Французский военный инженер (по образованию), математик и физик.

В 1798 году вместе с другими учёными принял участие в Египетском походе Наполеона .

В 1822 году Жан-Батист-Жозеф Фурье написал трактат: Аналитическая теория тепла / Théorie analytique de la chaleur. В этой - самой известной своей работе - учёный изложил следующие идеи:
- теорию теплопроводности (с которой обычно ведут отсчёт методы математической физики);
- способ представления некоторых (не всех) математических функций в виде тригонометрических рядов (их позже стали называть «ряды Фурье»);
- возможность использования формул размерностей в физике.

Цитирую Введение к «Аналитической теория тепла»:

«Первопричины вещей нам неизвестны, но они подчинены простым и постоянным законам, которые могут быть открыты путём наблюдения и изучение которых составляет предмет натуральной философии.
Теплом, так же как и тяготением, пронизано всё вещество во Вселенной, его лучи занимают все части пространства.
Цель нашего сочинения - изложить математические законы, которым следует этот элемент, и отныне эта теория образует одну из самых важных отраслей общей физики.
Сведения, которые древние сумели приобрести в рациональной механике, до нас не дошли, и история этой науки, если не считать первых теорем о гармонии, не идет дальше открытий Архимеда . Этот великий геометр дал математические принципы равновесия твердых и жидких тел.
Прошло примерно 18 веков, прежде чем Галилей , первый создатель динамических теорий, открыл законы движения весомых тел. Ньютон включил в эту новую науку всю систему мироздания.
Последователи этих естествоиспытателей придали этим теориям размах и великолепное совершенство; они показали, что самые разнообразные явления подчинены небольшому числу основных законов, которые повторяются во всех явлениях природы.

Было признано, что одни и те же принципы управляют движениями светил, их формой и неравенствами орбит, равновесием и колебаниями морей, гармоническими колебаниями воздуха и звучащих тел, распределением света, капиллярными явлениями, колебаниями жидкостей, словом, самыми сложными действиями всех природных сил , что подтвердило мысль Ньютона : Quod tam paucis tarn malta praestet geometria gloriatur».

Жан-Батист-Жозеф Фурье, Аналитическая теория тепла, цитируется по: Жизнь науки. Антология вступлений к классике естествознания / Сост.: С.П. Капица, М., «Наука», 1973 г., с. 151.

«Мы видим, например, что одно и то же уравнение, которое математически рассматривали как выражение абстрактных свойств и которое в этом отношении принадлежит общему анализу, одновременно является уравнением движения света в атмосфере; это же выражение описывает законы диффузии тепла в твёрдом веществе, и оно же входит во все главные задачи теории вероятностей.
Аналитические уравнения, неизвестные древним геометрам, которые Декарт ввёл для изучения кривых и поверхностей, не ограничиваются только свойствами геометрических тел или предметом рациональной механики; они распространяются на все общие явления. Не может быть языка более всеобъемлющего, чем аналитические уравнения, и более простого, лишённого ошибок и неясностей, т. е. более достойного для выражения неизменных: соотношении реального мира. Рассматриваемый с этой точки зрения математический анализ так же всеобъемлющ, как сама природа; анализ выражает связь всех явлений, даёт меру времени, пространству, силе, температуре.
Эта трудная наука создаётся медленно, но она сохраняет все принципы, однажды приобретённые; она постоянно растёт и крепнет среди стольких колебаний и ошибок человеческого разума. Главным атрибутом анализа является ясность; у нас нет знаков для выражения неясных понятий. Он сближает самые разнообразные явления и обнаруживает объединяющие их скрытые аналогии.
Если материя, как воздух и свет, ускользает от нас в силу своей тонкости, если тела помещены далеко от нас в бесконечности пространства, если человек желает узнать картину небес в последующие эпохи, отделённые от нас многими веками, если явления гравитации и тепла происходят в недрах земного шара, на тех глубинах, которые всегда будут нам недоступными, то математический анализ и тогда осветит законы этих явлений. Он делает их реальными и измеримыми.
Математический анализ, являясь способностью человеческого разума, восполняет краткость нашей жизни и несовершенство наших чувств. Ещё более замечательно то, что математический анализ идёт одной и той же дорогой в изучении всех явлений: он объясняет их одним языком, как бы для того, чтобы подчеркнуть единство и простоту устройства Вселенной и ещё раз указать на неизменность истинных законов природы».

