1749年出生在法国诺曼底的拉普拉斯则不同于康德。他是一位才华横溢而又富有灵感的数学家,是18世纪最有影响的科学家之一。尽管今天大多数人不一定知道他,但他扎实的数学工作弥补了牛顿留下的某些缺口,并为康德的思辨提供了更为扎实的基础。
1773年,拉普拉斯在考察木星轨道时,想要弄清为何当土星轨道扩张时,木星轨道会出现持续的收缩。在分别发表于1784和1786年之间的三篇论文中,他证明这一现象是周期性的,周期是929年。在详细解释这一现象的理由时,拉普拉斯的论文同时也解决了牛顿遗留下来的一个重要问题,那就是太阳系的稳定问题。牛顿曾经被太阳系各行星之间复杂的引力相互作用这个问题所困扰,并得出结论,为了保持整个系统的稳定,有时需要某种神力的干预。拉普拉斯在他的同事数学家拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange,1736—1813)的帮助下,从数学上证明,由于围绕太阳旋转的所有行星都沿同一方向,因此它们相互间的离心率和倾斜度总是足够的小,以至于无须外界的干预,就能保持长期的稳定。或者,如同拉普拉斯所写:
“从整体考虑,行星和卫星的运动都是以接近圆形轨道运行,它们沿同一方向,所处平面相互间只有微不足道的倾斜,这样的系统就会围绕一个平均态振荡,偏移值非常之小。”
拉普拉斯运用牛顿引力理论,成功地说明了所有行星运动。拉普拉斯的星云假说提供了理性和富有成效的方法,解决了恒星如何起源的问题。实际上,拉普拉斯说,太阳系本质上具有一种自我纠错机制,它不需要神力把它扳回原位。
拉普拉斯写过许多重要论文,从数学的角度出发,讨论与牛顿理论及行星和卫星引力相互作用有关的大大小小各种问题。不过,他最通俗、最受读者欢迎的是1796年出版的《宇宙体系论》(Exposition du Syseme du monde),这是一本天文学通俗读物,就在它的后记中,提出了解释太阳系起源的理论。
“星云假说”,拉普拉斯以此来命名自己的设想,但他也许不知道康德已经提出这一假说,只不过没他的严格,并略有不同。不管是谁的星云假说,这一思想很快流传开来,并且被19世纪里大多数天文学家接受。
简单来说,这一假说的大意如下:最初太阳起源于巨大的旋转中的星云或气体云。随着星云旋转,气体收缩,此时其旋转速率不断增大,直到星云中最外面的物质无法靠引力维持为止。在这一过程中,这些气状物质就凝聚在一起,形成一颗行星,而中心星云则继续加快自旋速度并进一步收缩,此时又留下更松散的物质,形成另一颗行星。而中心星云则在中心处形成稳定的太阳。这一理论存在许多疑问和尚未回答的问题,但它却令人耳目一新,因为它是最早尝试运用科学和理性推理来解释太阳系的起源,而没有借助于神灵或超自然的力量。
拉普拉斯知道,他的“理论”已经带有思辨的成分,但是他毫不怀疑,天体的所有奥秘以及其他种种都可以靠数学和牛顿定律的推理加以解决。他不够谦逊,也不够宽厚(他的同事对他往往又忌妒又羡慕),但他却是启蒙运动最虔诚的信徒,对机械论的宇宙观坚信不疑。这是理性时代许多科学家共同的信仰,但是很少有人像他那样进行强有力的表述,他写道:在牛顿的宇宙中,决无偶然现象,假设有这样一种情况,“在一个理智之士看来,只要给出宇宙初始时刻所有作用力的大小,以及所有物质的瞬时状况,就能推断出宇宙中各种最大物体的运动……一切都是确定的,过去和将来都等同于现在”。
然而,并不是18世纪所有的牛顿追随者都是如此雄心勃勃的哲学家。尽管理论依然享有自己的地位,但许多天文学家,特别是在英国,宁可回避这种庞大的理论设想,转向更有效和更实际的研究,把科学革命的教训和牛顿的定律运用到日常的实用天文学之中。