Joseph Fourier (1768-1830) war ein Lehrer, Mathematiker und Physiker französischer Herkunft, der für die Entdeckung der konvergenten trigonometrischen Reihe bekannt ist, mit deren Hilfe er die Wärmeleitung und Schwingungen in festen Körpern bestimmen konnte.
Seine Theorie der Wärme half auch, Licht und Ton zu verstehen. Später würde es ermöglichen, Probleme der Physik, des Ingenieurwesens und der Telekommunikation zu lösen. Er entwickelte auch die mathematische Transformation, die seinen Namen trägt und auf der die Untersuchung eines Wellenphänomens basiert..
Fourier war der erste, der eine wissenschaftliche Erklärung für den Treibhauseffekt gab. Er ist auch bekannt als einer der 100 Gelehrten, die Napoleon Bonaparte für seine Expedition nach Ägypten rekrutiert und an der Entdeckung des Rosetta-Steins teilgenommen hat..
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Jean-Baptiste-Joseph Baron Fourier wurde am 21. März 1768 in der Stadt Auxerre im französischen Burgund geboren..
Sein Vater war ein Schneider, der nach dem Tod seiner ersten Frau wieder heiratete. Joseph war das neunte von zwölf Kindern aus dieser zweiten Ehe. Er war in einem frühen Alter verwaist, da seine Mutter starb, als er neun Jahre alt war, und im folgenden Jahr sein Vater.
Der Gemeindeverwaltung gelang es, ihn von Joseph Pallais adoptieren zu lassen, der ihm Latein, Französisch und einen Teil der Ideen von Jean-Jacques Rousseau beibrachte, der später die Französische Revolution inspirierte. Dann betrat er die École Royale Militaire, wo er sich in der Literatur hervorgetan hat, aber noch mehr in der Mathematik.
Trotz seiner Leidenschaft für Zahlen beschloss er 1787, sich dem religiösen Leben zu widmen und die Abtei des Benediktinerordens St. Benoit-sur-Loire zu betreten. Aber sein Interesse an Mathematik blieb bestehen, so dass er seine religiösen Gelübde nicht ablegte..
1790 übernahm er den Lehrstuhl für Mathematik an der Schule, an der er seine Ausbildung begann, und setzte parallel dazu seine Forschungen in der Algebra fort.
Die Ideale der Französischen Revolution verwickelten ihn in den politischen Konflikt und traten seit 1793 dem örtlichen Revolutionskomitee bei. Ein Jahr später wurde er verhaftet und inhaftiert, aber die Triumphe der Revolution retteten ihn vor der Guillotine..
Nach seiner Freilassung konzentrierte er sich darauf, seine Fähigkeiten als Lehrer zu verbessern École Normale de Paris, wo Ausbildung in der Kunst des Lehrens angeboten wurde. Seine mathematischen Forschungen wurden in dieser Zeit fortgesetzt.
Mit der Eröffnung des École Polytechnique Als Lehrer an der Fakultät wurde er ein Kollege herausragender Mathematiker seiner Zeit wie Gaspard Monge, Giuseppe Lagrangia und Pierre-Simon Laplace.
1798, im Alter von 30 Jahren, segelte er als wissenschaftlicher Berater mit Napoleon Bonaparte, 30.000 Soldaten und mehr als 100 Akademikern nach Ägypten. Dort erlebte er, wie die französische Flotte Malta, Alexandria und Kairo besetzte.
Als sich die französische Macht etablierte, half Fourier bei der Gründung der Institut d'Égypte, desjenigen, der Sekretär war. Er führte auch archäologische Erkundungen durch und war bis 1801 für den Vergleich wissenschaftlicher und literarischer Entdeckungen verantwortlich.
In diesem Jahr, vor dem Sieg der britischen und der französischen Kapitulation, kehrte er mit einer Sammlung archäologischer Objekte in sein Land zurück. Unter ihnen befand sich eine Kopie des Rosetta-Steins, der als erster in der Neuzeit entdeckter alter mehrsprachiger Text anerkannt wurde..
Der Mathematiker wollte gerade seine akademische Arbeit wieder aufnehmen, als er zum Präfekten von Grenoble, der Hauptstadt des Departements Isère, ernannt wurde. Er war 14 Jahre im Amt und zeichnete sich durch seine administrative Leitung aus. Er baute auch einen wichtigen Abschnitt der Straße nach Turin.
In dieser Zeit leistete er herausragende Beiträge zur Arbeit Beschreibung von l'Égypte, zusätzlich zum Schreiben des Vorworts. Parallel dazu begann er seine Experimente zur Ausbreitung von Wärme. Seine Schlussfolgerungen lösten unter Mathematikern Kontroversen über eine Gleichung aus, die versuchte, Wärme in festen Körpern zu beschreiben..
Die Kritik hielt ihn nicht auf und er arbeitete weiter an seiner Theorie, bis er sie im Dezember 1807 dem Pariser Institut vorstellte. Obwohl einige der wichtigsten Mathematiker wie Lagrange, Laplace, Legendre, Euler und Poisson dies sofort ablehnten, würde ihn dieselbe Institution vier Jahre später für seine Memoiren belohnen.
Der Mathematiker, der während Napoleons Herrschaft den Adelstitel eines Barons erhalten hatte, schafft es, nach seinem Sturz zu überleben. Er leitete das Statistische Amt der Seine und widmete sich ausschließlich dem akademischen Leben in Paris.
