Georges-Louis Le Sage war ein Genfer Physiker und ist vor allem für seine Gravitationstheorie, seine Erfindung eines elektrischen Telegraphen und seine Antizipation der kinetischen Gastheorie bekannt. Darüber hinaus trug er zur Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers bei.
Leben und Ausbildung
Le Sage wurde in Genf geboren. Sein Vater, ein Nachkomme von Théodore Agrippa d'Aubigné, war Georges-Louis Le Sage aus Couches in Burgund, und seine Mutter Anne Marie Camp. Sein Vater, der Autor vieler Arbeiten zu verschiedenen Themen war, beschäftigte seinen Sohn früh mit seinen eigenen Studien, einschließlich der Werke des römischen Dichters Lukrez im Alter von 13 Jahren. Nach Pierre Prévost und einigen Notizen von Le Sage war die Erziehung durch seine Eltern in seinen frühen Jahren sehr streng, und Le Sage reagierte darauf, indem er sich isolierte und sich verschiedenen Themen widmete. Im Gegensatz zu seinem Vater, der angeblich nur Fakten akzeptierte und wenig Interesse an Verallgemeinerungen hatte, war Le Sage in erster Linie an allgemeinen und abstrakten Prinzipien interessiert.
Le Sage erhielt seine erste reguläre Ausbildung am Collège de Genève, wo er eng mit Jean-André Deluc befreundet war. Neben Philosophie studierte er Mathematik bei Gabriel Cramer und Physik bei Jean-Louis Calandrini. Später beschloss er, Medizin in Basel zu studieren, wo er auch private Mathematikkurse gab. Hier traf Le Sage auch Daniel Bernoulli, dessen Arbeiten zur kinetischen Natur von Gasen sehr einflussreich auf ihn waren. Dann verließ Le Sage Basel und setzte sein Medizinstudium in Paris fort. Nach seiner Rückkehr nach Genf versuchte Le Sage, als Arzt zu arbeiten, aber dies wurde ihm verweigert, weil sein Vater aus Frankreich stammte. Dort war er eng mit Charles Bonnet befreundet.
Gegen den Willen seines Vaters widmete Le Sage sein Leben der Mathematik und insbesondere der Suche nach den Mechanismen der Schwerkraft. Er versuchte, Professor für Mathematik in Genf zu werden, konnte aber die Position nicht erhalten.
Obwohl Le Sage während seines Lebens nur wenige Arbeiten veröffentlichte, führte er umfangreiche Korrespondenzen mit Personen wie Jean le Rond d'Alembert, Leonhard Euler, Paolo Frisi, Roger Joseph Boscovich, Johann Heinrich Lambert, Pierre Simon Laplace, Daniel Bernoulli, Firmin Abauzit, Lord Stanhope etc..
Er gab private Mathematikkurse, und seine Schüler, einschließlich La Rochefoucauld, Simon Lhuilier, Pierre Prévost, waren von seiner Persönlichkeit zutiefst beeindruckt. Er war Korrespondent der Pariser Akademie der Wissenschaften und wurde auch Fellow der Royal Society. Le Sage starb im Alter von 79 Jahren in Genf.
Charakter und Gesundheit
Le Sage beschrieb seine Art zu denken und zu arbeiten mit den Worten:
Ich bin mit vier Dispositionen geboren worden, die gut geeignet sind, um in der Wissenschaft Fortschritte zu machen, aber mit zwei großen Mängeln in den für diesen Zweck notwendigen Fähigkeiten. 1. Ein brennender Wunsch, die Wahrheit zu kennen; 2. Große geistige Regsamkeit; 3. Ein ungewöhnliches (justesse) Urteilsvermögen; 4. Ein starkes Verlangen nach Präzision und Klarheit der Ideen; 5. Eine übermäßige Schwäche des Gedächtnisses; 6. Eine große Unfähigkeit zu anhaltender Aufmerksamkeit.
Le Sage litt auch an Schlaflosigkeit, und infolgedessen war er oft tagelang nicht in der Lage zu arbeiten. Darüber hinaus hatte er 1762 einen Unfall, der ihn fast blind machte.
