Чтобы превратить естественную историю в настоящую науку, нужно было бы посвятить себя исследованиям, способным рассказать нам не об частной форме того или иного животного, а об общих процедурах природы в производстве и сохранении животного.
Pierre Louis Moreau de Maupertuis был французским математиком, философом и литератором. Он стал директором Académie des Sciences и первым президентом Прусской академии наук по приглашению Frederick the Great.
Maupertuis провел экспедицию в Лапландию для определения формы Земли. Ему часто приписывают изобретение принципа наименьшего действия; одна из его версий известна как принцип Maupertuis — интегральное уравнение, определяющее траекторию, по которой движется физическая система. Его работа в области естественной истории интересна в отношении современной науки, поскольку он затрагивал аспекты наследственности и борьбы за существование.
Биография
Maupertuis родился в Saint-Malo, Франция, в семье умеренно богатых купцов-корсаров. Его отец, Renė, был вовлечен в ряд предприятий, центральных для монархии, поэтому он преуспевал в социальном и политическом плане. Сын получил образование по математике у частного наставника Nicolas Guisnée, а по завершении формального образования его отец обеспечил ему в основном почетную кавалерийскую должность. После трех лет в кавалерии, в течение которых он познакомился с модными социальными и математическими кругами, он переехал в Париж и начал укреплять свою репутацию математика и литературного остроумца. В 1723 году он был принят в Académie des Sciences.
Его ранняя математическая работа вращалась вокруг спора о vis viva, для которого Maupertuis развивал и расширял работу Isaac Newton, теории которого еще не были широко приняты вне Англии, и выступал против угасающей картезианской механики. В 1730-х годах форма Земли стала точкой разногласий в борьбе между соперничающими системами механики. Maupertuis, опираясь на свое изложение работ Newton с помощью своего наставника Johan Bernoulli, предсказал, что Земля должна быть сплюснута, в то время как его соперник Jacques Cassini измерил ее астрономически как вытянутую. В 1736 году Maupertuis возглавил французскую геодезическую миссию, отправленную королем Louis XV в Лапландию для измерения длины дугового градуса меридиана. Его результаты, которые он опубликовал в книге с описанием его методов, по сути разрешили спор в его пользу. Книга включала приключенческий рассказ об экспедиции и описание Käymäjärvi Inscriptions в Швеции. По возвращении домой он стал членом почти всех научных обществ Европы.
После экспедиции в Лапландию Maupertuis занялся обобщением своей ранней математической работы, предложив принцип наименьшего действия как метафизический принцип, лежащий в основе всех законов механики. Он также расширил свою деятельность в область биологии, анонимно опубликовав книгу, которая была частично популярной наукой, частично философией и частично эротикой: Vénus physique. В этой работе Maupertuis предложил теорию генерации, то есть воспроизведения, в которой органическая материя обладала самоорганизующимся «интеллектом», аналогичным современной химической концепции сродства, которая была широко прочитана и благоприятно прокомментирована Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon. Позже он развил свои взгляды на живые организмы дальше в более формальной псевдонимной работе, которая исследовала наследственность, собирая свидетельства, подтверждающие вклад обоих полов, и рассматривал вариации как статистические явления.
В 1740 году Maupertuis отправился в Берлин по приглашению Frederick II of Prussia и принял участие в Battle of Mollwitz, где был взят в плен австрийцами. После освобождения он вернулся в Берлин, а затем в Париж, где был избран директором Академии наук в 1742 году и в следующем году был принят во Французскую академию. Вернувшись в Берлин в 1744 году, снова по желанию Frederick II, он был избран президентом Royal Prussian Academy of Sciences в 1746 году, которой он управлял с помощью Leonhard Euler вплоть до своей смерти. Его положение стало исключительно сложным с началом Seven Years' War между его родной страной и его покровителем, и его репутация пострадала как в Париже, так и в Берлине. Заметив снижение своего здоровья, он вышел в отставку в 1757 году на юг Франции, но в 1758 году отправился в Basel, где умер год спустя. Сложный характер Maupertuis вовлекал его в постоянные ссоры, примерами которых являются его споры с Samuel König и Voltaire в последней части его жизни.
