Fourier, Jean-Baptiste Joseph

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. února 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .
Jean Baptiste Joseph Fourier
fr.  Jean-Baptiste Joseph Fourier

Fourier v uniformě prefekta. Rytina z počátku 19. století od Louis-Leopolda Boillyho
Jméno při narození fr.  Jean-Baptiste Joseph Fourier
Datum narození 21. března 1768( 1768-03-21 )
Místo narození Auxerre , Francie
Datum úmrtí 16. května 1830 (ve věku 62 let)( 1830-05-16 )
Místo smrti Paříž , Francie
Země  francouzské impérium
Vědecká sféra matematika , fyzika
Místo výkonu práce
Alma mater Vysoká normální škola
vědecký poradce Joseph Louis Lagrange
Studenti Peter Gustav Dirichlet
Ocenění a ceny
Důstojník Řádu čestné legie Rytíř Řádu čestné legie
Autogram
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Baron (1809) Jean-Baptiste Joseph Fourier ( fr.  Jean-Baptiste Joseph Fourier ; 21. března 1768 , Auxerre , Francie  – 16. května 1830 , Paříž ) – francouzský matematik a fyzik.

Člen Pařížské akademie věd (1817) [2] , Francouzské akademie (1826) [3] , zahraniční člen Královské společnosti v Londýně (1823) [4] , zahraniční čestný člen Petrohradské akademie věd ( 1829) [5] .

Životopis

Raná léta

Jean-Baptiste Joseph Fourier byl 12. z 15 dětí v rodině krejčího (deváté v druhém manželství jeho otce). Jeho otec, Joseph Fourier, pocházel z rodiny obchodníka z malého města v Lotrinsku. V 16. a 17. století byl Pierre Fourier (Saint Peter Fourier), prastrýc Jean-Baptiste Fouriera, známou postavou protireformace . Jeho matka Edme (Edmée) zemřela v roce 1777 [6] , když bylo Fourierovi devět let, ve stejném roce zemřel i jeho otec [7] . Podle jiných zdrojů Fourier osiřel ve věku osmi let [8] .

Ve své první škole, kterou vedl církevní hudebník, Fourier prokázal úspěch ve výuce francouzštiny a latiny. Ve věku 12 let byl Fourier za asistence biskupa z Auxerre [8] umístěn do vojenské školy v benediktinském klášteře. Ve 13 letech se Joseph začal zajímat o matematiku a ve 14 letech zvládl Bezoutův šestidílný Kurz matematiky [7] . Zároveň začal v budově školy sbírat pahýly svíček, aby se mohl v noci učit. V letech 1782-1783 získal Fourier mnoho cen v rétorice, matematice, mechanice a zpěvu. Dlouhotrvající onemocnění, které následovalo, mohlo být způsobeno těmito namáhavými studiemi [6] .

V 17 letech snil o vojenské kariéře a chtěl se stát dělostřelcem nebo vojenským inženýrem. Přes podporu školních učitelů a inspektorů, Fourier byl odmítnut kvůli jeho skromnému původu [6] . V roce 1787 vstoupil Fourier do opatství Saint Benedict-on-the-Loire , kde měl být vysvěcen. Mladík však o své volbě pochyboval. V roce 1788 poslal svůj článek o algebře Jean Étienne Montucla , ale nedostal žádnou odpověď. Fourier opustil opatství v roce 1789 a cestoval do hlavního města. V Paříži na Královské akademii věd předložil Fourier článek o numerickém řešení rovnic libovolného stupně [7] .

Během Velké revoluce

Revoluce přišla dříve, než se mohl rozhodnout, čím by se měl stát – mnichem, vojákem nebo matematikem. Revoluční dekret z října 1789 zrušil řeholní sliby a brzy byl zabaven majetek církve a mnišských řádů. Fourier se vrátil do Auxerre a začal vyučovat matematiku, rétoriku, historii a filozofii na škole, kterou sám vystudoval. Komisař, který školu navštívil v říjnu 1792, zaznamenal liberální atmosféru tříd a byl nespokojen pouze s malým počtem hodin latiny, které na žádost rodičů ustoupily hodinám matematiky [6] .