Um die Schwäche seines Gedächtnisses auszugleichen, schrieb er seine Gedanken auf Spielkarten – über 35.000 Karten befinden sich noch immer in der Bibliothek von Genf. Infolge seiner geistigen Veranlagung blieben viele seiner Arbeiten unvollständig und unveröffentlicht. Zum Beispiel: sein Hauptwerk über Gravitation; eine Geschichte der Gravitationstheorien; eine Abhandlung über Endzwecke; eine biografische Notiz über Nicolas Fatio de Duillier. Einige davon wurden jedoch posthum von seinem Schüler Pierre Prévost veröffentlicht.
Telegraph
1774 realisierte er einen frühen elektrischen Telegraphen. Der Telegraph hatte einen separaten Draht für jeden der 26 Buchstaben des Alphabets, und seine Reichweite betrug nur zwischen zwei Räumen seines Hauses.
Kinetische Theorie
Le Sage versuchte auch, die Natur von Gasen zu erklären. Dieser Versuch wurde von Rudolf Clausius und James Clerk Maxwell geschätzt. Maxwell schrieb: „Seine Stoßtheorie ist fehlerhaft, aber seine Erklärung der Ausdehnungskraft von Gasen" „ist im Wesentlichen dieselbe wie in der dynamischen Theorie, wie sie jetzt vorliegt." Le Sage wies auch deutlich darauf hin, dass er nicht der Erste war, der einen solchen Mechanismus beschrieb, und verwies auf Lukrez, Gassendi, Hermann und Bernoulli.
Gravitation
Geschichte
In seiner frühen Jugend wurde Le Sage stark von den Schriften des römischen Dichters Lukrez beeinflusst und integrierte einige von Lukrez' Ideen in eine mechanische Erklärung der Gravitation, an der er anschließend arbeitete und die er sein ganzes Leben lang verteidigte. Le Sage schrieb auf einer seiner Karten, dass er die Grundzüge der Theorie, die später als Le Sages Gravitationstheorie bezeichnet wurde, bereits 1743 entwickelt hatte. Dann schrieb Le Sage am 15. Januar 1747 an seinen Vater:
Eureka, Eureka. Nie habe ich so viel Befriedigung empfunden wie in diesem Moment, wenn ich gerade, nach dem einfachen Gesetz der geradlinigen Bewegung, die der universellen Gravitation, die in demselben Verhältnis abnimmt, wie die Quadrate der Entfernung zunehmen, streng erklärt habe.
Die erste Darlegung seiner Theorie, „Essai sur l'origine des forces mortes", wurde von ihm 1748 erstellt, wurde aber nie veröffentlicht. 1756 wurde eine von Le Sages Darlegungen der Theorie veröffentlicht, und 1758 schickte er eine detailliertere Darlegung der Theorie an einen anderen Wettbewerb der Akademie der Wissenschaften. In diesem Papier mit dem Titel „Essai de Chymie Méchanique" versuchte er, sowohl die Natur der Gravitation als auch chemische Affinitäten zu erklären. Er teilte den Preis mit einem anderen Teilnehmer, aber seine Kohäsionstheorie gewann nie Akzeptanz, und nur der Gravitationsteil der Theorie fand das Interesse einiger seiner Zeitgenossen, einschließlich Euler. Die Darlegung der Theorie, die für ein breiteres Publikum zugänglich wurde, war „Lucrèce Newtonien" „Der newtonschen Lukrez", in dem die Entsprechung mit Lukrez' Konzepten vollständig entwickelt wurde. Eine weitere Darlegung der Theorie wurde posthum aus Le Sages Notizen von Prévost 1818 veröffentlicht und hieß „Physique Mécanique de George Louis Le Sage", enthält aber nichts, das nicht bereits in den früheren Arbeiten veröffentlicht worden war.
Le Sages Vorgänger
Le Sage war nicht der Erste, der das vorgeschlagen hat, was jetzt „Le Sages Gravitationstheorie" genannt wird. Zu denen, die die Theorie zuvor beschrieben hatten, gehören Fatio, Cramer und Redeker. Das Ausmaß, in dem Le Sage von diesen Vorgängern beeinflusst wurde, ist umstritten.
