JOSEPH FOURIER: BIOGRAFIA, WKŁAD, PRZYPISANE CYTATY - ARTE - 2025

Joseph Fourier (1768-1830) był nauczycielem, matematykiem i fizykiem pochodzenia francuskiego, uznanym za odkrycie zbieżnych szeregów trygonometrycznych, za pomocą których mógł określić przewodnictwo ciepła i drgań w ciałach stałych.

Jego teoria ciepła pomogła również zrozumieć światło i dźwięk. Później pozwoliłoby to rozwiązać problemy fizyki, inżynierii i telekomunikacji. Opracował również matematyczną transformację, która nosi jego imię, na której opiera się badanie wszelkich zjawisk falowych.

Portret Josepha Fouriera. Źródło: Jules Boilly

Fourier wyróżnił się jako pierwszy, który podał naukowe wyjaśnienie efektu cieplarnianego. Jest również znany jako jeden ze 100 naukowców rekrutowanych przez Napoleona Bonaparte do jego wyprawy do Egiptu i udziału w odkryciu Kamienia z Rosetty.

Biografia

Jean-Baptiste-Joseph Baron Fourier urodził się 21 marca 1768 roku w mieście Auxerre, położonym w Burgundii we Francji.

Jego ojciec był krawcem, który ożenił się ponownie po śmierci swojej pierwszej żony. Józef był dziewiątym z 12 dzieci z tego drugiego małżeństwa. Został osierocony w młodym wieku, odkąd jego matka zmarła, gdy miał dziewięć lat, a rok później jego ojciec.

Administracji miejskiej udało się skłonić go do adopcji przez Josepha Pallaisa, który nauczył go łaciny, francuskiego i części idei Jean-Jacquesa Rousseau, który później zainspirował rewolucję francuską. Następnie wstąpił do École Royale Militaire, gdzie wyróżniał się literaturą, ale jeszcze bardziej matematyką.

Pomimo zamiłowania do liczb, w 1787 roku zdecydował się poświęcić życiu zakonnemu, wstępując do opactwa benedyktynów św. Benoit-sur-Loire. Ale jego zainteresowania matematyką nie ustały, więc nie złożył ślubów zakonnych.

W 1790 r. Objął katedrę matematyki w szkole, w której rozpoczął naukę, i równolegle kontynuował badania algebry.

Ideały rewolucji francuskiej wciągnęły go w konflikt polityczny, przystępując od 1793 r. Do miejscowego Komitetu Rewolucyjnego. Rok później został aresztowany i uwięziony, ale triumfy rewolucji uratowały go przed gilotyną.

Po zwolnieniu skupił się na doskonaleniu swoich umiejętności nauczycielskich, rozpoczynając naukę w École Normale de Paris, gdzie oferowano mu szkolenia w zakresie sztuki pedagogicznej. W tym czasie kontynuował badania matematyczne

Wraz z otwarciem École Polytechnique i wejściem na stanowisko nauczyciela wydziału stał się kolegą z wybitnych matematyków swoich czasów, takich jak Gaspard Monge, Giuseppe Lagrangia i Pierre-Simon Laplace.

Wyprawa do Egiptu

W 1798 roku, w wieku 30 lat, wyruszył do Egiptu jako doradca naukowy u Napoleona Bonaparte, 30 000 żołnierzy i ponad 100 pracowników naukowych. Tam był świadkiem, jak flota francuska okupowała Maltę, Aleksandrię i Kair.

Po ustanowieniu władzy francuskiej Fourier pomógł założyć Institut d'Égypte, którego był sekretarzem. Prowadził również badania archeologiczne i był odpowiedzialny za porównywanie odkryć naukowych i literackich do 1801 roku.

W tym samym roku, przed zwycięstwem kapitulacji Brytyjczyków i Francuzów, wrócił do swojego kraju z kolekcją obiektów archeologicznych. Wśród nich była kopia Kamienia z Rosetty, znanego z tego, że był pierwszym starożytnym wielojęzycznym tekstem odkrytym w czasach współczesnych.

Rozwój jego teorii ciepła

Matematyk miał właśnie wznowić pracę naukową, gdy został mianowany prefektem Grenoble, stolicy departamentu Isère. Na stanowisku spędził 14 lat i wyróżniał się zarządzaniem administracyjnym. Zbudował też ważny odcinek drogi do Turynu.

W tym okresie, poza napisaniem przedmowy, wniósł wybitny wkład w dzieło Description de l'Égypte. Równolegle rozpoczął eksperymenty nad rozchodzeniem się ciepła. Jego wnioski wywołały kontrowersje wśród matematyków dotyczące równania, które próbowało opisać ciepło w ciałach stałych.

Krytycy nie powstrzymali go i kontynuował pracę nad swoją teorią do grudnia 1807 roku, kiedy to przedstawił ją w Instytucie Paryskim. Chociaż niektórzy z najważniejszych matematyków natychmiast go odrzucili, na przykład Lagrange, Laplace, Legendre, Euler i Poisson, ta sama instytucja nagrodziła go za wspomnienia cztery lata później.

Ostatnie lata

Matematykowi, który za panowania Napoleona uzyskał szlachecki tytuł barona, udaje się przeżyć po jego upadku. Kierował Urzędem Statystycznym Sekwany i poświęcił się wyłącznie życiu akademickiemu w Paryżu.

W 1817 r. Został członkiem Akademii Nauk, aw 1822 r. Został wybrany stałym sekretarzem tej uczelni. W tym samym roku udało mu się opublikować Analityczną teorię ciepła, pomimo krytyki, jaką otrzymała za rzekomy brak ścisłości matematycznej.

