天体力学的奠基人拉格朗日

天体力学的奠基人拉格朗日

拉格朗日是法国著名数学家、物理学家。同时，他在力学和天文学的学科领域中也有历史性的贡献。

拉格朗日的父亲是法国陆军骑兵里的一名军官，母亲玛丽是一位物理学家的独生女。因此，这样的父母对孩子提出的要求也是严格的，并且会亲自指导他学习。父亲一门心思想把他培养成为一名律师。但是，拉格朗日个人却对法律毫无兴趣。

拉格朗日性格很沉静，从小就很喜欢读书，因此放学回家后，他就独自一个人关在书房里，然后在书架里东找西翻，尽情浏览书目。因此在很小的时候，他就博览了数不清的哲学、历史、文学和艺术的经典著作，也看了许多欧几里得和阿基米德的数学著作。

有一天，拉格朗日在一堆亚里士多德的著作里，无意中翻出了一篇介绍牛顿微积分的文章《论分析方法的优点》，这让他感觉到“分析才是自己最热爱的学科”，也让他对牛顿产生了无限崇拜和敬仰之情，从此他迷上了数学分析，开始专攻当时迅速发展的数学分析。他下决心要成为牛顿式的数学家。

此后，拉格朗日到都灵皇家炮兵学院学习，并且他开始有计划地自学数学。由于他的学习十分勤奋刻苦，因此进步很快，甚至还没毕业的时候就已经担任了学校的数学老师。

拉格朗日20岁的时候，就被正式聘任为该校的数学副教授。后来，他接替欧拉担任柏林科学院物理数学所所长。

1687年，牛顿在发表万有引力定律的同时诞生了天体力学，并且很快成为天文学的主流。到了18世纪后期建立了它的学科内容和基本理论。而其中的主要奠基者其中就包括拉格朗日。

1762年的时候，法国科学院悬赏征解有关月球何以自转，以及自转时总是以同一面对着地球的难题。这时，拉格朗日写了一篇出色的论文，成功地解决了这一问题，并获得了科学院的大奖。也因为这篇论文，他的名字传遍了整个欧洲，引起了世人的关注。

又过了两年的时间，法国科学院又提出了木星的4个卫星和太阳之间的摄动问题的所谓“六体问题”。面对这一难题，拉格朗日同样又赢得了世界的关注。

1766年德国的腓特烈大帝向拉格朗日发出邀请时说，在“欧洲最大的王”的宫廷中应有“欧洲最大的数学家”。于是他应邀前往柏林，任普鲁士科学院数学部主任，居住达20年之久，开始了他一生科学研究的鼎盛时期。

在此期间，拉格朗日完成了《分析力学》一书，这是牛顿之后的一部重要的经典力学著作。书中运用变分原理和分析的方法，建立起完整和谐的力学体系，使力学分析化了。他在序言中宣称：力学已经成为分析的一个分支。

拉格朗日在他一生的研究工作中，大概有一半的工作都是与天体力学有关。首先他在分析力学中的原理上建立了各类天体的运动方程。

其中特别是，根据拉格朗日在微分方程解法的任意常数变异法，建立了以天体椭圆轨道根数为基本变量的运动方程，仍称作拉格朗日行星运动方程，并广泛应用。这个方程对摄动理论的建立和完善起了重大作用。

此外，拉格朗日还研究了彗星和小行星的摄动问题，提出了彗星起源假说等。

总的来说，拉格朗日在天体力学的五个奠基者中，所做的历史性贡献仅次于拉普拉斯。他创立的“分析力学”对以后天体力学的发展有深远的影响。