Fatio
Die Theorie, die jetzt „Le Sages Gravitationstheorie" genannt wird, wurde ursprünglich in den 1690er Jahren von Nicolas Fatio de Duillier vorgeschlagen, einem Freund von Sir Isaac Newton und Christiaan Huygens. Fatio war eine bekannte Schweizer Persönlichkeit, und die kinetische Gravitationstheorie war sein bemerkenswertester wissenschaftlicher Beitrag, dem er sich sein ganzes Leben lang widmete. Le Sage sagte, dass er zum ersten Mal durch seinen Vater von Fatio hörte, weil sein Vater die Prophezeiungen der cevénots camisards gehört hatte und ihm sagte, dass Fatio unter diesen Propheten war. Le Sages Vater war gut mit den wissenschaftlichen Gebieten vertraut, in denen Fatio tätig war, und unterrichtete Le Sage in den Wissenschaften. Dennoch behauptete Le Sage später, dass sein Vater ihm niemals sagte, dass Fatio eine Gravitationstheorie entwickelt hatte, die im Wesentlichen mit seiner eigenen identisch war. Le Sage gab auch zu, dass er ein pathologisch schlechtes Gedächtnis hatte, sodass unklar ist, ob seine Erinnerung genau ist. In jedem Fall gab Le Sage an, dass er erst 1749 von seinem Lehrer Gabriel Cramer von Fatios Theorie erfuhr.
Einige Jahre nach Fatios Tod, das 1753 eintrat, begann Le Sage, Fatios Papiere zu erwerben, um sie – nach seinen eigenen Worten – vor dem Vergessen zu bewahren, und auch für eine Abhandlung, die er über die Geschichte der Gravitationstheorien schreiben wollte. Eine von Fatios Arbeiten wurde Le Sage 1758 von Abauzit geschickt, und weitere Arbeiten wurden von Le Sage 1766, 1770 und 1785 erworben. Er begann auch mit einer biografischen Notiz über Fatio, führte sie jedoch nicht zu Ende, und versuchte erfolglos, einige von Fatios Arbeiten zu veröffentlichen. Die Genfer Handschriften wurden von Prévost nach Le Sages Tod in der Bibliothek von Genf hinterlegt und befinden sich noch dort.
Le Sage schrieb 1768 an Lambert: „Nicolas Fatio de Duillier hatte 1689 eine Theorie geschaffen, die der meinen so ähnlich ist, dass sie sich nur in der Elastizität unterschied, die er seiner intensiv aufgewühlten Materie gegeben hat". Dort skizzierte er die große Ähnlichkeit der Theorien, behauptete aber fälschlicherweise, dass Fatio elastische Kollisionen angenommen habe, obwohl der Geschwindigkeitsverlust der Gravitationskorpuskeln von Fatio ausdrücklich als ein entscheidendes Element seiner Theorie hervorgehoben wurde. Le Sage schickte in einem Brief an Boscovich den Anfang von Fatios lateinischem Gedicht nach dem Vorbild von Lukrez zum Thema seiner Gravitationstheorie und sagte ihm, dass er es veröffentlichen wollte, aber Boscovich stimmte nicht zu und argumentierte, dass es zu schwer für die meisten Menschen zu verstehen wäre, wenn es auf Lateinisch veröffentlicht würde.
Le Sage machte sich Sorgen um die Möglichkeit, dass man denken könnte, er habe die Idee für die Gravitationstheorie von Fatio bekommen, weil er sich die Mühe machte, ein „Zertifikat" zu erstellen und es von dem Mathematiker Pfleiderer und dem Astronomen Mallet, zwei Freunden von Le Sage, unterzeichnen zu lassen, in dem erklärt wird, dass Le Sage, abgesehen von einer von Abauzit 1758 angefertigten Kopie, keine Papiere von Fatio vor 1766 sah, und in diesen Papieren gab es nichts, das nicht von Le Sage auf detailliertere Weise entwickelt worden war.
