Fourier, Jean-Baptiste Joseph

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 26 februarie 2022; verificările necesită 2 modificări .
Jean Baptiste Joseph Fourier
fr.  Jean-Baptiste Joseph Fourier

Fourier în uniformă de prefect. Gravura de la începutul secolului al XIX-lea de Louis-Leopold Boilly
Numele la naștere fr.  Jean-Baptiste Joseph Fourier
Data nașterii 21 martie 1768( 1768-03-21 )
Locul nașterii Auxerre , Franța
Data mortii 16 mai 1830 (62 de ani)( 1830-05-16 )
Un loc al morții Paris , Franța
Țară  imperiul francez
Sfera științifică matematică , fizică
Loc de munca
Alma Mater Liceul Normal
consilier științific Joseph Louis Lagrange
Elevi Peter Gustav Dirichlet
Premii și premii
Ofițer al Ordinului Legiunii de Onoare Cavaler al Ordinului Legiunii de Onoare
Autograf
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Baron (1809) Jean-Baptiste Joseph Fourier ( fr.  Jean-Baptiste Joseph Fourier ; 21 martie 1768 , Auxerre , Franța  - 16 mai 1830 , Paris ) - matematician și fizician francez .

Membru al Academiei de Științe din Paris (1817) [2] , Academiei Franceze (1826) [3] , membru străin al Societății Regale din Londra (1823) [4] , membru de onoare străin al Academiei de Științe din Sankt Petersburg ( 1829) [5] .

Biografie

Primii ani

Jean-Baptiste Joseph Fourier a fost al 12-lea din cei 15 copii din familia croitorului (al nouălea din a doua căsătorie a tatălui său). Tatăl său, Joseph Fourier, provenea dintr-o familie de negustori dintr-un mic oraș din Lorena. În secolele al XVI-lea și al XVII-lea, Pierre Fourier (Sfântul Peter Fourier), stră-unchiul lui Jean-Baptiste Fourier, a fost o figură cunoscută a Contrareformei . Mama lui Edme (Edmée) a murit în 1777 [6] când Fourier avea nouă ani, în același an a murit tatăl său [7] . Potrivit altor surse, Fourier a devenit orfan la vârsta de opt ani [8] .

În prima sa școală, care a fost condusă de un muzician bisericesc, Fourier a avut succes în învățarea franceză și latină. La vârsta de 12 ani, cu ajutorul episcopului de Auxerre [8] , Fourier a fost plasat într-o școală militară la o mănăstire benedictină . Până la vârsta de 13 ani, Joseph a devenit interesat de matematică, iar la vârsta de 14 ani a stăpânit Cursul de matematică în șase volume al lui Bezout [7] . În același timp, a început să strângă cioturi de lumânare în clădirea școlii pentru a putea studia noaptea. În 1782-1783, Fourier a primit numeroase premii în retorică, matematică, mecanică și cânt. Boala prelungită care a urmat s-ar putea să se fi datorat acestor studii intense [6] .

La 17 ani, visa la o carieră militară și dorea să devină artilerist sau inginer militar. În ciuda sprijinului profesorilor și inspectorilor școlii, Fourier a fost refuzat din cauza originilor sale umile [6] . În 1787, Fourier a intrat în Abația Saint Benedict-on-the-Loire , unde era pe cale să fie hirotonit. Cu toate acestea, tânărul s-a îndoit de alegerea sa. În 1788, el a trimis lucrarea sa despre algebră lui Jean Étienne Montucla , dar nu a primit niciun răspuns. Fourier a părăsit mănăstirea în 1789 și a călătorit în capitală. La Paris, la Academia Regală de Științe , Fourier a prezentat o lucrare despre soluția numerică a ecuațiilor de orice grad [7] .

În timpul Marii Revoluții

Revoluția a venit înainte ca el să poată decide ce ar trebui să devină - un călugăr, un militar sau un matematician. Un decret revoluționar din octombrie 1789 a desființat jurămintele religioase, iar în curând proprietatea bisericii și ordinele monahale au fost confiscate. Fourier s-a întors la Auxerre și a început să predea matematică, retorică, istorie și filozofie la școala, pe care el însuși a absolvit-o. Comisarul, care a vizitat școala în octombrie 1792, a remarcat atmosfera liberală a claselor și s-a arătat nemulțumit doar de numărul redus de clase de latină, care, la cererea părinților, a făcut loc orelor de matematică [6] .

