Фурье Жан Батист Жозеф

Жан Батист Жозеф Фурье ( 21 марта 1768, Осер, Франция — 16мая 1830, Париж), французский математик и физик.

Биография


Ранниегоды


 Жан Батист Жозеф Фурье был 12-м из 15 детей в семье портного (девятым вовтором браке отца). Его отец, Жозеф Фурье, происходил из семьи лавочникаиз небольшого городка в Лотарингии. В XVI-XVII веках (святой ПётрФурье), двоюродный дед Жана Батиста Фурье, был известной фигуройКонтрреформации. Его мать Эдме (Edmée) умерла в 1777 году, когда Фурьебыло девять лет, в том же году скончался отец. По другим источникам,Фурье стал сиротой в возрасте восьми лет.
 В своей первой школе, которой руководил церковный музыкант, Фурьепоказывал успехи в изучении французского и латыни. В возрасте 12 лет присодействии епископа Осера Фурье устроили в военную школу прибенедиктинском монастыре. К 13 годам Жозеф заинтересовался математикой,а в возрасте 14 лет он освоил шеститомный «Курс математики» Безу. В этоже время он стал собирать свечные огарки в здании школы, чтобы иметьвозможность заниматься по ночам. В 1782—1783 годах Фурье получилмножество призов по риторике, математике, механике и пению.Последовавшая продолжительная болезнь, возможно, объяснялась этимиусиленными занятиями.
 В 17-летнем возрасте он грезил военной карьерой и хотел статьартиллеристом или военным инженером. Несмотря на поддержку школьныхучителей и инспекторов Фурье получил отказ, связанный с его незнатнымпроисхождением. В 1787 году Фурье поступил в Аббатство Святого Бенедиктана Луаре, где собирался принять сан. Вместе с тем молодой человексомневался в своём выборе. В 1788 году он отправил свою статью поалгебре Жану Этьену Монтюкла, однако ответа не получил. Фурье покинулаббатство в 1789 году и отправился в столицу. В Париже в КоролевскойАкадемии Наук Фурье представил работу о численном решении уравненийлюбой степени.

Во время Великойреволюции


 Революция пришла раньше, чем он смог решить, кем ему стать — монахом,военным или математиком. Революционный декрет октября 1789 года отменилрелигиозные обеты, а вскорости имущество церкви и монашеских орденовбыло конфисковано. Фурье вернулся в Осер и стал преподавать математику,риторику, историю и философию, в школе, которую сам закончил. Комиссар,который посетил школу в октябре 1792 года, отмечал либеральную атмосферузанятий и был недоволен только малым количеством занятий по латинскомуязыку, которые, по просьбе родителей, уступили место занятиям поматематике
 До февраля 1793 года Фурье не занимался политикой, несмотря на то, что вОсере располагалось самое воинствующее региональное отделение партииякобинцев. В 1793 году в Осере состоялись бурные дебаты по принципамвыделения людей от региона по требованию Конвента. Фурье выступил наэтих дебатах и предложил план, который был в конечном итоге поддержан. Вмарте 1793 года Фурье получил предложение вступить в местный , котороеон принял. К сентябрю того же года комитет, который изначально былпризван пресекать контрреволюционную деятельность иностранцев ипутешественников, стал частью революционного террора и был обязанарестовывать ``тех, кто поведением, связями или словами, сказанными илинаписанными, проявили себя сторонниками тирании или федерализма иврагами свободы''. Фурье, не желавший участвовать в этом, подалписьменное заявление о выходе из комитета, которое было отклонено
 По делам комитета он отправился в департамент Луаре. Проезжая мимоОрлеана, он стал участником конфликта, высказавшись в защиту главнескольких местных семей, когда представитель Конвента осуществилмножество арестов и намеревался использовать передвижную гильотину. Врезультате 29 октября 1793 года его полномочия были отозваны сневозможностью получить их в дальнейшем, и Фурье в страхе вернулся вОсер, где продолжил состоять в местном отделении партии и преподавать вшколе. Более того, в июне 1794 года он стал президентом революционногокомитета в Осере. После этого Фурье направился в Париж на встречу сРобеспьером, которая не была успешной, так как 4 июля, сразу повозвращению в Осер, он был арестован. Он уже ожидал гильотины, когда врезультате переворота 9 термидора Робеспьер был арестован и казнён,после чего Фурье был освобождён
 30 октября 1794 года декретом Конвента в Париже была организованаНормальная школа, где на деньги Республики обучалось 1500 студентов,которым предстояло стать школьными учителями. Студенты были назначены отразличных округов, в частности, так как Осер назначил своего кандидата вто время, когда Фурье сидел в тюрьме, он был номинирован соседнимокругом и поступил в школу после подтверждения из Осера. В школепреподавали такие выдающиеся учёные как Лагранж, Лаплас, Монж, Бертолле.Занятия начались 20 января 1795 года, но уже в мае 1795 года школаприостановила свою деятельность.
 В то же время оппоненты Фурье написали письмо в Нормальную школуутверждая, что нельзя готовить учителей для детей из тех кандидатов, ктобыл выбран ещё при Робеспьере, в частности самого Фурье. В мае 1795 годав Осер пришло два приказа: 12 мая — обезоружить участников террора,включая Фурье, 30 мая — отказавшихся взять под стражу. К тому времениФурье получил должность в Политехнической школе, носившей в то времядругое название («Центральная Школа Государственных Работ»). Он пыталсясопротивляться, отказался от поста и писал письмо в муниципалитет Осера,но 7 июня был схвачен и отправлен в тюрьму. Из тюрьмы он написалмножество писем в свою защиту, утверждая в частности, что при Робеспьереон был посажен в тюрьму и перевороту 9 термидора он обязан своей жизньюи свободой. В августе 1795 года по неизвестной причине Фурье былосвобождён. Его освобождение связывают с изменившимся политическимклиматом в стране, или с возможным заступничеством Лагранжа и Монжа.
 1 сентября 1795 года Фурье восстановился на работу в Политехническойшколе, которая занималась подготовкой военных и директором которой былМонж. Фурье преподавал начертательную геометрию, некоторые областиматематического анализа (совместно с Лагранжем), а также занималсяподбором учеников. Через два года стал руководить кафедрой анализа имеханики, сменив на этом посту Лагранжа.