Жан-Батист-Жозеф Фурье, Аналитическая теория тепла, цитируется по: Жизнь науки. Антология вступлений к классике естествознания / Сост.: С.П. Капица, М., «Наука», 1973 г., с. 156.

Жан Батист Жозеф Фурье (фр. Jean Baptiste Joseph Fourier; 21 марта 1768, Осер, Франция - 16 мая 1830, Париж), французский математик и физик.

Биография

Ранние годы

Жан Батист Жозеф Фурье был 12-м из 15 детей в семье портного (девятым во втором браке отца). Его отец, Жозеф Фурье, происходил из семьи лавочника из небольшого городка в Лотарингии. В XVI-XVII веках Пьер Фурье (святой Пётр Фурье), двоюродный дед Жана Батиста Фурье, был известной фигурой Контрреформации. Его мать Эдме (Edme) умерла в 1777 году, когда Фурье было 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, Фурье показывал успехи в изучении французского и латыни. В возрасте 12 лет при содействии епископа Осера Фурье устроили в военную школу при бенедиктинском монастыре. К 13 годам Жозеф заинтересовался математикой, а в возрасте 14 лет он освоил шеститомный «Курс математики» Безу. В это же время он стал собирать свечные огарки в здании школы, чтобы иметь возможность заниматься по ночам. В 1782-1783 годах Фурье получил множество призов по риторике, математике, механике и пению. Последовавшая продолжительная болезнь, возможно, объяснялась этими усиленными занятиями.

В 17-летнем возрасте он грезил военной карьерой и хотел стать артиллеристом или военным инженером. Несмотря на поддержку школьных учителей и инспекторов Фурье получил отказ, связанный с его незнатным происхождением. В 1787 году Фурье поступил в Аббатство Святого Бенедикта на Луаре, где собирался принять сан. Вместе с тем молодой человек сомневался в своём выборе. В 1788 году он отправил свою статью по алгебре Жану Этьену Монтюкла, однако ответа не получил. Фурье покинул аббатство в 1789 году и отправился в столицу. В Париже в Королевской Академии Наук Фурье представил работу о численном решении уравнений любой степени.

Во время Великой революции

Революция пришла раньше, чем он смог решить, кем ему стать - монахом, военным или математиком. Революционный декрет октября 1789 года отменил религиозные обеты, а вскорости имущество церкви и монашеских орденов было 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 атмосферу занятий и был недоволен только малым количеством занятий по латинскому языку, которые, по просьбе родителей, уступили место занятиям по математике

До февраля 1793 года Фурье не занимался политикой, несмотря на то, что в Осере располагалось самое воинствующее региональное отделение партии якобинцев. В 1793 году в Осере состоялись бурные дебаты по принципам выделения людей от региона по требованию Конвента. Фурье выступил на этих дебатах и предложил план, который был в конечном итоге поддержан. В марте 1793 года Фурье получил предложение вступить в местный комитет надзора, которое он принял. К сентябрю того же года комитет, который изначально был призван пресекать контрреволюционную деятельность иностранцев и путешественников, стал частью революционного террора и был обязан арестовывать "тех, кто поведением, связями или словами, сказанными или написанными, проявили себя сторонниками тирании или федерализма и врагами свободы". Фурье, не желавший участвовать в этом, подал письменное заявление о выходе из комитета, которое было отклонено

По делам комитета он отправился в департамент Луаре. Проезжая мимо Орлеана, он стал участником конфликта, высказавшись в защиту глав нескольких местных семей, когда представитель Конвента осуществил множество арестов и намеревался использовать передвижную гильотину. В результате 29 октября 1793 года его полномочия были отозваны с невозможностью получить их в дальнейшем, и Фурье в страхе вернулся в Осер, где продолжил состоять в местном отделении партии и преподавать в школе. Более того, в июне 1794 года он стал президентом революционного комитета в Осере. После этого Фурье направился в Париж на встречу с Робеспьером, которая не была успешной, так как 4 июля, сразу по возвращению в Осер, он был арестован. Он уже ожидал гильотины, когда в результате переворота 9 термидора Робеспьер был арестован и казнён, после чего Фурье был освобождён

Страна:

Франция

Научная сфера: Альма-матер : Научный руководитель: Известные ученики:

Жан Батист Жозеф Фурье (фр. Jean Baptiste Joseph Fourier ; 21 марта , Осер , Франция - 16 мая , Париж), французский математик и физик.