Fourier nu a intrat în politică decât în ​​februarie 1793, în ciuda faptului că Auxerre avea cea mai militantă ramură regională a partidului iacobin . În 1793, la Auxerre a avut loc o dezbatere aprinsă cu privire la principiile de separare a oamenilor de regiune, conform prevederilor Convenției . Fourier a vorbit la această dezbatere și a propus un plan care a fost susținut în cele din urmă. În martie 1793, Fourier a primit o ofertă de a se alătura comitetului local de supraveghere , pe care a acceptat-o. În luna septembrie a aceluiași an, comitetul, care avea inițial scopul de a suprima activitățile contrarevoluționare ale străinilor și călătorilor, a devenit parte a terorii revoluționare și a fost obligat să-i aresteze pe „pe cei care, prin comportament, comunicări sau cuvinte, au vorbit sau scrise, s-au dovedit a fi susținători ai tiraniei sau federalismului și dușmani ai libertății”. Fourier, care nu a dorit să participe la aceasta, a depus o cerere scrisă de demisie din comisie, care a fost respinsă [9] .

În treburile comisiei, a mers la departamentul Loiret . Trecând pe lângă Orleans, s-a implicat în conflict, vorbind în apărarea capii mai multor familii locale, când reprezentantul Convenției a făcut multe arestări și a intenționat să folosească o ghilotină mobilă. Drept urmare, la 29 octombrie 1793, puterile i-au fost retrase cu imposibilitatea de a le obține în viitor, iar Fourier s-a întors cu frică la Auxerre, unde a continuat să fie membru al filialei locale a partidului și să predea la școală. . Mai mult, în iunie 1794 a devenit președinte al comitetului revoluționar din Auxerre. După aceea, Fourier a mers la Paris pentru o întâlnire cu Robespierre , care nu a avut succes, deoarece la 4 iulie, imediat după întoarcerea la Auxerre, a fost arestat. Se aștepta deja la ghilotina, când, în urma loviturii de stat din 9 Thermidor , Robespierre a fost arestat și executat, după care Fourier a fost eliberat [9] .

La 30 octombrie 1794, la Paris a fost organizată, prin decret al Convenției , Școala Normală , unde 1.500 de elevi au fost instruiți din banii Republicii, care urmau să devină profesori de școală. Au fost nominalizați studenți din diferite raioane; în special, deoarece Auxerre și-a nominalizat candidatul în timp ce Fourier era în închisoare, el a fost nominalizat de arondismentul vecin Saint-Florentin și a intrat în școală după confirmarea din Auxerre. Oameni de știință remarcabili precum Lagrange , Laplace , Monge , Berthollet au predat la școală . Cursurile au început la 20 ianuarie 1795, dar deja în mai 1795 școala și-a suspendat activitățile [10] .

În același timp, oponenții lui Fourier au scris o scrisoare către Școala Normală, susținând că era imposibil să se formeze profesori pentru copii din acei candidați care au fost aleși sub Robespierre, inclusiv Fourier însuși. În mai 1795, la Auxerre au venit două ordine: pe 12 mai, să se dezarmeze participanții la teroare, inclusiv pe Fourier, pe 30 mai, pe cei care au refuzat să fie luați în arest. Până atunci, Fourier primise un post la Școala Politehnică , care la acea vreme avea un alt nume - Școala Centrală de Lucrări Publice. A încercat să reziste, și-a refuzat postul și a scris o scrisoare municipalității Auxerre, dar pe 7 iunie a fost capturat și trimis la închisoare. Din închisoare, el a scris multe scrisori în apărarea sa, argumentând în special că sub Robespierre a fost închis și că lovitura de la 9 Thermidor îi datora viața și libertatea. În august 1795, din motive necunoscute, Fourier a fost eliberat. Eliberarea sa este asociată cu climatul politic schimbat din țară sau cu posibila mijlocire a lui Lagrange și Monge [11] .

La 1 septembrie 1795, Fourier a revenit să lucreze la Școala Politehnică, care a pregătit militari și al cărei director era Monge. Fourier a predat geometria descriptivă, unele domenii de analiză matematică (împreună cu Lagrange) și, de asemenea, sa angajat în selecția studenților [11] . Doi ani mai târziu, a devenit șef al Departamentului de analiză și mecanică, înlocuindu-l pe Lagrange în acest post [7] .

Campanie egipteană

În 1798, Napoleon și-a început campania în Egipt , în care i-a invitat pe Fourier, Monge și Malus. În timpul ocupației Egiptului, Fourier a lucrat în administrația franceză, a supravegheat săpăturile arheologice și a fost, de asemenea, implicat în formarea sistemului de învățământ. A luat parte la crearea Institutului din Cairo și a fost unul dintre cei 12 membri ai departamentului de matematică, alături de Monge, Malus și Napoleon însuși. În plus, Fourier a fost ales secretar al institutului și a rămas în funcție pe toată durata șederii sale în Egipt [7] [12] .