Египетскийпоход


 В 1798 году Наполеон начал свой египетский поход, в который пригласилФурье, Монжа и Малуса. Во время оккупации Египта Фурье работал вофранцузской администрации, руководил археологическими раскопками, атакже занимался формированием системы образования. Он принимал участие всоздании Каирского института и был одним из 12 членов математическогоотделения, наряду с Монжем, Малусом и самим Наполеоном. Кроме того,Фурье был избран секретарём института и оставался на посту всё времяпребывания в Египте.

ВГренобле


 Фурье вернулся во Францию в 1801 году и восстановился в должностипрофессора в Политехнической Школе. Однако, Наполеон предложил ему постпрефекта департамента Изер, а Фурье не мог отказаться от предложения иотправился в Гренобль. Основными достижениями Фурье на посту являетсяруководство осушением болот в Бургуэне, а также строительство новойдороги, соединившей Гренобль с Турином. В то же время Фурье работал надсборником «Описание Египта» (:en:Description de l'Égypte). Помимоподборки материала, он написал историческую справку по Древнему Египту.Сборник начал публиковаться в 1810 году, после того как Наполеон внёс внего ряд изменений (во втором издании сборник издан с оригинальнымтекстом).
 Эта деятельность Фурье была высоко оценена Наполеоном: Фурье былнаграждён орденом Почётного легиона, а в 1809 году получил титул барона.
 В 1814 году Наполеон потерпел поражение и отправился в ссылку на Эльбу.Его путь должен был проходить через Гренобль, однако Фурье послалзаписку, что в городе может быть небезопасно. Когда же Наполеон покинулЭльбу и отправился со своей армией через Гренобль, Фурье в спешкепокинул город, чем вызвал недовольство Наполеона. Фурье смог позднеезаручиться расположением императора, который назначил его префектомРоны. Однако вскоре Фурье оставил свой пост. 10 июня 1815 года Наполеонназначил Фурье пенсию в размере 6 тысяч франков, но Фурье не получил еёни разу, так как к 1 июля Наполеон был свергнут. После этого Фурьевернулся в Париж, где некоторое время работал директором Статистическогобюро, а в 1817 году стал членом Академии.

Поздниегоды


 Благодаря работам по египтологии Фурье стал также членом AcadémieFrançaise и Académie de Médecine в 1826 году.
 Умер Фурье 16 мая 1830 года в Париже.