Биография

Ранние годы

Жан Батист Жозеф Фурье был 12 из 15 детей в семье портного (девятым во втором браке отца). Его отец, Жозеф Фурье, происходил из семьи лавочника из небольшого городка Лорьян. В 16-17 веке Пьер Фурье, двоюродный дедушка Жана Фурье, был известной фигурой в Counter Reformation в городе. Его мать, Edmie, умерла в 1777 году , когда Фурье было 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, Фурье показывал успехи в изучении французского и латыни. В возрасте 12 лет при содействии епископа Осера Фурье устроили в военную школу при бенедиктинском монастыре. К 13 годам Жозеф заинтересовался математикой, а в возрасте 14 лет он освоил шеститомный «Курс математики» Безу . В это же время он стал собирать свечные огарки в здании школы, чтобы иметь возможность заниматься по ночам. В 1782-1783 годах Фурье получил множество призов по риторике, математике, механике и пению. Последовавшая продолжительная болезнь, возможно, объяснялась этими усиленными занятиями .

В 17-летнем возрасте он грезил военной карьерой и хотел стать артиллеристом или военным инженером. Несмотря на поддержку школьных учителей и инспекторов Фурье получил отказ, связанный с его незнатным происхождением . В 1787 году Фурье поступил в бенедектинское аббатство St Benoit-sur-Loire, где собирался получить сан. Вместе с тем, молодой человек сомневался в своём выборе, подал документы в Montucla Париж , покинул аббатство в 1789 году и отправился в столицу. В Париже в Королевской Академии Наук Фурье представил работу о численном решении уравнений любой степени .

Во время Великой революции

Революция пришла раньше, чем он смог решить, кем ему стать - монахом, военным или математиком. Революционный декрет октября 1789 года отменил религиозные обеты, а вскорости имущество церкви и монашеских орденов было 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 атмосферу занятий и был недоволен только малым количеством занятий по латинскому языку, которые, по просьбе родителей, уступили место занятиям по математике

До февраля 1793 года Фурье не занимался политикой, несмотря на то, что в Осере располагалось самое воинствующее провинциальное отделение партии якобистов. В 1793 году в Осере состоялись бурные дебаты по принципам выделения людей от региона по требованию Конвента. Фурье выступил на этих дебатах и предложил план, который был в конечном итоге поддержан. В марте 1793 года Фурье получил предложение вступить в Comite de Surveillance, которое он принял. В сентябре того же года комитет, который занимался делами путешественников, стал частью революционного террора и был обязан аррестовывать сторонников тирании или федерализма и врагов свободы. Фурье, не желающий участвовать в этом подал письменное заявление о выходе из комитета, которое было отклонено

По делам комитета он отправился в департамент Loiret. Проезжая мимо Орлеана он стал участником локального конфликта высказавшись в защиту глав нескольких местных семей, когда представитель Конвента осуществил множество арестов и намеревался использовать передвижную гильотину. В результате 29 октября 1793 года его полномочия были отозваны с невозможностью получить их в дальнейшем и Фурье в страхе вернулся в Осер, где продолжил состоять в местном отделении партии и преподавать в школе. Более того, в июне 1794 года он стал президентом революционного комитета в Осере. После этого Фурье направился в Париж на встречу с Робеспьером, которая не была успешной, так как 4 июля, сразу по возвращению в Осер, он был арестован. Он уже ожидал гильотины, когда в результате переворота 9 термидора Робеспьер был арестован и казнён, после чего Фурье был освобождён

30 октября 1794 года декретом Конвента в Париже была организована Нормальная школа, в которой на деньги республики обучалось 1500 студентов, которым предстояло стать школьными учителями. Студенты были номинированы от различных округов, в частности, так как Осер номинировал своего кандидата в то время, когда Фурье сидел в тюрьме, он был номинирован соседним округом Сент-Флорентин и поступил в школу после подтверждения из Осера. В школе преподавали такие выдающиеся учёные как Лагранж , Лаплас , Монж , Бертоле. Занятия начались 20 января 1795 года, но уже в мае 1795 года школа прекратила своё существование .

