Юные годы
Предками Лагранжа были французы и итальянцы. Поэтому гордиться своим знаменитым соотечественником вполне могут как Франция, так и Италия. Все представители рода Лагранжа были довольно состоятельными людьми. Однако в год рождения маленького Жозефа (1736, 25 января) материальное благополучие семьи покачнулось. Отец Лагранжа никогда не боялся риска, ведя свои предпринимательские дела. Поэтому наследство Жозефу просто не досталось. Позже он заметил, что это обстоятельство и определило его будущую деятельность.
Отец Жозефа полагал, что профессия адвоката будет для его сына самой подходящей как в плане общественной значимости, так и в прибыльности. Как только мальчику исполнилось 14 лет, его определили в университет Турина. Лагранж изучал труды Цицерона, Юлия Цезаря, увлекался древними языками, филологией. Кроме того, в университете юноша заинтересовался древнегреческими математиками Архимедом и Евклидом. Он попробовал свои силы в геометрии и даже победил в одном из математических конкурсов. Превратности судьбы! Человек, для которого готовилось адвокатское будущее, не на шутку увлекся математикой.
Наконец, Жозеф созрел для работ Ньютона и Галилейя. После этого произошла переориентация его с геометрии на математический анализ. Лагранж даже одну из своих работ отправил на рецензию к известному по тому времени математику Фаньяно. Но тогда информация была не такой доступной как в наше время. Оказалось, что Лагранж повторил открытие Лейбница. Он очень тяжело воспринял это известие. Однако его усилия не прошли даром. Молодого ученого заметили, и вскоре – в 1755 году – Лагранж стал преподавать математику в туринской артиллерийской школе. Здесь образовалось общество единомышленников, из которого впоследствии возникла Туринская академия наук. Лагранж был руководителем или автором многих работ, вошедших в сборник академии.
Работу Лагранжа, которая впоследствии легла в основу вариационного исчисления, высоко оценил математик Эйлер. Она позволила выполнить задачи, ранее не имевшие решения. Молодой ученый был рекомендован Эйлером в Берлинскую академию наук.
Теория колебаний, акустика, применение анализа к теории вероятностей, работы по механике – деятельность Лагранжа в этот период.
В 1764 году в Парижской академии наук был объявлен конкурс. Участникам предлагалось объяснить положение Луны на небосклоне: почему Луна повернута к Земле постоянно одной стороной, особенности вращения спутника вокруг собственной оси. Лагранж весьма заинтересовался этим конкурсом. Его участие оказалось результативным – первая премия! Молодой ученый доказал, что периоды вращения Луны вокруг собственной оси и Земли абсолютно равны. Вопросами лунного движения Лагранж занимался и дальше.
Берлинский период
Фридрих Второй, король Пруссии, пригласил молодого ученого в Берлин на место Эйлера. Это произошло в 1766 году. Среди коллег Лагранжа в Академии были Бернулли, Гастиллон, Ламберт. Более заметный след в истории оставил Ламберт. Он занимался в большей степени вопросами астрономии, что сблизило его с Лагранжем. Они дружили десять лет до самой смерти Ламберта.
В Академии Лагранж сначала возглавил физико-математическое отделение, а затем был выбран ее президентом. В этот период были сделаны наиболее значительные работы, связанные с алгеброй и теорией чисел. Алгебраические труды ученого освещали вопросы решения уравнений, доказательства основной теоремы алгебры, изучения способов вычисления алгебраических корней уравнения. Например, он доказал, что уравнения, которые превышают четвертую степень, можно решать в радикалах.
В 1767 году Лагранж женился. Его супругой стала кузина по матери. Коллеги были очень удивлены его решением: в те времена было принято, чтобы ученые «женились» только на науке. Брак продлился 16 лет − до смерти жены.
Кроме решений уравнений, Лагранж работал над проектированием географических карт. Ранее этим занимались Ламберт и Эйлер.
В берлинский период жизни Лагранжа было выполнено некоторое количество работ по астрономии. За одну из них ученый получил премию Академии наук Парижа. В ней он давал ответ на загадку о неправильности движения спутников Юпитера. Далее были и другие астрономические труды: например, о движении Венеры. Исходя из общего количества работ по астрономической тематике, Лагранжа можно назвать как математиком, так и астрономом. По поводу астрономов Лагранж шутил, что они не верят математическому доказательству, если оно не подтверждается их собственными наблюдениями.