Później został przyjęty do Francuskiej Akademii Literatury i Akademii Medycznej, dzięki swoim wkładom w egiptologię. Został również wybrany członkiem zagranicznym Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk.

16 maja 1830 roku, w wieku 62 lat, Joseph Fourier zmarł w Paryżu we Francji. Jego śmierć była podobno spowodowana chorobą serca, chociaż niektórzy sądzili, że podczas pobytu w Egipcie zachorował. Nie skończył pracy nad rozwiązywaniem równań, chociaż w następnym roku opublikowano postęp, jaki poczynił, aby udowodnić swoje twierdzenie.

Oprócz nazwania narzędzi matematycznych, które opracował swoim nazwiskiem, w jego rodzinnym mieście w 1849 roku wzniesiono posąg z brązu. Jego imię nosi również asteroida, podobnie jak Uniwersytet w Grenoble.

Składki

Popiersie Josepha Fouriera w Muzeum Pałacu Biskupiego w Grenoble. Źródło: © Guillaume Piolle

Wielki wkład Fouriera koncentruje się na dziedzinach fizyki i matematyki, ale jego zastosowanie obejmuje wiele innych nauk, takich jak astronomia, medycyna, klimatologia, oceanografia, inżynieria i chemia. Jego praca była punktem wyjścia dla szeregu trygonometrycznego i funkcji zmiennych rzeczywistych.

W szczególności jego sformułowanie teorii ciepła i praw matematycznych, którymi wyjaśnia jego propagację, wyróżnia się, przyczyniając się do powstania podstaw termodynamiki. Równanie ciepła było równaniem różniczkowym, które opisuje sposób dystrybucji ciepła i zmiany temperatury w każdym obszarze oraz w czasie.

Opracował również szereg Fouriera, który polega na dekompozycji sygnału okresowego na bardziej podstawowe sygnały. To narzędzie matematyczne jest stosowane w takich obszarach, jak analiza wibracyjna, kompresja danych, akustyka, przetwarzanie obrazu i sygnału.

Innym jego wielkim wkładem była transformacja Fouriera. Jest to kluczowa funkcja matematyczna w takich dziedzinach, jak telekomunikacja, statystyka, optyka i fizyka. Ta funkcja umożliwia transformację sygnałów o charakterze czasowym lub przestrzennym, a także okresowych.

Fourier prowadził również badania w dziedzinie meteorologii, spośród których wyróżnia się jego rozumowanie dotyczące efektu cieplarnianego. Zasugerował w nich, że promieniowanie międzygwiazdowe powoduje znaczną część ciepła Ziemi i po raz pierwszy atmosferę uznano za element izolujący.

Jego wkład nie może nie wspomnieć o różnych artykułach z egiptologii i historii nauki. Nic dziwnego, że jest jednym z 72 naukowców zatrudnionych na pierwszym piętrze Wieży Eiffla.

Odtwarza

Do najwybitniejszych prac francuskiego matematyka należą te związane z dziedziną teorii ciepła:

-Rapport sur les tontines (1821)

-Théorie analytique de la chaleur (1822)

-Remarques générales sur les températures du globe terrestrial et des espaces planétaires (1824)

-Analyse des équations determinées (1827)

-Mémoire sur la Distinction des racines imaginaires, et sur l'application des théorèmes d'analyse algébrique aux équations transcendantes qui dépendant de la théorie de la chaleur (1827)

-Remarques générales sur l'application du principe de l'analyse algébrique aux équations transcendantes (1827)

-Mémoire d'analyse sur le mouvement de la chaleur dans les fluides (1833).

Cytowania przypisane

- „Dogłębne badanie przyrody jest najbardziej płodnym źródłem odkryć matematycznych”.

- „Nie może być bardziej uniwersalnego i prostszego języka, bardziej pozbawionego błędów i niejasności, a zatem bardziej skłonnego do wyrażania niezmiennych związków rzeczy naturalnych. Matematyka wydaje się być zdolnością ludzkiego umysłu, mającą na celu rekompensowanie krótkości życia i niedoskonałości zmysłów ”.

- „Główne przyczyny są nam nieznane; ale podlegają prostym i stałym prawom, które można odkryć przez obserwację, a ich badania są przedmiotem filozofii przyrody ”.

- „Ciepło, podobnie jak grawitacja, przenika każdą substancję we wszechświecie, jego promienie zajmują wszystkie części przestrzeni. Celem naszej pracy jest ustalenie matematycznych praw, którym podlega ten element. Teoria ciepła będzie odtąd tworzyć jedną z najważniejszych gałęzi fizyki ogólnej ”.

- Matematyka porównuje najróżniejsze zjawiska i odkrywa tajemne analogie, które je łączą.

Bibliografia

1. Joseph Fourier. (2019, 1 listopada). Wikipedia, wolna encyklopedia. Odzyskany z es.wikipedia.org
2. MCN Biografias.com. (sf) Fourier, Jean-Baptiste Joseph (1768-1827). Odzyskany z mcnbiografias.com
3. Współtwórcy Wikipedii. (2019, 17 grudnia). Joseph Fourier. W Wikipedii, wolna encyklopedia. Odzyskany z en.wikipedia.org
4. Struik, DJ (12 maja 2019). Joseph Fourier. Encyclopædia Britannica. Odzyskany z britannica.com
5. Joseph Fourier. (2019, 05 lipca). Wikicytaty, kompendium znanych zwrotów. Odzyskany z es.wikiquote.org
6. O'Connor, JJ i Robertson, EF (nd). Jean Baptiste Joseph Fourier. Odzyskany z st-andrews.ac.uk