В то же время оппоненты Фурье написали письмо в Нормальную школу утверждая, что нельзя готовить учителей для детей из тех кандидатов, кто были выбраны ещё при Робеспьере, в частности самого Фурье. В мае 1795 года в Осер пришло два приказа: 12 мая - обезоружить участников террора, включая Фурье, 30 мая - отказавшихся взять под стражу. К тому времени Фурье получил позицию в Политехнической школе, носившей в то время другое название. Он пытался сопротивляться, отказался от позиции и писал письмо в муниципалитет Осера, но 7 июня был схвачен и отправлен в тюрьму. Из тюрьмы он написал множество писем в свою защиту, утверждая в частности, что при Робеспьере он был посажен в тюрьму и перевороту 9 термидора он обязан своей жизнью и свободой. В августе 1795 года по неизвестной причине Фурье был освобождён. Его освобождение связывают с изменившимся политическим климатом в стране, или с возможным заступничеством Лагранжа и Монжа.

Египетский поход

В Гренобле

Бюст Фурье в Гренобле

Фурье вернулся во Францию в 1801 году и восстановился в должности профессора в политехнической школе. Однако, Наполеон предложил ему пост префекта департамента Изер , а Фурье не мог отказаться от предложения и отправился в Гренобль . Основными достижениями Фурье на посту является руководство осушением болот в Bourgoin, а также строительство новой дороги, соединившей Гренобль с Турином . В то же время Фурье работал над сборником en:Description de l"Égypte . Помимо подборки материала, он написал историческую справку по Древнему Египту . Сборник начал публиковаться в 1810 году, после того как Наполеон внёс в него ряд изменений (во втором издании сборник издан с оригинальным текстом) .

В 1809 году Фурье получил от Наполеона титул барона и был награждён орденом Почётного легиона .

В 1812 году Наполеон потерпел поражение и отправился в ссылку на Эльбу . Его путь должен был проходить через Гренобль, однако Фурье послал записку, что в городе может быть небезопасно. Когда же Наполеон покинул Эльбу и отправился со своей армией через Гренобль, Фурье в спешке покинул город, чем вызвал недовольство Наполеона. Фурье смог позднее заручиться расположением императора, который назначил его префектом Роны . Однако вскорости Фурье оставил свой пост. 10 июня 1815 года Наполеон назначил Фурье пенсию в размере 6 тысяч франков , но Фурье не получил её ни разу, так как 1 июля Наполеон потерпел поражение . После этого Фурье вернулся в Париж, где некоторое время работал директором Статистического бюро , а в 1817 году стал членом Академии .

Поздние годы

Благодаря работам по египтологии Фурье стал также членом Académie Française и Académie de Médecine в 1826 году .

В 1804 году, будучи в Гренобле, Фурье начал работу по теории распространения тепла в твёрдом теле . К 1807 году он подготовил доклад «О распространении тепла в твёрдом теле», который представил 21 декабря того же года в Париже. Доклад получил очень противоречивую оценку. Лагранж и Лаплас не могли смириться с тем, что Фурье разлагал функции в тригонометрические ряды, впоследствии названные его именем. Дальнейшие разъяснения Фурье также не могли поколебать их точку зрения. Кроме того, Био выступал против сформулированного Фурье уравнения распространения тепла. Фурье в своей работе не ссылался на аналогичный труд Био, опубликованный им в 1804 году. С Био были согласны Лаплас и позднее Пуассон. Позднее, в 1812 году, аналитическая теория теплопроводности, представленная Фурье, получила Большую премию Академии . Впрочем, полная строгость была достигнута только в эпоху Гильберта .

В 1818 году Фурье был занят вопросом об условиях применимости метода численного решения уравнений, разработанного Ньютоном. Аналогичные результаты уже были получены в 1768 году Мурайлем. Результаты данной работы были изданы только в 1831 году, после смерти учёного.

