- Življenjepis
- Odprava v Egipt
- Razvoj njegove teorije toplote
- Zadnja leta
- Prispevki
- Predvaja
- Pripisani citati
- Reference
Joseph Fourier (1768–1830) je bil učitelj, matematik in fizik francoskega izvora, ki je znan po odkrivanju konvergentnih trigonometričnih nizov, s pomočjo katerih je lahko določil prevod toplote in vibracij v trdnih telesih.
Njegova teorija toplote je pomagala tudi pri razumevanju svetlobe in zvoka. Pozneje bi omogočil reševanje problemov fizike, inženiringa in telekomunikacij. Razvil je tudi matematično preobrazbo, ki nosi njegovo ime, in na kateri temelji preučevanje katerega koli valnega pojava.
Portret Josepha Fourierja. Vir: Jules Boilly
Fourier je izstopal kot prvi, ki je znanstveno razložil učinek tople grede. Znan je tudi po tem, da je bil eden izmed 100 akademikov, ki jih je Napoleon Bonaparte zaposlil za svojo odpravo v Egipt in za sodelovanje pri odkritju kamna Rosetta.
Življenjepis
Jean-Baptiste-Joseph Baron Fourier se je rodil 21. marca 1768 v mestu Auxerre, ki se nahaja v burgundski regiji Francije.
Njegov oče je bil krojač, ki se je ponovno poročil po smrti prve žene. Jožef je bil deveti od 12 otrok iz te druge zakonske zveze. Osirotel je že zgodaj, saj je umrla mati, ko je bil star devet let, naslednje leto pa oče.
Občinsko vodstvo mu je uspelo sprejeti Josepha Pallaisa, ki ga je naučil latinščine, francoščine in del idej Jean-Jacquesa Rousseauja, ki bi pozneje navdihnil francosko revolucijo. Nato je stopil v École Royale Militaire, kjer se je izkazal v literaturi, še bolj pa pri matematiki.
Kljub strasti do številk se je leta 1787 odločil, da se bo posvetil verskemu življenju in vstopil v opatijo benediktinskega reda sv. Benoit-sur-Loire. Toda zanimanje za matematiko je vztrajalo, zato ni prevzel svojih verskih zaobljub.
Leta 1790 je prevzel stol matematike na šoli, kjer je začel svoje usposabljanje in vzporedno nadaljeval raziskovanje algebre.
Ideali francoske revolucije so ga vključili v politični konflikt in se pridružil lokalnemu revolucionarnemu odboru iz leta 1793. Leto pozneje so ga aretirali in zaprli, toda zmagi revolucije so ga rešili pred giljotino.
Po izpustitvi se je osredotočil na izboljšanje svojih veščin kot učitelj, vstopil je na pariško šolo Norcole de Paris, kjer je bilo ponujeno izobraževanje v umetnosti poučevanja. Njegovo raziskovanje matematike se je v tem času nadaljevalo
Z odprtjem politehnike École in vstopom v vlogi učitelja fakultete je postal kolega uglednih matematikov svojega časa, kot so Gaspard Monge, Giuseppe Lagrangia in Pierre-Simon Laplace.
Odprava v Egipt
Leta 1798 je v starosti 30 let zapustil Egipt kot znanstveni svetovalec z Napoleonom Bonapartejem, 30.000 vojaki in več kot 100 akademiki. Tam je bil priča, kako je francoska flota zasedla Malto, Aleksandrijo in Kairo.
Ko je bila ustanovljena francoska oblast, je Fourier pomagal najti Institut d'Égypte, katerega sekretar je bil. Opravil je tudi arheološke raziskave in bil do leta 1801 zadolžen za primerjavo znanstvenih in literarnih odkritij.
Tistega leta se je pred zmago Britancev in Francozov predal v svojo državo s zbirko arheoloških predmetov. Med njimi je bila kopija kamna Rosetta, ki je znan po tem, da je bil prvi sodobni večjezični tekst odkrit v sodobnem času.
Razvoj njegove teorije toplote
Matematik je bil kmalu obnoviti svoje akademsko delo, ko je bil imenovan za prefekta Grenobla, glavnega mesta oddelka Isère. V službi je preživel 14 let in izstopal po svojem upravnem vodenju. Zgradil je tudi pomemben odsek ceste v Torino.
V tem obdobju je poleg pisanja predgovora prispeval izjemne prispevke k delu Description de l'Égypte. Vzporedno je začel s poskusi širjenja toplote. Njegovi sklepi so med matematiki sprožili polemiko za enačbo, ki je poskušala opisati toploto v trdnih telesih.
Kritiki ga niso ustavili in nadaljeval je s svojo teorijo do decembra 1807, ko jo je predstavil pariškemu inštitutu. Čeprav so ga nekateri najpomembnejši matematiki takoj zavrnili, kot so Lagrange, Laplace, Legendre, Euler in Poisson, ga bo ista ustanova za svoje spomine nagradila štiri leta pozneje.
Zadnja leta
Matematik, ki je plemiški naslov barona dobil med Napoleonovo vladavino, uspe preživeti po njegovem padcu. Zadolžen je bil za statistični urad Sene in se posvečal izključno akademskemu življenju v Parizu.