La Grenoble

Fourier s-a întors în Franța în 1801 și a fost reinstalat ca profesor la École Polytechnique. Cu toate acestea, Napoleon i-a oferit postul de prefect al departamentului Isère , iar Fourier nu a putut refuza oferta și a plecat la Grenoble . Principalele realizări ale lui Fourier în funcție sunt direcția drenării mlaștinilor de la Bourgouin, precum și construcția unui nou drum care lega Grenoble de Torino . În același timp, Fourier lucra la colecția Description of Egypt [7] . Pe lângă colectarea de materiale, el a scris o referință istorică despre Egiptul Antic [12] . Colecția a început să fie publicată în 1810, după ce Napoleon i-a făcut o serie de modificări (în a doua ediție, colecția a fost publicată cu textul original) [7] .

Această activitate a lui Fourier a fost foarte apreciată de Napoleon: Fourier a primit Ordinul Legiunii de Onoare , iar în 1809 a primit titlul de baron [12] .

În 1814, Napoleon a fost învins și a plecat în exil pe insula Elba . Calea lui trebuia să treacă prin Grenoble, dar Fourier a trimis o notă că orașul ar putea să nu fie în siguranță. Când Napoleon a părăsit Elba și a plecat cu armata sa prin Grenoble, Fourier a părăsit orașul în grabă, ceea ce a provocat nemulțumirea lui Napoleon. Mai târziu, Fourier a reușit să-și asigure favoarea împăratului, care l-a numit prefect al Rhône -ului . Cu toate acestea, Fourier și-a părăsit curând postul. La 10 iunie 1815, Napoleon i-a numit lui Fourier o pensie de 6 mii de franci , dar Fourier nu a primit-o niciodată, deoarece până la 1 iulie Napoleon a fost răsturnat [7] . După aceea, Fourier s-a întors la Paris, unde o vreme a lucrat ca director al Biroului de Statistică [12] , iar în 1817 a devenit membru al Academiei [7] .

Anii mai târziu

Prin munca sa în egiptologie, Fourier a devenit și membru al Académiei Franceze și al Academiei de Medicină în 1826 [12] .

Fourier a murit la 16 mai 1830 la Paris.

Lucrări științifice

În 1789, la Paris, la Academia Regală de Științe, Fourier a prezentat o lucrare despre soluția numerică a ecuațiilor de orice grad [7] . În prelegerile sale din 1796, el a afirmat o teoremă asupra numărului de rădăcini reale ale unei ecuații algebrice situate între limite date, care mai târziu a fost numită după el. Această lucrare și-a primit concluzia logică în lucrările lui Sturm în 1829 [13] și Cauchy .

În 1804, în timp ce se afla la Grenoble, Fourier a început să lucreze la teoria propagării căldurii în solide [7] [13] . Până în 1807, el pregătise un raport „Despre propagarea căldurii într-un corp solid”, pe care l-a prezentat la 21 decembrie a aceluiași an la Paris. Raportul a primit o evaluare foarte controversată. Lagrange și Laplace nu au putut accepta faptul că Fourier a extins funcțiile în serii trigonometrice, ulterior numite după el. Explicațiile ulterioare ale lui Fourier nu le-au putut zdruncina nici punctul de vedere. În plus, Biot s-a opus ecuației formulate de Fourier pentru propagarea căldurii. Fourier în lucrarea sa nu s-a referit la o lucrare similară a lui Biot, publicată de el în 1804. Laplace și mai târziu Poisson au fost de acord cu Biot. Mai târziu, în 1812, teoria analitică a conducției termice a lui Fourier a câștigat Marele Premiu al Academiei [7] . Cu toate acestea, rigoarea deplină a fost atinsă numai în epoca Gilbert .

El și-a folosit metodele ( seria Fourier și integralele ) în teoria propagării căldurii. Dar ele au devenit curând un instrument excepțional de puternic pentru investigarea matematică a unei game largi de probleme, în special acolo unde există unde și oscilații. Iar acest cerc este extrem de larg - astronomie , acustica , teoria mareelor ​​, inginerie radio , etc.

În 1818, Fourier era ocupat cu problema condițiilor de aplicabilitate a metodei de rezolvare numerică a ecuațiilor dezvoltată de Newton. Rezultate similare fuseseră deja obținute în 1768 de către Murail. Rezultatele acestei lucrări au fost publicate abia în 1831, după moartea omului de știință.