В 1817 году Фурье был избран членом Академии наук вопреки давлению Бурбонов. Первая попытка в 1816 году не удалась, король Людовик XVIII отменил избрание. В 1822 году после смерти Даламбера он смог занять пост секретаря математической секции. Вскоре после этого была опубликована его работа «Аналитическая теория тепла» («Théorie analytique de la chaleur») , которую лорд Кельвин назвал «Великой математической поэмой». В это время Фурье отошёл от математических исследований и был больше занят публикацией своих работ как в чистой, так и в прикладной математике. Его теория тепла всё ещё вызывала споры, Био приписывал себе первенство в этом вопросе, а Пуассон критиковал математический подход Фурье и разрабатывал альтернативную теорию .

Преподавательская работа

Обучаясь в Нормальной школе уже будучи опытным преподавателем, Фурье давал оценку своим педагогам, их манере ведения лекций. Он замечал хаотичный подход к изложению Лагранжа, а также его ошибки в предложениях, которые Фурье считал следствием его итальянских корней, при этом называя последнего экстраординарным человеком. Он называл лекции Лапласа точными, но очень быстрыми и малоинтересными. Лекции Монжа, по словам Фурье, были аккуратными и понятными, произнесённые громким голосом. Он полагал, что лекции Бертоле по химии мог бы понять только тот, кто уже знал предмет, так как тот говорил с трудом, колебался и очень много повторялся .

Занимаясь подбором учеников в Политехнической школе, Фурье полагал, что более чем усердие важен талант. Одним из учеников Фурье был Пуассон, который замещал его в школе во время египетского похода, а затем стал его оппонентом по вопросам аналитической теории тепла, предложенной Фурье .

Политические взгляды

Первоначально Фурье был на позициях ярого якобиста, но со временем стал умеренным либералом .

Полагают, что Фурье начал поддерживать идеи равенства задолго до вступления в комитет, чему доказательством является письмо самого Фурье, написанное в июне 1795 года в тюрьме, а само вступление в комитет связывают с желанием защитить республику от агрессии со стороны Бельгии и восстания в Vendee .

Жан Батист Жозеф Фурье был 12 из 15 детей в семье портного (девятым во втором браке отца). Его мать умерла когда Фурье было 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, Фурье показывал успехи в изучении французского и латыни. В возрасте 12 лет при содействии епископа Осера Фурье устроили в военную школу при бенедиктинском монастыре. К 13 годам Жозеф заинтересовался математикой, а в возрасте 14 лет он освоил шеститомный «Курс математики» Безу. В 1787 году Фурье поступил в бенедектинское аббатство St Benoit-sur-Loire, где собирался получить сан. Вместе с тем, молодой человек сомневался в своём выборе, подал документы в Montucla Париж, покинул аббатство в 1789 году и отправился в столицу. В Париже в Королевской Академии Наук Фурье представил работу о численном решении уравнений любой степени, а по возвращении с 1790 года стал преподавать в военной школе в Осере, которую сам закончил.

Революция пришла раньше, чем он смог решить, кем ему стать - монахом, военным или математиком. В 1793 году Фурье присоединился к местному революционному комитету и стал заниматься политикой. Он писал, что «с развитием идей равенства стало возможным реализация идеи создания свободного правительства». Вместе с тем, Фурье был недоволен развернувшимся террором, пытался покинуть комитет, но не смог. Будучи в Орлеане Фурье защищал одно из революционных течений, что повлекло за собой арест в июле 1794 года. Фурье опасался, что его казнят на гильотине, но его освободили после казни Робеспьера.

В 1794 году Фурье был принят в парижскую Нормальную школу, которая занималась подготовкой учителей. Занятия начались в январе следующего года. Его преподавателями были Лагранж, Лаплас и Монж. При их поддержке Фурье получил позицию в политехнической школе, где смог продолжать свою научную работу, а также занимался преподаванием. Орлеанский инцидент получил продолжение в 1795 году, когда Фурье снова был арестован. Выйти на свободу ему помогла поддержка учителей, а также смягчение политического климата в стране. 1 сентября 1795 году Фурье вернулся к работе, а через два года стал руководить кафедрой анализа и механики, сменив на этом посту Лагранжа.