Leta 1817 je postal član Akademije znanosti in leta 1822 izvoljen za stalnega sekretarja ustanove. Tistega leta je dosegel objavo Analitične teorije toplote, kljub kritikam, ki jih je dobil zaradi domnevnega pomanjkanja matematične strogosti.
Kasneje je bil zaradi svojih prispevkov v egiptologiji sprejet na Francosko literarno akademijo in Medicinsko akademijo. Izvoljen je bil tudi za tujega člana Kraljevske švedske akademije znanosti.
16. maja 1830 je v 62. letu starosti umrl Joseph Fourier v Parizu v Franciji. Njegova smrt naj bi povzročila srčno bolezen, čeprav so nekateri verjeli, da je v letih v Egiptu zbolel za boleznijo. Dela na reševanju enačb ni končal, čeprav je naslednje leto objavljen napredek, ki ga je dosegel pri dokazovanju svojega izrekanja.
Poleg imenovanja matematičnih orodij, ki jih je razvil s priimkom, so leta 1849 v njegovem rojstnem kraju postavili bronasti kip. Njegovo ime nosi tudi asteroid, prav tako Univerza v Grenoblu.
Prispevki
Doprsni kip Josepha Fourierja v muzeju Stare škofovske palače v Grenoblu. Vir: © Guillaume Piolle
Fourierjev velik prispevek je osredotočen na področja fizike in matematike, vendar njegova uporaba vključuje številne druge znanosti, kot so astronomija, medicina, klimatologija, oceanografija, inženirstvo in kemija. Njegovo delo je bilo izhodišče trigonometrične serije in funkcij resničnih spremenljivk.
Zlasti izstopa njegova formulacija teorije toplote in matematičnih zakonov, s katerimi razlaga njeno širjenje in prispeva k temeljem termodinamike. Enačba toplote je bila diferencialna enačba, ki opisuje, kako se toplota porazdeli in kako se temperatura spreminja na posameznem območju in v določenem časovnem obdobju.
Razvil je tudi serijo Fourier, ki je sestavljena iz razgradnje periodičnega signala v smislu bolj osnovnih signalov. To matematično orodje se uporablja na področjih, kot so vibracijske analize, stiskanje podatkov, akustika, obdelava slik in signalov.
Drugi njegov velik prispevek je bila Fourierjeva preobrazba. To je ključna matematična funkcija na področjih, kot so telekomunikacije, statistika, optika in fizika. Ta funkcija vam omogoča, da preoblikujete časovne ali prostorske signale ter signale občasnega gibanja.
Fourier je opravil tudi raziskave na področju meteorologije, med katerimi izstopa njegovo razmišljanje o toplogrednem učinku. V njih je predlagal, da medzvezdno sevanje povzroča velik del Zemljine toplote in da je atmosfero prvič obravnaval kot izolacijski element.
Njegovi prispevki ne morejo omeniti različnih člankov v egiptologiji in v zgodovini znanosti. Ni presenetljivo, da je eden od 72 znanstvenikov, vpisanih v prvo nadstropje Eifflovega stolpa.
Predvaja
Med najbolj izjemna dela francoskega matematika spadajo tudi tista, ki so povezana s področjem teorije toplote:
-Rapport sur les tontines (1821)
-Théorie analytique de la chaleur (1822)
-Remarques générales sur les températures du globus zemeljski et despaces planétaires (1824)
-Analiza des équations deterées (1827)
-Mémoire sur la razlikovanje med 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).
Pripisani citati
- "Globinsko preučevanje narave je najbolj rodoviten vir matematičnih odkritij."
- "Ne more biti bolj univerzalnega in preprostega jezika, bolj brez napak in nejasnosti in zato bolj primeren za izražanje nepomembnih odnosov naravnih stvari. Zdi se, da matematika predstavlja sposobnost človeškega uma, ki naj bi nadoknadila kratkost življenja in nepopolnost čutov. "
- „Primarni vzroki nam niso znani; vendar veljajo preprosti in stalni zakoni, ki jih lahko odkrijemo z opazovanjem, saj je njihovo proučevanje predmet naravne filozofije. "
- "Toplota, kot gravitacija, prodira v vsako snov v vesolju, njeni žarki pa zasedajo vse dele prostora. Cilj našega dela je ugotoviti matematične zakone, ki jih ta element upošteva. Teorija toplote bo odslej oblikovana v eni najpomembnejših vej splošne fizike. "
- Matematika primerja najrazličnejše pojave in odkriva skrivne analogije, ki jih združujejo.
Reference
- Joseph Fourier. (2019, 1. novembra). Wikipedija, prosta enciklopedija. Pridobljeno z es.wikipedia.org
- MCN Biografias.com. (sf) Fourier, Jean-Baptiste Jožef (1768-1827). Pridobljeno z mcnbiografias.com
- Sodelavci Wikipedije. (2019, 17. decembra). Joseph Fourier. V Wikipediji, The Free Encyclopedia. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org
- Struik, DJ (2019, 12. maja). Joseph Fourier. Encyclopædia Britannica. Pridobljeno od britannica.com
- Joseph Fourier. (2019, 5. julij). Wikiquote, Zbirka znanih stavkov. Pridobljeno z es.wikiquote.org
- O'Connor, JJ in Robertson, EF (drugo). Jean Baptiste Joseph Fourier. Pridobljeno iz st-andrews.ac.uk