«Блеск большей части его работы был подорван его тенденцией оставлять работу незавершенной, его неспособностью реализовать свой собственный потенциал. Именно проницательность гения привела его к принципу наименьшего действия, но отсутствие интеллектуальной энергии или строгости помешало ему дать ему математическое обоснование, которое обеспечил бы Lagrange... Он проявляет замечательную способность восприятия в наследственности, в понимании механизма, посредством которого развивались виды, даже в иммунологии, но не имеет полностью разработанной теории. Его философская работа является наиболее захватывающей: смелой, волнующей, хорошо аргументированной.»
Эволюция
Некоторые историки науки указывают на его работу в области биологии как на значительный предшественник развития теории эволюции, в частности теории естественного отбора. Другие авторы утверждают, что его замечания беглые, расплывчатые или случайные для данного аргумента. Вердикт Mayr был: «Он был ни эволюционистом, ни одним из основателей теории естественного отбора, он был одним из пионеров генетики». Maupertuis придерживался теории панGenesis, постулирующей частицы как от матери, так и от отца, ответственные за характеристики ребенка. Bowler приписывает ему исследования наследственности, естественное происхождение человеческих рас и идею о том, что формы жизни могли изменяться со временем.
Maupertuis был решительным критиком натуральных теологов, указывая на явления, несовместимые с концепцией доброго и мудрого Создателя. Он также был одним из первых, кто рассматривал животных с точки зрения переменных популяций, в противоположность традиции естественной истории, которая подчеркивала описание отдельных экземпляров.
Сложность интерпретации Maupertius можно оценить, прочитав оригинальные работы. Ниже приведен перевод из Essai de cosmologie, за которым следует исходный французский отрывок:
Но разве нельзя сказать, что при случайном сочетании произведений природы, поскольку было несколько таких, где присутствовали определенные отношения пригодности, которые могли существовать, не удивительно, что эта пригодность присутствует во всех видах, которые в настоящее время существуют? Случай, можно сказать, произвел неисчислимое множество индивидов; небольшое число оказалось устроено таким образом, что части животного могли удовлетворить его потребности; в другом бесконечно большем числе не было ни пригодности, ни порядка: все эти последние погибли. Животные без рта не могли жить; другие без репродуктивных органов не могли воспроизводиться; единственными оставшимися были те, у которых были найдены порядок и пригодность; и эти виды, которые мы видим сегодня, являются лишь наименьшей частью того, что произвела слепая судьба.
Тот же текст был опубликован ранее в 1748 году как «Les loix du mouvement et du repos déduites d'un principe metaphysique» перевод: «Derivation of the laws of motion and equilibrium from a metaphysical principle». King-Hele 1963 указывает на аналогичные, хотя и не идентичные, идеи тридцать лет спустя от David Hume в его Dialogues Concerning Natural Religion 1777.
Главный спор, в котором был вовлечен Maupertuis, был спором о конкурирующих теориях генерации, то есть преформизме и эпигенезе. Его понимание жизни включало спонтанное зарождение новых видов животных и растений вместе с массовым устранением дефектных форм. Эти идеи избегают необходимости в Создателе, но не являются частью современного мышления об эволюции. Дата этих размышлений, 1745, совпадает с собственной работой Carl Linnaeus, и таким образом предшествует любому четкому понятию о виде. Также, работа над генеалогией, связанная с прослеживанием фенотипических характеристик через линии, предвосхищает позднейшую работу в области генетики.
Принцип наименьшего действия
Принцип наименьшего действия гласит, что во всех природных явлениях величина, называемая «действием», стремится быть минимизирована. Maupertuis развивал такой принцип в течение двух десятилетий. Для него действие могло быть выражено математически как произведение массы вовлеченного тела, расстояния, которое оно прошло, и скорости, с которой оно путешествовало.