В 1798 году Наполеон начал свой египетский поход, в который пригласил Фурье, Монжа и Малуса. Во время оккупации Египта Фурье работал во французской администрации, руководил археологическими раскопками, а также занимался формированием системы образования. Он принимал участие в создании Каирского института и был одним из 12 членов математического отделения, наряду с Монжем, Малусом и самим Наполеоном. Кроме того, Фурье был избран секретарём института и оставался на посту всё время пребывания в Египте.

В 1809 году Фурье получил от Наполеона титул барона и был награждён орденом Почётного легиона.

В 1812 году Наполеон потерпел поражение и отправился в ссылку на Эльбу. Его путь должен был проходить через Гренобль, однако Фурье послал записку, что в городе может быть небезопасно. Когда же Наполеон покинул Эльбу и отправился со своей армией через Гренобль, Фурье в спешке покинул город, чем вызвал недовольство Наполеона. Фурье смог позднее заручиться расположением императора, который назначил его префектом Роны. Однако вскорости Фурье оставил свой пост. 10 июня 1815 года Наполеон назначил Фурье пенсию в размере 6 тысяч франков, но Фурье не получил её ни разу, так как 1 июля Наполеон потерпел поражение. После этого Фурье вернулся в Париж, где некоторое время работал директором Статистического бюро, а в 1817 году стал членом Академии.

Благодаря работам по египтологии Фурье стал также членом Acad?mie Fran?aise и Acad?mie de M?decine в 1826 году.

Научная работа

Ещё в 1789 году в Париже в Королевской Академии Наук Фурье представил работу о численном решении уравнений любой степени. В своих лекциях в 1796 году он изложил теорему о числе действительных корней алгебраического уравнения, лежащих между данными границами, названную впоследствии его именем. Данная работа получила своё логическое завершение в работах Штурма в 1829 году и Коши.

В 1804 году, будучи в Гренобле, Фурье начал работу по теории распространения тепла в твёрдом теле. К 1807 году он подготовил доклад «О распространении тепла в твёрдом теле», который представил 21 декабря того же года в Париже. Доклад получил очень противоречивую оценку. Лагранж и Лаплас не могли смириться с тем, что Фурье разлагал функции в тригонометрические ряды, впоследствии названные его именем. Дальнейшие разъяснения Фурье также не могли поколебать их точку зрения. Кроме того, Биот выступал против сформулированного Фурье уравнения распространения тепла. Фурье в своей работе не ссылался на аналогичный труд Биота, опубликованный им в 1804 году. С Биотом были согласны Лаплас и позднее Пуассон. Позднее, в 1812 году, аналитическая теория теплопроводности, представленная Фурье, получила Большую премию Академии. Впрочем, полная строгость была достигнута только в эпоху Гильберта.

Свои методы (ряды и интегралы Фурье) он использовал в теории распространения тепла. Но вскоре они стали исключительно мощным инструментом математического исследования самых разных задач - особенно там, где есть волны и колебания. А этот круг чрезвычайно широк - астрономия, акустика, теория приливов, радиотехника и др.

В 1818 году Фурье был занят вопросом об условиях применимости метода численного решения уравнений, разработанного Ньютоном. Аналогичные результаты уже были получены в 1768 году Мурайлем. Результаты данной работы были изданы только в 1831 году, после смерти учёного.

В 1817 году Фурье был избран членом Академии наук вопреки давлению Бурбонов. Первая попытка в 1816 году не удалась, король Людовик XVIII отменил избрание. В 1822 году после смерти Даламбера он смог занять пост секретаря математической секции. Вскоре после этого была опубликована его работа «Аналитическая теория тепла» («Th?orie analytique de la chaleur»), которую лорд Кельвин назвал «Великой математической поэмой». В это время Фурье отошёл от математических исследований и был больше занят публикацией своих работ как в чистой, так и в прикладной математике. Его теория тепла всё ещё вызывала споры, Биот приписывал себе первенство в этом вопросе, а Пуассон критиковал математический подход Фурье и разрабатывал альтернативную теорию.

Научные достижения

• 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 первом этаже Эйфелевой башни.

Отзыв на «Аналитическую теорию тепла» давали видные ученые того времени - Лаплас, Лагранж, Лежандр. Они отметили важность и новизну, но критики было больше. Фурье воспринял ее спокойно - он ощущал силу изложенных идей. И - продолжал работать. Время шло. Трактат Фурье по теплопроводности увидел свет в 1822 году, причем упрямый ученый не изменил ни слова из раскритикованного мемуара.