În 1817, Fourier a fost ales membru al Academiei de Științe [7] împotriva presiunii Bourbonilor. Prima încercare din 1816 a eșuat, regele Ludovic al XVIII-lea a anulat alegerile . În 1822, după moartea lui Delambre , a putut să ocupe postul de secretar al secției de matematică. La scurt timp după aceea, a fost publicată lucrarea sa „The Analytical Theory of Heat” („Théorie analytique de la chaleur”) [7] , pe care Lordul Kelvin a numit-o „The Great Mathematical Poem” . În acest moment, Fourier s-a îndepărtat de cercetarea matematică și a fost mai ocupat să-și publice lucrările atât în ​​matematică pură, cât și în matematică aplicată. Teoria lui despre căldură era încă controversată, Biot a pretins lider în această chestiune, iar Poisson a criticat abordarea matematică a lui Fourier și a dezvoltat o teorie alternativă [7] .

Activitate didactică

Studiind la Școala Normală, fiind deja un profesor cu experiență, Fourier și-a evaluat profesorii, modul lor de a preda. El a observat abordarea haotică a lui Lagrange cu privire la prezentare, precum și erorile sale în propoziții, pe care Fourier le considera o consecință a rădăcinilor sale italiene, în timp ce îl numea pe acesta din urmă o persoană extraordinară. El a numit prelegerile lui Laplace exacte, dar foarte rapide și de puțin interes. Prelegerile lui Monge, conform lui Fourier, au fost îngrijite și clare, susținute cu voce tare. El credea că prelegerile lui Berthollet despre chimie nu puteau fi înțelese decât de cineva care cunoștea deja subiectul, întrucât vorbea cu greu, ezita și repeta mult [10] .

Fiind implicat în selecția elevilor de la Școala Politehnică, Fourier credea că mai mult decât diligența, talentul este important. Unul dintre elevii lui Fourier a fost Poisson, care l-a înlocuit la școală în timpul campaniei egiptene, iar apoi a devenit oponentul său la teoria analitică a căldurii propusă de Fourier [11] .

Opinii politice

Inițial, Fourier a fost în postura unui iacobin înfocat, dar cu timpul a devenit un liberal moderat [14] .

Se crede că Fourier a început să susțină ideile de egalitate cu mult înainte de a se alătura comitetului, ceea ce este dovedit de o scrisoare a lui Fourier însuși, scrisă în iunie 1795 în închisoare, iar aderarea la comitet este asociată cu dorința de a proteja republica de agresiune. din Belgia și răscoala din Vendée [9 ] .

Realizări științifice

Numele său este inclus în lista celor mai mari oameni de știință ai Franței , plasată la primul etaj al Turnului Eiffel .

Memorie

În 1935, Uniunea Astronomică Internațională a atribuit numele lui Fourier unui crater de pe partea vizibilă a Lunii .

Numele omului de știință este imortalizat în denumirea general acceptată a expresiei care afișează dependența în stare staționară dintre densitatea fluxului de energie transmis prin conductivitate termică și gradientul de temperatură : această formulă este cunoscută sub numele de legea lui Fourier a conductibilității termice. .

Compoziții

Vezi și

Literatură

Note

[7] [8] [12] [13]

  1. MacTutor History of Mathematics Archive
  2. Les membres du passé dont le nom commence par F Arhivat 19 decembrie 2021 la Wayback Machine  (FR)
  3. Joseph FOURIER Arhivat 13 mai 2020 la Wayback Machine  (fr.)
  4. Fourier; Jean Baptiste Joseph (1768 - 1830) // Site -ul Societății Regale din Londra  (engleză)
  5. Fourier Jean-Baptiste-Joseph Copie de arhivă din 21 decembrie 2021 la Wayback Machine // Site -ul Academiei Ruse de Științe
  6. 1 2 3 4 Prestini, 2004 , pp. 2-4.
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 J J O'Connor și E. F. Robertson. Jean Baptiste Joseph Fourier . Universitatea din St Andrews, Scoția (1997). Preluat la 8 martie 2012. Arhivat din original pe 15 februarie 2017.
  8. 1 2 3 Francois Arago. Biografii ale unor oameni de știință distinși . Cartea electronică Proiectul Gutenberg (2005). Preluat la 8 martie 2012. Arhivat din original la 14 noiembrie 2011.
  9. 1 2 3 Prestini, 2004 , pp. 5-7.
  10. 1 2 Prestini, 2004 , pp. 7-9.
  11. 1 2 3 Prestini, 2004 , p. 9.
  12. 1 2 3 4 5 6 Dirk Jan Struik. Joseph, baronul Fourier . Enciclopaedia Britannica. Consultat la 8 martie 2012. Arhivat din original pe 19 martie 2012.
  13. 1 2 3 Fourier (Fourier) Jean Baptiste Joseph // Frankfurt - Chaga. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1978. - S. 143-144. - ( Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / redactor-șef A. M. Prohorov  ; 1969-1978, v. 28).
  14. Prestini, 2004 , pp. 1-2.

Link -uri