Пьер Луи Моро де Мопертюи ( / ˌ m oʊ p ər ˈ t w iː / ; фр. [mopɛʁtɥi] ; 1698 – 27 июля 1759) [a] был французским математиком, философом и литератором . Он стал директором Академии наук и первым президентом Прусской академии наук по приглашению Фридриха Великого .
Мопертюи совершил экспедицию в Лапландию , чтобы определить форму Земли. Ему часто приписывают изобретение принципа наименьшего действия ; одна из версий известна как принцип Мопертюи — интегральное уравнение, определяющее путь, по которому движется физическая система. Его работа по естественной истории интересна в связи с современной наукой, поскольку он затронул аспекты наследственности и борьбы за жизнь .
Мопертюи родился в Сен-Мало , Франция, в семье торговцев- корсаров среднего достатка . Его отец, Рене, был вовлечен в ряд предприятий, которые были центральными для монархии , так что он преуспел в социальном и политическом плане. [1] Сын получил образование в области математики от частного учителя Николя Гисне, [2] и после завершения формального образования его отец обеспечил ему в значительной степени почетную кавалерийскую комиссию. После трех лет в кавалерии, за которые он познакомился с модными социальными и математическими кругами, он переехал в Париж и начал создавать себе репутацию математика и литературного острослова. В 1723 году он был принят в Академию наук .
Его ранние математические работы вращались вокруг спора о живой силе , для которого Мопертюи развил и расширил работу Исаака Ньютона (чьи теории еще не были широко приняты за пределами Англии) и выступил против ослабевающей картезианской механики. В 1730-х годах форма Земли стала точкой возгорания в битве между конкурирующими системами механики. Мопертюи, основываясь на своем изложении Ньютона (с помощью своего наставника Иоганна Бернулли ), предсказал, что Земля должна быть сплющенной , в то время как его соперник Жак Кассини астрономически измерил ее, чтобы она была вытянутой . В 1736 году Мопертюи выступил в качестве руководителя Французской геодезической миссии, отправленной королем Людовиком XV в Лапландию для измерения длины градуса дуги меридиана . Его результаты, которые он опубликовал в книге, подробно описывающей его процедуры, по сути, разрешили спор в его пользу. Книга включала приключенческий рассказ об экспедиции и отчет о надписях Кяюмяярви в Швеции. По возвращении домой он стал членом почти всех научных обществ Европы. [3]
После экспедиции в Лапландию Мопертюи приступил к обобщению своих ранних математических работ, предложив принцип наименьшего действия как метафизический принцип, лежащий в основе всех законов механики. Он также расширил сферу биологии, анонимно опубликовав книгу, которая была отчасти научно-популярной, отчасти философской и отчасти эротикой: Vénus physique . В этой работе Мопертюи предложил теорию зарождения (то есть воспроизводства), в которой органическая материя обладала самоорганизующимся «интеллектом», который был аналогичен современной химической концепции сродства , которую широко читал и одобрительно комментировал Жорж-Луи Леклер, граф де Бюффон . Позднее он развил свои взгляды на живые существа в более формальной работе под псевдонимом, в которой исследовалась наследственность , собирая доказательства, подтверждающие вклад обоих полов, и рассматривая вариации как статистические явления.
В 1740 году Мопертюи отправился в Берлин по приглашению Фридриха II Прусского и принял участие в битве при Мольвице на осле , где был взят в плен австрийцами. После освобождения он вернулся в Берлин, а оттуда в Париж , где в 1742 году был избран директором Академии наук, а в следующем году был принят в Académie française . Вернувшись в Берлин в 1744 году, снова по желанию Фридриха II, он был избран президентом Королевской прусской академии наук в 1746 году, которой он управлял с помощью Леонарда Эйлера до своей смерти. Его положение стало крайне неловким с началом Семилетней войны между его родиной и его покровителем, и его репутация пострадала как в Париже, так и в Берлине. Почувствовав, что его здоровье ухудшается, он в 1757 году удалился на юг Франции с молодой девушкой, оставив жену и детей, и в 1758 году отправился в Базель , где умер год спустя. [4] Тяжелый характер Мопертюи привел к постоянным ссорам, примерами которых являются его споры с Самуэлем Кёнигом и Вольтером в конце его жизни. [5]
Некоторые историки науки указывают на его работу в области биологии как на значительного предшественника развития эволюционной теории, в частности теории естественного отбора . [7] Другие авторы утверждают, что его замечания поверхностны, неопределенны или случайны для этого конкретного аргумента. Вердикт Майра был таким: «Он не был ни эволюционистом , ни одним из основателей теории естественного отбора, [но] он был одним из пионеров генетики ». [8] Мопертюи поддерживал теорию пангенезиса , постулируя, что частицы как от матери, так и от отца ответственны за характеры ребенка. [9] Боулер приписывает ему исследования наследственности, естественного происхождения человеческих рас и идею о том, что формы жизни могли измениться со временем. [10]
Мопертюи был ярым критиком естественных теологов , указывая на явления, несовместимые с концепцией доброго и мудрого Творца. Он также был одним из первых, кто рассматривал животных в терминах изменчивых популяций, в противовес традиции естественной истории, которая подчеркивала описание отдельных особей.