А. Карташкин

Жан Батист Жозеф Фурье (21 марта 1768 - 16 мая 1830) - известный французский математик и физик, иностранный почетный член Петербургской АН (1829). Его «Аналитическая теория тепла» (1822) явилась отправным пунктом в создании теории тригонометрических рядов.

Жан Батист Жозеф Фурье родился во французском городе Осер и был 12-м из 15 детей в семье портного (девятым во втором браке отца). Его отец, Жозеф Фурье, происходил из семьи лавочника.

Мать Жана Батиста умерла в 1777 году, когда Фурье было 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, Фурье показывал успехи в изучении французского и латыни. В возрасте 12 лет при содействии епископа Осера Фурье устроили в военную школу при бенедиктинском монастыре. Здесь он вскоре отличился благодаря способностям, в особенности, математическим. К 13 годам Жозеф заинтересовался математикой, а в возрасте 14 лет он освоил шеститомный «Курс математики» Безу. В это же время он стал собирать свечные огарки в здании школы, чтобы иметь возможность заниматься по ночам. В 1782 - 1783 годах Фурье получил множество призов по риторике, математике, механике и пению. Последовавшая продолжительная болезнь, возможно, объяснялась этими усиленными занятиями.

Из-за происхождения и бедности Фурье был лишен возможности выдвинуться на военной службе, хотя и грезил военной карьерой и хотел стать артиллеристом или военным инженером, и поэтому после окончания училища в 1784 году остался в нем в качестве преподавателя математики, истории и риторики.

В 1787 году Фурье поступил в бенедектинское аббатство, где собирался получить сан. Сомневаясь в своём выборе, вскоре покинул аббатство и в 1789 году отправился в столицу. В Париже в Королевской Академии Наук Фурье представил работу о численном решении уравнений любой степени, которая, однако, потерялась в вихре тогдашних революционных событий.

Революция пришла раньше, чем он смог решить, кем ему стать - монахом, военным или математиком. Революционный декрет октября 1789 года отменил религиозные обеты, а вскоре имущество церкви и монашеских орденов было 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 атмосферу занятий и был недоволен только малым количеством занятий по латинскому языку, которые, по просьбе родителей, уступили место занятиям по математике.

До февраля 1793 года Фурье не занимался политикой, несмотря на то, что в Осере располагалось самое воинствующее провинциальное отделение партии якобинцев. В 1793 году в Осере состоялись бурные дебаты по принципам выделения людей от региона по требованию Конвента. Фурье выступил на этих дебатах и предложил план, который был в конечном итоге поддержан. В марте 1793 года Фурье получил предложение вступить в Comite de Surveillance, которое он принял. В сентябре того же года комитет, который занимался делами путешественников, стал частью революционного террора и был обязан аррестовывать сторонников тирании или федерализма и врагов свободы. Фурье, не желающий участвовать в этом, подал письменное заявление о выходе из комитета, которое было отклонено.

По делам комитета Фурье отправился в департамент Loiret. Проезжая мимо Орлеана он стал участником локального конфликта, высказавшись в защиту глав нескольких местных семей, когда представитель Конвента осуществил множество арестов и намеревался использовать передвижную гильотину. В результате 29 октября 1793 года его полномочия были отозваны с невозможностью получить их в дальнейшем, и Фурье в страхе вернулся в Осер, где продолжил состоять в местном отделении партии и преподавать в школе. Более того, в июне 1794 года он стал президентом революционного комитета в Осере. После этого Фурье направился в Париж на встречу с Робеспьером, которая не была успешной, так как 4 июля, сразу по возвращению в Осер, он был арестован. Фурье уже ожидал гильотины, когда в результате переворота Робеспьер был арестован и казнён, после чего Фурье был освобождён.