Fourier nevstoupil do politiky až do února 1793, a to navzdory skutečnosti, že Auxerre měl nejbojovnější regionální pobočku jakobínské strany . V roce 1793 proběhla v Auxerre bouřlivá debata o zásadách oddělení lidí od regionu, jak to vyžaduje úmluva . Fourier v této debatě vystoupil a navrhl plán, který byl nakonec podpořen. V březnu 1793 dostal Fourier nabídku ke vstupu do místního dozorčího výboru , kterou přijal. Do září téhož roku se výbor, který měl původně za úkol potlačit kontrarevoluční aktivity cizinců a cestovatelů, stal součástí revolučního teroru a byl povinen zatknout „ty, kteří svým chováním, komunikací nebo slovy mluvili, resp. napsané, se ukázali jako zastánci tyranie nebo federalismu a nepřátelé svobody“. Fourier, který se toho nechtěl zúčastnit, podal písemnou žádost o odstoupení z výboru, která byla zamítnuta [9] .

V záležitosti výboru šel do departementu Loiret . Když procházel kolem Orleansu, zapojil se do konfliktu a promluvil na obranu hlav několika místních rodin, když zástupce Konventu provedl mnoho zatčení a zamýšlel použít mobilní gilotinu. V důsledku toho byly jeho pravomoci 29. října 1793 odňaty s nemožností je v budoucnu získat a Fourier se ve strachu vrátil do Auxerre, kde byl nadále členem místní pobočky strany a učil na škole . Navíc se v červnu 1794 stal prezidentem revolučního výboru v Auxerre. Poté Fourier odjel do Paříže na schůzku s Robespierrem , která však nebyla úspěšná, neboť 4. července byl ihned po návratu do Auxerre zatčen. Gilotinu již očekával, když byl v důsledku převratu 9. Thermidor Robespierre zatčen a popraven, načež byl Fourier propuštěn [9] .

30. října 1794 byla v Paříži dekretem Konventu zorganizována Normální škola , kde bylo za peníze Republiky vyškoleno 1500 studentů, kteří se měli stát školními učiteli. Studenti byli nominováni z různých okresů; konkrétně, protože Auxerre nominoval svého kandidáta, když byl Fourier ve vězení, byl nominován sousedním obvodem Saint-Florentin a nastoupil do školy po potvrzení od Auxerre. Ve škole učili takoví vynikající vědci jako Lagrange , Laplace , Monge , Berthollet . Vyučování začalo 20. ledna 1795, ale již v květnu 1795 škola pozastavila svou činnost [10] .

Ve stejnou dobu Fourierovi oponenti napsali dopis do Normální školy, ve kterém tvrdili, že není možné školit učitele pro děti z těch kandidátů, kteří byli vybráni za Robespierra, včetně samotného Fouriera. V květnu 1795 přišly do Auxerre dva rozkazy: 12. května odzbrojit účastníky teroru, včetně Fouriera, 30. května ty, kteří odmítli vzetí do vazby. Do té doby Fourier získal místo na Polytechnické škole , která v té době měla jiný název - Ústřední škola veřejných prací. Pokusil se vzdorovat, odmítl svůj post a napsal dopis obci Auxerre, ale 7. června byl zajat a poslán do vězení. Z vězení napsal mnoho dopisů na svou obranu, zejména argumentoval tím, že za Robespierra byl uvězněn a že převrat 9. Thermidor mu vděčí za život a svobodu. V srpnu 1795 byl z neznámých důvodů Fourier propuštěn. Jeho propuštění je spojeno se změněným politickým klimatem v zemi nebo s možnou přímluvou Lagrange a Monge [11] .

1. září 1795 se Fourier vrátil do práce na Polytechnické škole, která cvičila armádu a jejímž ředitelem byl Monge. Fourier vyučoval deskriptivní geometrii, některé oblasti matematické analýzy (spolu s Lagrangem) a také se zabýval výběrem studentů [11] . O dva roky později se stal vedoucím katedry analýzy a mechaniky a nahradil v této funkci Lagrange [7] .

Egyptská kampaň

V roce 1798 zahájil Napoleon své tažení do Egypta , do kterého pozval Fouriera, Mongeho a Maluse. Během okupace Egypta pracoval Fourier ve francouzské správě, dohlížel na archeologické vykopávky a podílel se také na formování vzdělávacího systému. Podílel se na vytvoření Káhirského institutu a byl jedním z 12 členů matematického oddělení, spolu s Monge, Malus a Napoleon sám. Fourier byl navíc zvolen sekretářem ústavu a ve funkci zůstal po celou dobu svého pobytu v Egyptě [7] [12] .