Научнаяработа


 Файл:Legendre and Fourier(1820).jpg\textbarthumb\textbarright\textbar200px\textbarЛежандри Фурье (шарж-портрет , акварель 1820 г.)Штурма в 1829 году и Коши.
 В 1804 году, будучи в Гренобле, Фурье начал работу по теориираспространения тепла в твёрдом теле. К 1807 году он подготовил доклад«О распространении тепла в твёрдом теле», который представил 21 декабрятого же года в Париже. Доклад получил очень противоречивую оценку.Лагранж и Лаплас не могли смириться с тем, что Фурье разлагал функции втригонометрические ряды, впоследствии названные его именем. Дальнейшиеразъяснения Фурье также не могли поколебать их точку зрения. Кроме того,Био выступал против сформулированного Фурье уравнения распространениятепла. Фурье в своей работе не ссылался на аналогичный труд Био,опубликованный им в 1804 году. С Био были согласны Лаплас и позднееПуассон. Позднее, в 1812 году, аналитическая теория теплопроводности,представленная Фурье, получила Большую премию Академии. Впрочем, полнаястрогость была достигнута только в эпоху Гильберта.
 Свои методы (ряды и интегралы Фурье) он использовал в теориираспространения тепла. Но вскоре они стали исключительно мощныминструментом математического исследования самых разных задач —особенно там, где есть волны и колебания. А этот круг чрезвычайноширок — астрономия, акустика, теория приливов, радиотехника и др.
 В 1818 году Фурье был занят вопросом об условиях применимости методачисленного решения уравнений, разработанного Ньютоном. Аналогичныерезультаты уже были получены в 1768 году Мурайлем. Результаты даннойработы были изданы только в 1831 году, после смерти учёного.
 В 1817 году Фурье был избран членом Академии наук вопреки давлениюБурбонов. Первая попытка в 1816 году не удалась, король Людовик XVIIIотменил избрание. В 1822 году после смерти Даламбера он смог занять постсекретаря математической секции. Вскоре после этого была опубликованаего работа «Аналитическая теория тепла» («Théorie analytique de lachaleur»), которую лорд Кельвин назвал «Великой математической поэмой».В это время Фурье отошёл от математических исследований и был большезанят публикацией своих работ как в чистой, так и в прикладнойматематике. Его теория тепла всё ещё вызывала споры, Био приписывал себепервенство в этом вопросе, а Пуассон критиковал математический подходФурье и разрабатывал альтернативную теорию.

Преподавательскаяработа


 Обучаясь в Нормальной школе уже будучи опытным преподавателем, Фурьедавал оценку своим педагогам, их манере ведения лекций. Он замечалхаотичный подход к изложению Лагранжа, а также его ошибки впредложениях, которые Фурье считал следствием его итальянских корней,при этом называя последнего экстраординарным человеком. Он называллекции Лапласа точными, но очень быстрыми и малоинтересными. ЛекцииМонжа, по словам Фурье, были аккуратными и понятными, произнесённыегромким голосом. Он полагал, что лекции Бертолле по химии мог бы понятьтолько тот, кто уже знал предмет, так как тот говорил с трудом,колебался и очень много повторялся.
 Занимаясь подбором учеников в Политехнической школе, Фурье полагал, чтоболее чем усердие важен талант. Одним из учеников Фурье был Пуассон,который замещал его в школе во время египетского похода, а затем сталего оппонентом по вопросам аналитической теории тепла, предложеннойФурье.

Политическиевзгляды


 Первоначально Фурье был на позициях ярого якобинца, но со временем сталумеренным либералом.
 Полагают, что Фурье начал поддерживать идеи равенства задолго довступления в комитет, чему доказательством является письмо самого Фурье,написанное в июне 1795 года в тюрьме, а само вступление в комитетсвязывают с желанием защитить республику от агрессии со стороны Бельгиии восстания в Вандее.

Научныедостижения



  • Доказал теорему о числе действительных корней алгебраического уравнения, лежащих между данными пределами (Теорема Фурье 1796).
  • Исследовал, независимо от Ж. Мурайле, вопрос об условиях применимости разработанного Исааком Ньютоном метода численного решения уравнений (1818).
  • Монографии «Аналитическая теория тепла», в которой был дан вывод уравнения теплопроводности в твёрдом теле, и разработка методов его интегрирования при различных граничных условиях. Метод Фурье состоял в представлении функций в виде тригонометрических рядов Фурье.
  • Нашёл формулу представления функции с помощью интеграла, играющую важную роль в современной математике.
  • Доказал, что всякую произвольно начерченную линию, составленную из отрезков дуг разных кривых, можно представить единым аналитическим выражением.
  • В 1823 независимо от Эрстеда открыл термоэлектрический эффект, показал, что он обладает свойством суперпозиции, создал термоэлектрический элемент.

 Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первомэтаже Эйфелевой башни.

Память


 В 1935 г. Международный астрономический союз присвоил имя Фурье кратеруна видимой стороне Луны.

Сочинения