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 популярной наукой, отчасти философией 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 в dans toutes les especes qui actuellement существует? Le hasard, diroit-on, избегайте производства 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]
