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。