В 1741 году он представил доклад в Paris Academy of Sciences, Loi du repos des corps, Закон покоя тел. В нем он показал, что система тел в покое стремится достичь положения, в котором любое изменение создало бы наименьшее возможное изменение в величине, которую он утверждал, что можно уподобить действию.
В 1744 году в другом докладе перед Paris Academy он представил свой Accord de plusieurs lois naturelles qui avaient paru jusqu'ici incompatibles Согласованность нескольких естественных законов, которые казались до сих пор несовместимыми, чтобы показать, что поведение света при преломлении — когда он изгибается при входе в новую среду — было таким, что общий путь, который он следовал, из точки в первой среде в точку во второй, минимизировал величину, которую он снова уподобил действию.
Наконец, в 1746 году он представил еще один доклад, Loix du mouvement et du repos Законы движения и покоя, на этот раз Berlin Academy of Sciences, который показал, что точечные массы также минимизируют действие. Точечные массы — это тела, которые для целей анализа можно рассматривать как определенное количество вещества, массу, сосредоточенную в одной точке. Главный спор в начале восемнадцатого века касался поведения таких тел при столкновениях. Картезианские и ньютоновские физики утверждали, что при их столкновениях точечные массы сохраняют как импульс, так и относительную скорость. С другой стороны, лейбницианцы утверждали, что они также сохраняют так называемую живую силу или vis viva. Это было неприемлемо для их противников по двум причинам: во-первых, сохранение живой силы не применялось к так называемым «твердым» телам, телам, которые были полностью несжимаемыми, в то время как два других принципа сохранения применялись; во-вторых, живая сила была определена как произведение массы и квадрата скорости. Почему скорость появилась дважды в этой величине, как это предлагает возведение в квадрат? Лейбницианцы утверждали, что это было достаточно просто: была естественная тенденция во всей материи к движению, поэтому даже в покое, есть присущая скорость в телах; когда они начинают двигаться, есть второй член скорости, соответствующий их фактическому движению.
Это было противно картезианцам и ньютонианцам. Присущая тенденция к движению была «оккультным качеством» того типа, который предпочитали средневековые схоласты, и его следовало избегать любой ценой.
Сегодня концепция «твердого» тела отвергается; и масса, умноженная на квадрат скорости, — это просто удвоенная кинетическая энергия, поэтому современная механика отводит основную роль наследующей величине «живой силы».
Для Maupertuis, однако, было важно сохранить концепцию твердого тела. И красота его принципа наименьшего действия заключалась в том, что он применялся с одинаковой силой как к твердым, так и к упругим телам. Поскольку он показал, что принцип также применялся к системам тел в покое и к свету, казалось, что это был действительно универсальный принцип.
Заключительный этап его аргумента наступил, когда Maupertuis попытался 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. Это кажется, в взгляде Maupertuis, более мощным аргументом в пользу существования бесконечно мудрого творца, 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, приводимые в доказательство Бога, из чудес природы или видимой регулярности вселенной, все открыты для возражения, какое чудо в существовании определенных особенно отвратительных насекомых, какая регулярность в наблюдении, что все планеты вращаются в почти одной плоскости — точно в одной плоскости было бы поразительно, но «почти в одной плоскости» намного менее убедительно. Но универсальный принцип мудрости обеспечивает неоспоримое доказательство формирования вселенной мудрым творцом.
Следовательно, принцип наименьшего действия — это не просто кульминация работы Maupertuis в нескольких областях физики, он видит его как свое самое важное достижение в философии, дающее неопровержимое доказательство Бога.
Недостатки его рассуждений в основном заключаются в том, что нет очевидной причины, почему произведение массы, скорости и расстояния должно особенно рассматриваться как соответствующее действию, и еще менее причины, почему его минимизация должна быть принципом «экономии» подобно минимизации усилий. Действительно, произведение массы, скорости и расстояния математически эквивалентно произведению живой силы