Трудность интерпретации Мопертюи можно оценить, прочитав оригинальные работы. Ниже приведен перевод из Essai de cosmologie , за которым следует оригинальный французский отрывок:
Но разве нельзя сказать, что в случайных сочетаниях произведений природы, поскольку были только некоторые, где присутствовали определенные отношения приспособленности [b] , которые могли существовать, не следует удивляться, что эта приспособленность присутствует во всех видах, которые существуют в настоящее время? Случай, можно сказать, произвел бесчисленное множество особей; небольшое число оказалось сконструированным таким образом, что части животного были способны удовлетворять его потребности; в другом, бесконечно большем числе, не было ни приспособленности, ни порядка: все эти последние погибли. Животные, лишенные рта, не могли жить; другие, лишенные репродуктивных органов, не могли увековечить себя; единственные, которые остались, это те, в которых были найдены порядок и приспособленность; и эти виды, которые мы видим сегодня, являются лишь наименьшей частью того, что произвела слепая судьба.
Но это не самое лучшее, что в удачном сочетании произведений Природы, как не избегайте того, что клетки или они создают определенные взаимосвязи, которые существуют, il n'est pas merveilleux que cette convenance se trouve dans toutes les especes qui actuellement, который существует? Le hasard, diroit-on, избегайте создания неисчислимого множества d'Individus; un petit nombre se trouvoit construit de maniere que les party 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 не могут жить, d'autres qui manquoient d'organes pour la Genération 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 party de ce qu'un destin aveugle aveugle avoit produit. [11]
Тот же текст был опубликован ранее (1748) как "Les loix du mouvement et du repos déduites d'un principe metaphysique" (перевод: "Вывод законов движения и равновесия из метафизического принципа"). Кинг-Хеле (1963) указывает на схожие, хотя и не идентичные, идеи, высказанные тридцать лет спустя Дэвидом Юмом в его "Диалогах о естественной религии" (1777).
Главным спором, в котором участвовал Мопертюи, был спор о конкурирующих теориях зарождения (т. е. преформизме и эпигенезе ). Его описание жизни включало спонтанное зарождение новых видов животных и растений, а также массовое устранение дефектных форм. Эти идеи избегают необходимости в Создателе, но не являются частью современного мышления об эволюции. [12] Дата этих размышлений, 1745 год, совпадает с собственной работой Карла Линнея и, таким образом, предшествует любому твердому представлению о виде . Кроме того, работа по генеалогии , в сочетании с отслеживанием фенотипических признаков через родословные, предвещает более позднюю работу, проделанную в генетике.
Принцип наименьшего действия гласит, что во всех природных явлениях величина, называемая «действием», стремится к минимуму. Мопертюи разрабатывал такой принцип в течение двух десятилетий. Для него действие можно было выразить математически как произведение массы вовлеченного тела, пройденного им расстояния и скорости, с которой оно двигалось.
В 1741 году он представил Парижской академии наук доклад Loi du repos des corps ( Закон покоя тел ). В нем он показал, что система тел, находящихся в покое, стремится достичь положения, в котором любое изменение будет создавать наименьшее возможное изменение в количестве, которое, как он утверждал, можно было бы приравнять к действию.
В 1744 году в другой своей работе, представленной Парижской академии, он представил свой труд Accord de plusieurs lois naturelles qui avaient paru jusqu'ici incompatibles ( Согласие нескольких законов природы, которые до сих пор казались несовместимыми ), чтобы показать, что поведение света во время преломления — когда он преломляется при входе в новую среду — таково, что весь путь, который он проходит от точки в первой среде до точки во второй, сводит к минимуму величину, которую он снова уподобил действию.
Наконец, в 1746 году он представил еще одну работу, Loix du mouvement et du repos ( Законы движения и покоя ), на этот раз в Берлинскую академию наук, в которой показал, что точечные массы также минимизируют действие. Точечные массы — это тела, которые можно рассматривать в целях анализа как определенное количество материи (массу), сосредоточенное в одной точке. Основные дебаты в начале восемнадцатого века касались поведения таких тел при столкновениях.