V Grenoblu

Fourier se vrátil do Francie v roce 1801 a byl obnoven jako profesor na École Polytechnique. Napoleon mu však nabídl místo prefekta oddělení Isère a Fourier nemohl nabídku odmítnout a odešel do Grenoblu . Fourierovými hlavními úspěchy v úřadu jsou směr odvodnění močálů v Bourgouinu a také výstavba nové silnice, která spojovala Grenoble s Turínem . Ve stejné době Fourier pracoval na sbírce Description of Egypt [7] . Kromě sběru materiálu napsal historickou zmínku o starověkém Egyptě [12] . Sbírka začala vycházet v roce 1810 poté, co v ní Napoleon provedl řadu změn (ve druhém vydání vyšla sbírka s původním textem) [7] .

Tato Fourierova aktivita byla Napoleonem vysoce oceněna: Fourier byl vyznamenán Řádem čestné legie a v roce 1809 obdržel titul barona [12] .

V roce 1814 byl Napoleon poražen a odešel do exilu na ostrov Elba . Jeho cesta měla vést přes Grenoble, ale Fourier poslal poznámku, že město nemusí být bezpečné. Když Napoleon opustil Elbu a šel se svou armádou přes Grenoble, Fourier město ve spěchu opustil, což vyvolalo Napoleonovu nelibost. Fourier si později dokázal zajistit přízeň císaře, který ho jmenoval prefektem Rhony . Fourier však brzy opustil svůj post. 10. června 1815 Napoleon udělil Fourierovi penzi ve výši 6 tisíc franků , ale Fourier ji nikdy nedostal, protože 1. července byl Napoleon svržen [7] . Poté se Fourier vrátil do Paříže, kde nějakou dobu působil jako ředitel Statistického úřadu [12] , a v roce 1817 se stal členem Akademie [7] .

Pozdější roky

Díky své práci v egyptologii se Fourier stal v roce 1826 také členem Académie Française a Académie de Médecine [12] .

Fourier zemřel 16. května 1830 v Paříži.

Vědecká práce

Ještě v roce 1789 v Paříži na Královské akademii věd představil Fourier práci o numerickém řešení rovnic libovolného stupně [7] . Ve svých přednáškách v roce 1796 vyslovil větu o počtu reálných kořenů algebraické rovnice ležící mezi danými hranicemi, která byla později po něm pojmenována. Tato práce získala svůj logický závěr v dílech Sturma v roce 1829 [13] a Cauchyho .

V roce 1804 v Grenoblu začal Fourier pracovat na teorii šíření tepla v pevných látkách [7] [13] . Do roku 1807 připravil zprávu „O šíření tepla v pevném tělese“, kterou přednesl 21. prosince téhož roku v Paříži. Zpráva se dočkala velmi kontroverzního hodnocení. Lagrange a Laplace nemohli přijmout skutečnost, že Fourier rozšířil funkce do trigonometrických řad, později pojmenovaných po něm. Fourierova další vysvětlení také nemohla otřást jejich názorem. Navíc se Biot postavil proti Fourierově formulované rovnici pro šíření tepla. Fourier ve své práci neodkazuje na podobnou práci Biot, kterou vydal v roce 1804. Laplace a později Poisson souhlasili s Biotem. Později, v roce 1812, získala Fourierova analytická teorie vedení tepla Velkou cenu Akademie [7] . Plné přísnosti však bylo dosaženo pouze v Gilbertově éře .

Své metody ( Fourierovy řady a integrály ) použil v teorii šíření tepla. Brzy se však staly výjimečně silným nástrojem pro matematické zkoumání široké škály problémů, zejména tam, kde existují vlny a oscilace. A tento okruh je extrémně široký - astronomie , akustika , teorie přílivu a odlivu , radiotechnika atd.

V roce 1818 byl Fourier zaneprázdněn otázkou podmínek použitelnosti Newtonem vyvinuté metody numerického řešení rovnic. Podobné výsledky již dosáhl v roce 1768 Murail. Výsledky této práce byly zveřejněny až v roce 1831, po smrti vědce.

V roce 1817 byl Fourier proti tlaku Bourbonů zvolen členem Akademie věd [7] . První pokus v roce 1816 se nezdařil, král Ludvík XVIII . volby zrušil . V roce 1822, po smrti Delambre , mohl zaujmout místo tajemníka matematické sekce. Krátce nato vyšla jeho práce „The Analytical Theory of Heat“ („Théorie analytique de la chaleur“) [7] , kterou lord Kelvin nazval „Velká matematická báseň“ . V této době se Fourier vzdálil od matematického výzkumu a byl více zaneprázdněn publikováním své práce v čisté i aplikované matematice. Jeho teorie tepla byla ještě sporná, Biot prohlásil vedení v této záležitosti a Poisson kritizoval Fourierův matematický přístup a vyvinul alternativní teorii [7] .

