Qui était Pierre-Simon Laplace, mathématicien et astronome français du XVIIIe siècle ?

Pierre-Simon Laplace, né en 1749 à Beaumont-en-Auge et mort en 1827 à Paris, fut l’un des grands savants français de la période qui s’étend des Lumières au début du XIXe siècle. Mathématicien, physicien et astronome, il a contribué à transformer l’étude des phénomènes naturels en un domaine où les lois s’expriment par des équations et des calculs. Ses recherches portent principalement sur la mécanique céleste, la théorie de l’attraction et les probabilités. Elles sont réunies dans plusieurs ouvrages majeurs, dont le Traité de mécanique céleste, qui a durablement marqué l’astronomie théorique.

La mécanique céleste et le système solaire

L’œuvre astronomique de Laplace s’inscrit dans le prolongement de la théorie de la gravitation universelle de Newton. Il cherche à décrire mathématiquement les mouvements des planètes, des satellites et des comètes, en tenant compte des perturbations produites par leur attraction mutuelle. Son Traité de mécanique céleste, publié en plusieurs volumes entre 1799 et 1825, rassemble et développe ces travaux. Laplace y étudie notamment les variations des orbites et les conditions de stabilité du système solaire. En donnant une formulation mathématique plus systématique aux résultats de la mécanique newtonienne, il contribue à faire de la mécanique céleste une discipline centrale de l’astronomie moderne.

L’équation de Laplace

Laplace a également laissé son nom à une équation fondamentale de la physique mathématique, généralement écrite Δφ = 0. Elle s’applique notamment au potentiel gravitationnel ou électrostatique dans une région dépourvue de sources, ainsi qu’à certains problèmes d’équilibre thermique et d’écoulement des fluides. Les fonctions qui satisfont cette équation sont appelées fonctions harmoniques. Son importance vient du fait qu’elle permet d’exprimer, sous une forme mathématique concise, le comportement régulier d’une grandeur dans une zone où aucune source ne vient la modifier. Les travaux de Laplace sur l’attraction et les potentiels ont joué un rôle important dans la constitution de cette théorie.

Les probabilités et l’influence de Laplace

Laplace fut aussi l’un des fondateurs de la théorie moderne des probabilités. Dans sa Théorie analytique des probabilités, publiée en 1812, puis dans son Essai philosophique sur les probabilités, paru en 1814, il présente des méthodes permettant d’analyser mathématiquement les phénomènes soumis à l’incertitude. Il s’intéresse aux probabilités directes, mais aussi aux raisonnements qui consistent à remonter d’observations vers des causes possibles. Son approche a contribué à donner aux probabilités une place importante dans les mathématiques, l’astronomie et les sciences appliquées. Par l’ampleur de ses travaux, Laplace a ainsi relié le calcul, l’étude des lois physiques et l’analyse du hasard, ce qui explique la place durable qu’il occupe dans l’histoire des sciences.