Параллельно с участием Лагранжа в научной жизни Берлинской академии он был избран в Академию наук Парижа (1772 г.). А в 1776 году ученый стал членом Академии наук в Петербурге.
После смерти Фридриха II для Лагранжа в Пруссии были созданы неблагоприятные условия, после чего он подал в отставку. Академия согласилась на это взамен на обещание еще некоторое время получать от Лагранжа научные статьи.
В 1787 году ученый окончательно переселился во Францию. Ему была выделена квартира в Лувре. А через год вышел главный труд жизни – «Аналитическая механика». Существенное отличие от других работ со сходной тематикой состояло в отсутствии чертежей, что являлось особой гордостью Лагранжа.
Революционный период
Возвращение во Францию произошло накануне буржуазной революции. В это время в стране активно менялись взгляды: критиковались основы знаний естественных наук, философских основ. В обществе распространялись идеи новых просветителей: Вольтера, Дидро, Руссо.
Лагранж не мог предвидеть, чем выльется для него этот период. Он отказал друзьям в возвращении в Берлин, о чем, впрочем, вскоре пожалел.
В годы революции он мудро придерживался нейтралитета, поэтому к нему относились с обеих сторон терпимо. Лагранжу даже была выделена пенсия, быстро обесценившаяся из-за инфляции.
В это время Лагранж общался с учеными, которые собирались в доме известного химика Лавуазье и вели полемику на самые различные темы. Разносторонность их взглядов приводила ученого в уныние. Он чувствовал себя в этом кружке чужим. В его узкоспециализированный мир механики и математики хлынул бурный поток энциклопедических знаний. Он почувствовал себя обманутым и разочаровался в математике. Началась глубокая депрессия. Переключение на другие виды деятельности спасло ученого от полной апатии. Особенно Лагранж увлекся химией. Эта наука показалась ему живой, развивающейся и перспективной.
Кроме того, Лагранж занялся анализом статистических данных о ресурсах страны. Работая в администрации Монетного двора, он анализировал финансовое положение Франции в революционное время. Проведя расчеты, ученый выяснил, что запасов зерна стране хватит, а вот мясом республика обеспечена лишь наполовину. Эта работа была очень значимой для государства, и доверить ее можно было не каждому. Такой штрих в биографии Лагранжа подчеркивает его значимость для новой Франции.
В начале девяностых прошла полоса репрессий. Иностранцам было рекомендовано покинуть революционную Францию. Казнили ряд выдающихся ученых. Среди них был Лавуазье. Это не могло не потрясти Лагранжа. Однако ряд обстоятельств остановили его отъезд. Во-первых, Конвент относился к нему очень доброжелательно. Лагранжу дали понять, что его способности нужны делу Революции. К примеру, он вместе с другими учеными рассчитывал взрывную силу пороха. Позже Лагранж уже и сам не хотел возвращаться в Берлин. А во-вторых, он находился в гуще событий и был пронизан чувством ответственности перед новой страной.
Насыщение новыми событиями жизни Лагранжа, сознание сопричастности к революционным идеям помогли выйти из депрессии. Ученый опять вернулся к математике и решил не искать новых направлений, кроме этой науки.
В 1795 году Лагранж стал профессором Нормальной школы, а в 1797 году – политехнической. Великий ученый стал великим преподавателем. Он учил будущих военных инженеров армии Наполеона.
В конце девяностых годов вышли важнейшие труды Лагранжа: «О решении числовых уравнений» и «Теория аналитических функций». В этих работах было проведено обобщение всех известных на то время знаний по этим темам. Новые же изыскания автора получили свое дальнейшее развитие в разработках ученых будущего.
Во Франции Лагранж вступил во второй брак с дочерью своего друга. Он оказался довольно удачным.
Закат жизни
В последние годы Лагранж занимался расширением и переработкой своего труда «Аналитическая механика». Он проявлял при этом большое усердие, несмотря на весьма преклонный возраст.
Умирал ученый в окружении друзей. Перед смертью он поведал им, что ждал этого мгновения и не боялся его. Он гордился своими достижениями в науке, всегда относился к людям доброжелательно, без ненависти и не принес зла никому. Сердце великого ученого остановилось в 1813 году в десятый апрельский день. Жозефу Луи Лагранжу было 78 лет.