Učitelská práce

Fourier při studiu na Normální škole, již jako zkušený učitel, hodnotil své učitele, jejich způsob přednášení. Všiml si Lagrangeova chaotického přístupu k prezentaci a také jeho chyb ve větách, které Fourier považoval za důsledek svých italských kořenů, zatímco druhého jmenoval mimořádnou osobností. Laplaceovy přednášky označil za přesné, ale velmi rychlé a málo zajímavé. Mongeovy přednášky byly podle Fouriera úhledné a jasné, pronášené hlasitým hlasem. Domníval se, že Bertholletovým přednáškám o chemii může porozumět pouze někdo, kdo již toto téma znal, protože mluvil s obtížemi, váhal a hodně opakoval [10] .

Fourier se zabýval výběrem studentů na polytechnické škole a věřil, že více než píle je důležitý talent. Jedním z Fourierových studentů byl Poisson, který ho nahradil ve škole během egyptské kampaně a poté se stal jeho oponentem v analytické teorii tepla navržené Fourierem [11] .

Politické názory

Zpočátku byl Fourier v pozici zapáleného jakobína, ale postupem času se z něj stal umírněný liberál [14] .

Má se za to, že Fourier začal podporovat myšlenky rovnosti dávno před vstupem do výboru, což dokládá dopis samotného Fouriera, napsaný v červnu 1795 ve vězení a vstup do výboru je spojen s přáním ochránit republiku před agresí z Belgie a povstání ve Vendée [9] .

Vědecké úspěchy

Jeho jméno je zahrnuto v seznamu největších vědců Francie , umístěném v prvním patře Eiffelovy věže .

Paměť

V roce 1935 přidělila Mezinárodní astronomická unie Fourierovo jméno kráteru na viditelné straně Měsíce .

Jméno vědce je zvěčněno v obecně přijímaném názvu výrazu, který v ustáleném stavu zobrazuje závislost mezi hustotou energetického toku přenášeného tepelnou vodivostí a teplotním gradientem : tento vzorec je znám jako Fourierův zákon tepelné vodivosti . .

Skladby

Viz také

Literatura

Poznámky

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

  1. ↑ Archiv historie matematiky MacTutor
  2. ↑ Les membres du passé dont le nom zahájit par F Archivováno 19. prosince 2021 na Wayback Machine  (FR)
  3. ↑ Joseph FOURIER Archivováno 13. května 2020 na Wayback Machine  (fr.)
  4. ↑ Fourier; Jean Baptiste Joseph (1768 - 1830) // Webové stránky Královské společnosti v Londýně  (anglicky)
  5. ↑ Archivní kopie Fourier Jean-Baptiste-Joseph z 21. prosince 2021 na Wayback Machine // Webové stránky Ruské akademie věd
  6. ↑ 1 2 3 4 Prestini, 2004 , str. 2-4.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 J J O'Connor a E. F. Robertson. Jean Baptiste Joseph Fourier . University of St Andrews, Skotsko (1997). Získáno 8. března 2012. Archivováno z originálu 15. února 2017.
  8. ↑ 1 2 3 Francois Arago. Biografie význačných vědeckých mužů . E-kniha Projekt Gutenberg (2005). Získáno 8. března 2012. Archivováno z originálu dne 14. listopadu 2011.
  9. ↑ 1 2 3 Prestini, 2004 , str. 5-7.
  10. ↑ 1 2 Prestini, 2004 , str. 7-9.
  11. ↑ 1 2 3 Prestini, 2004 , str. 9.
  12. ↑ 1 2 3 4 5 6 Dirk Jan Struik. Joseph, baron Fourier . Encyklopedie Britannica. Získáno 8. března 2012. Archivováno z originálu 19. března 2012.
  13. ↑ 1 2 3 Fourier (Fourier) Jean Baptiste Joseph // Frankfurt - Chaga. - M .  : Sovětská encyklopedie, 1978. - S. 143-144. - ( Velká sovětská encyklopedie  : [ve 30 svazcích]  / šéfredaktor A. M. Prochorov  ; 1969-1978, v. 28).
  14. ↑ Prestini, 2004 , str. 1-2.

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
Genealogie a nekropole