1817 wurde er Mitglied der Akademie der Wissenschaften und 1822 zum ständigen Sekretär der Institution gewählt. In diesem Jahr erreichte er die Veröffentlichung der Analytische Theorie der Wärme, trotz der Kritik, die es für einen angeblichen Mangel an mathematischer Strenge erhalten hatte.
Später wurde er dank seiner Beiträge in Ägyptologie an die Französische Literaturakademie und die Akademie der Medizin aufgenommen. Er wurde auch zum ausländischen Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften gewählt.
Am 16. Mai 1830 starb Joseph Fourier im Alter von 62 Jahren in Paris, Frankreich. Sein Tod wurde Berichten zufolge durch eine Herzerkrankung verursacht, obwohl einige glaubten, dass er sich während seiner Jahre in Ägypten eine Krankheit zugezogen hatte. Er beendete seine Arbeit an der Lösung von Gleichungen nicht, obwohl im folgenden Jahr die Fortschritte veröffentlicht wurden, die er gemacht hatte, um seinen Satz zu beweisen..
Neben der Bezeichnung der mathematischen Werkzeuge, die er mit seinem Nachnamen entwickelte, wurde 1849 in seiner Heimatstadt eine Bronzestatue errichtet. Ein Asteroid trägt ebenso seinen Namen wie die Universität von Grenoble..
Fouriers große Beiträge konzentrieren sich auf die Bereiche Physik und Mathematik, aber seine Anwendung umfasst viele andere Wissenschaften wie Astronomie, Medizin, Klimatologie, Ozeanographie, Ingenieurwesen und Chemie. Seine Arbeit war der Ausgangspunkt der trigonometrischen Reihe und der Funktionen realer Variablen..
Hebt insbesondere seine Formulierung der Wärmetheorie und der mathematischen Gesetze hervor, mit denen er ihre Ausbreitung erklärt und zu den Grundlagen der Thermodynamik beiträgt. Die Wärmegleichung war eine Differentialgleichung, die beschreibt, wie Wärme verteilt wird und wie sich die Temperatur in jedem Bereich und über einen bestimmten Zeitraum ändert.
Er entwickelte auch die Fourier-Reihe, die aus der Zerlegung eines periodischen Signals in grundlegendere Signale besteht. Dieses mathematische Werkzeug wird in Bereichen wie Schwingungsanalyse, Datenkomprimierung, Akustik, Bild- und Signalverarbeitung eingesetzt.
Ein weiterer großer Beitrag war die Fourier-Transformation. Es ist eine wichtige mathematische Funktion in Bereichen wie Telekommunikation, Statistik, Optik und Physik. Mit dieser Funktion können Sie Signale zeitlicher oder räumlicher Art sowie Signale periodischer Bewegung transformieren.
Fourier forschte auch in der Meteorologie, unter denen seine Überlegungen zum Treibhauseffekt hervorstechen. In ihnen schlug er vor, dass interstellare Strahlung einen Großteil der Erdwärme verursacht und zum ersten Mal die Atmosphäre als isolierendes Element betrachtet wird..
Zu seinen Beiträgen zählen die verschiedenen Artikel in Ägyptologie und Wissenschaftsgeschichte. Es überrascht nicht, dass er einer von 72 Wissenschaftlern ist, die im ersten Stock des Eiffelturms eingeschrieben sind..
Zu den herausragendsten Werken des französischen Mathematikers zählen jene, die sich auf das Gebiet der Wärmetheorie beziehen:
-Rapport sur les tontines (1821)
-Théorie analytique de la chaleur (1822)
-Remarques générales sur les températures du globus terrestrisch und des espaces planétaires (1824)
-Analysieren Sie Des équations determinées (1827)
-Das Mémoire für die Unterscheidung der Rassenvorstellungen und die Anwendung der Analyse der Analyse der von der Theorie der Chaleur abhängigen Gleichungen ist transzendant (1827)
-Remarques générales sur l'application du principe de l'analyse algébrique aux équations transzendantes (1827)
-Mémoire d'analyse sur le mouvement de la chaleur dans les fluides (1833).
- "Das tiefe Studium der Natur ist die fruchtbarste Quelle für mathematische Entdeckungen.".
-„Es kann keine universellere und einfachere Sprache geben, die fehlerfreier und unklarer ist und daher eher dazu geeignet ist, die unveränderlichen Beziehungen natürlicher Dinge auszudrücken. Die Mathematik scheint eine Fähigkeit des menschlichen Geistes zu sein, die dazu bestimmt ist, die Kürze des Lebens und die Unvollkommenheit der Sinne auszugleichen. ".
- „Die Hauptursachen sind uns unbekannt. aber sie unterliegen einfachen und konstanten Gesetzen, die durch Beobachtung entdeckt werden können, wobei ihr Studium Gegenstand der Naturphilosophie ist ".
- „Wärme dringt wie die Schwerkraft in jede Substanz des Universums ein, ihre Strahlen nehmen alle Teile des Weltraums ein. Das Ziel unserer Arbeit ist es, die mathematischen Gesetze festzulegen, denen dieses Element gehorcht. Die Theorie der Wärme wird sich von nun an zu einem der wichtigsten Zweige der allgemeinen Physik entwickeln. ".
- Die Mathematik vergleicht die verschiedensten Phänomene und entdeckt die geheimen Analogien, die sie verbinden. ".
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