In der „Physique Mécanique", die von Prevost nach Le Sages Tod veröffentlicht wurde, wird Fatio in Verbindung mit der Netzstruktur der Materie erwähnt, fährt dann aber fort zu behaupten, dass Le Sage die Idee der Netzstruktur bereits 1763 entwickelt hatte, bevor er im Besitz von Fatios Originalarbeiten war. Nach Zehes Beschreibung des Abauzit-Manuskripts von 1758 enthält dieses Papier jedoch Fatios Beschreibung der Netzstruktur der Materie. In derselben Arbeit wiederholte Le Sage die falsche Behauptung, dass Fatio „elastische" Kollisionen annahm – und daher nicht wirklich eine gültige Erklärung der Gravitation lieferte. Zehe versuchte, Le Sages rätselhafte Behauptungen, dass Fatio „elastische" Kollisionen annahm, zu erklären, indem er mutmaßte, dass Le Sage Fatios Arbeiten nicht sehr sorgfältig studiert haben musste.
Im Allgemeinen behaupteten Le Sage und Prévost, dass Le Sages Theorie der von Fatio überlegen war, aber eine neuere und detailliertere Analyse von Fatios Arbeit durch Zehe zeigt, dass es Fatios Theorie ist, die besser entwickelt ist.
Gabriel Cramer, Franz Albert Redeker
Nach Le Sage wurde er, nachdem er seinen ersten Essay über Gravitation erstellt hatte, 1748 von Firmin Abauzit über eine sehr ähnliche Theorie von Gabriel Cramer informiert, der zufällig Le Sages Lehrer in Genf war. In späteren Jahren antwortete Le Sage auf zwei verschiedene Arten auf Vorwürfe, dass seine Ideen zur Gravitation nur das Ergebnis des Studiums von Cramers Arbeiten waren. Erstens argumentierte er, dass sein erster Essay geschrieben wurde, bevor er von den Theorien seiner Vorgänger wusste. Zweitens argumentierte er, dass es keinen Unterschied macht, selbst wenn er von Cramers Theorie wusste, weil Cramers Theorie zu vage und wissenschaftlich nicht wertvoll ist. Le Sage beschuldigte Cramer jedoch, Fatios Theorie plagiiert zu haben. Fatio selbst hatte denselben Vorwurf erhoben.
1751 wurde Le Sage sich auch Franz Albert Rededers Theorie bewusst. Le Sage begann, eine Geschichte der Gravitationstheorien zu schreiben, in der er die Theorien von Fatio und Redeker beschreiben wollte, beendete sie aber nie.
Zusammenfassung
Obwohl Le Sage anerkannte, dass er nicht der Erste war, der eine solche Theorie vorschlug, sagte er immer, dass er der Erste war, der jemals alle Konsequenzen aus der Theorie zog, selbst nachdem er in den Besitz von Cramers, Fatios und Rededers Arbeiten kam. Zum Beispiel erwähnte Le Sage in seinem „Lucrece Newtonien" von 1782 keinen seiner Vorgänger namentlich. Er sagte lediglich, dass es „wahrscheinlich" ist, dass eine so einfache Idee zuvor anderen in den Sinn gekommen ist, aber wenn ja, dann hätten sie „sie auf vage und unsichere Weise dargestellt". Er fuhr dann rhetorisch fort zu fragen, warum keiner dieser angeblichen Vorgänger, von denen er professi zu haben keine genaue Kenntnis hat, „diese Konsequenzen bis zum Ende verfolgte und ihre Forschung mitteilte". Er schlug vor, dass die Antwort darin bestand, dass sie keine klare Sicht auf das Thema hatten, die Prinzipien der Theorie nicht fest erfasst hatten, sich von trügerischen Sophismen verführen ließen, sich der Autorität großer Namen beugten, oder „nicht genug Liebe zur Wahrheit oder Mut ihrer Überzeugungen hatten, um leichte Vergnügungen und äußere Vorteile aufzugeben, um sich Forschungen zu widmen, die damals schwierig und wenig willkommen waren".
Prévost lobte seinen Freund Le Sage, weil er „gewissenhaft seinen Vorgängern in all seinen Schriften Anerkennung zollte". Allerdings verwies er zwar manchmal auf diese Vorgänger, sprach aber oft auf herabsetzende Weise über sie – siehe seine Kommentare in „Lucrece Newtonien" und seine Beurteilung von Cramer als zu vage und wissenschaftlich nicht wertvoll. Lord Kelvin und Aronson wiederholten Prevosts Lob, basierend nur auf Prevosts Bericht.