Картезианцы и ньютоновцы утверждали, что при столкновениях точечные массы сохраняют как импульс, так и относительную скорость. Лейбницеанцы, с другой стороны, утверждали, что они также сохраняют то, что называется живой силой или vis viva . Это было неприемлемо для их оппонентов по двум причинам: во-первых, сохранение живой силы не распространяется на так называемые «твердые» тела, тела, которые полностью несжимаемы, в то время как два других принципа сохранения распространяются; во-вторых, живая сила определяется произведением массы на квадрат скорости. Почему скорость появляется дважды в этой величине, как предполагает возведение ее в квадрат? Лейбницеанцы утверждали, что это достаточно просто: во всей материи существует естественная тенденция к движению, поэтому даже в состоянии покоя телам присуща скорость; когда они начинают двигаться, появляется второй член скорости, соответствующий их фактическому движению.
Это было проклятием для картезианцев и ньютонианцев. Врожденная тенденция к движению была «оккультным качеством» того рода, которое предпочитали средневековые схоласты и которому следовало сопротивляться любой ценой.
Сегодня концепция «твердого» тела отвергнута; масса, умноженная на квадрат скорости, равна всего лишь удвоенной кинетической энергии, поэтому современная механика отводит главную роль унаследованной величине «живой силы».
Однако для Мопертюи было важно сохранить концепцию твердого тела. И красота его принципа наименьшего действия заключалась в том, что он одинаково хорошо применялся к твердым и упругим телам. Поскольку он показал, что принцип применим также к системам покоящихся тел и к свету, казалось, что он был действительно универсальным.
Заключительный этап его аргументации наступил, когда Мопертюи решил интерпретировать свой принцип в космологических терминах. «Наименьшее действие» звучит как принцип экономии, примерно эквивалентный идее экономии усилий в повседневной жизни. Универсальный принцип экономии усилий, казалось бы, демонстрирует работу мудрости в самом построении вселенной. По мнению Мопертюи, это кажется более весомым аргументом в пользу существования бесконечно мудрого создателя, чем любой другой, который можно выдвинуть.
Он опубликовал свои размышления по этим вопросам в своем Essai de cosmologie ( Эссе о космологии ) 1750 года. Он показывает, что основные аргументы, выдвинутые для доказательства Бога, от чудес природы или кажущейся регулярности вселенной, все открыты для возражений (что удивительного в существовании некоторых особенно отвратительных насекомых, какая регулярность в наблюдении, что все планеты вращаются почти в одной и той же плоскости — совершенно одна и та же плоскость могла бы быть поразительной, но «почти одна и та же плоскость» гораздо менее убедительно). Но универсальный принцип мудрости дает неоспоримое доказательство формирования вселенной мудрым творцом.
Таким образом, принцип наименьшего действия является не только кульминацией работ Мопертюи в нескольких областях физики, он также считает его своим важнейшим достижением в философии, дающим неопровержимое доказательство существования Бога.
Недостатки его рассуждений в основном заключаются в том, что нет очевидной причины, по которой произведение массы, скорости и расстояния должно рассматриваться как соответствующее действию, и еще меньше причины, по которой его минимизация должна быть принципом «экономии», как минимизация усилий. Действительно, произведение массы, скорости и расстояния математически эквивалентно произведению живой силы и времени; таким образом, интеграл по расстоянию произведения массы и скорости эквивалентен интегралу по времени живой силы. Лейбниц уже показал, что эта величина, вероятно, будет либо минимизирована , либо максимизирована в природных явлениях. Минимизация этой величины могла бы предположительно продемонстрировать экономию, но как ее максимизация? (См. также соответствующие принципы стационарных действий Лагранжа и Гамильтона ).
В своей работе «Всеобщая естественная история и теория неба » Иммануил Кант цитирует рассуждение Мопертюи 1745 года о туманноподобных объектах, которые, как отмечает Мопертюи, на самом деле являются скоплениями звезд, включая Андромеду .
Артур Шопенгауэр предположил, что «самая важная и блестящая доктрина» Иммануила Канта , содержащаяся в «Критике чистого разума» (1781), была высказана Мопертюи:
Но что мы должны сказать, когда обнаруживаем, что самое важное и блестящее учение Канта, учение об идеальности пространства и о чисто феноменальном существовании телесного мира, выражено уже тридцатью годами ранее Мопертюи? ... Мопертюи выражает это парадоксальное учение столь решительно, и при этом без дополнительных доказательств, что следует предположить, что он также получил его откуда-то еще. [13]
