltungen in Politik und Religion und sein Familienleben zu schreiben).
•  Jörn Henrich: Die Fixierung des modernen Wissenschaftsideals durch Laplace. Akademie-Verlag, Berlin 2010, ISBN 978-3-05-004663-1.
•  Manfred Jacobi: “Das schönste Denkmal des menschlichen Geistes”. Pierre-Simon Laplace und die Darstellung des Weltsystems. In: Physik in unserer Zeit. 41, Nr. 2, 2010, S. 82–86, doi:10.1002/piuz.201001218.
•  Ursula Klein, Wolfgang Lefèvre: Materials in eighteenth-century science: a historical ontology. MIT Press, Cambridge, Mass 2007, ISBN 978-0-262-11306-9.
• Rudolf Steiner: Esoterische Betrachtungen karmischer Zusammenhänge. Erster Band, GA 235 (1994), ISBN 3-7274-2350-1 pdf pdf(2) html mobi epub archive.org English: rsarchive.org

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