30 октября 1794 года декретом Конвента в Париже была организована Нормальная школа, в которой на деньги республики обучалось 1500 студентов, которым предстояло стать школьными учителями. Студенты были номинированы от различных округов, в частности, так как Осер номинировал своего кандидата в то время, когда Фурье сидел в тюрьме, он был номинирован соседним округом Сент-Флорентин и поступил в школу после подтверждения из Осера. В школе преподавали такие выдающиеся учёные как Лагранж, Лаплас, Монж. Занятия начались 20 января 1795 года, но уже в мае 1795 года школа прекратила своё существование.

В то же время оппоненты Фурье написали письмо в Нормальную школу утверждая, что нельзя готовить учителей для детей из тех кандидатов, кто были выбраны ещё при Робеспьере, в частности самого Фурье. В мае 1795 года в Осер пришло два приказа: 12 мая - обезоружить участников террора, включая Фурье, 30 мая - отказавшихся взять под стражу. К тому времени Фурье получил позицию в Политехнической школе, носившей в то время другое название. Он пытался сопротивляться, отказался от позиции и писал письмо в муниципалитет Осера, но 7 июня был схвачен и отправлен в тюрьму. Из тюрьмы он написал множество писем в свою защиту, утверждая в частности, что при Робеспьере он был посажен в тюрьму и перевороту 9 термидора он обязан своей жизнью и свободой. В августе 1795 года по неизвестной причине Фурье был освобождён. Его освобождение связывают с изменившимся политическим климатом в стране, или с возможным заступничеством Лагранжа и Монжа.

1 сентября 1795 года Фурье восстановился на работу в Политехнической школе, которая занималась подготовкой военных, и директором которой был Монж. Фурье преподавал начертательную геометрию, некоторые главы анализа (совместно с Лагранжем), а также занимался подбором учеников. Через два года стал руководить кафедрой анализа и механики, сменив на этом посту Лагранжа.

Первые труды Фурье относятся к алгебре. В лекциях 1796 года он изложил теорему о числе действительных корней алгебраического уравнения, лежащих между данными границами, названную его именем; полное решение вопроса о числе действительных корней алгебраического уравнения было получено в 1829 году Ж.Ш.Ф. Штурмом.

В 1798 году Монж, близкий к Наполеону, привлек Фурье к участию в Египетской экспедиции. Наполеон собирался обосноваться в Египте надолго. В Каире был учрежден, по образцу французского, Египетский институт, главной задачей которого стало всестороннее изучение страны. Монж возглавил институт, а Фурье стал его секретарем. Фурье активно участвовал в различных научных исследованиях, в том числе далеких от математических. Он показал себя хорошим администратором, заодно он искусно выполнял и дипломатические поручения. Это отразилось на его дальнейшей судьбе.

Египетская компания Наполеона кончилась провалом. Сам он тайком покинул Египет в 1799 году. Французская армия была вынуждена эвакуироваться летом 1801 года, а вместе с нею возвратился и Фурье. Фурье восстановился в должности профессора в политехнической школе. Однако, Наполеон предложил ему пост префекта департамента Изер, а Фурье не мог отказаться от предложения и отправился в Гренобль. Основными достижениями Фурье на посту является руководство осушением болот на доверенных ему территориях, а также строительство новой дороги, соединившей Гренобль с Турином. На этом посту Фурье оставался целых 12 лет. В свободное время он продолжал научные исследования по алгебре, активно работал в новой области - теории теплоты. Главные результаты в теории теплопроводности Фурье получил в 1807 году, но с публикацией их ему пришло долго ждать.

В 1809 году Фурье получил от Наполеона титул барона и был награждён орденом Почётного легиона.

В 1809 году Фурье написал обширное историческое введение к вышедшему на французском языке труду "Описание Египта".

Тем временем экспансионистская политика Наполеона вела Францию через серию временных успехов к полному разгрому. За это время Фурье получил префектуру в Лионе. Но уже 1 мая, за полтора месяца до поражения Наполеона под Ватерлоо и конца "ста дней", он был отстранен от должности за недостаточную активность.

В Париже, куда переехал Фурье, он жил сначала на весьма скромную пенсию префекта. Затем он получил место директора Статистического бюро департамента Сены. В занятиях статистикой ему помог опыт, приобретенный в Египте, и это дело он поднял на большую высоту.

В мае 1816 года Парижская академия наук избрала Фурье своим членом. Людовик XVIII отменил избрание, но через некоторое время сменил гнев на милость. Фурье простили политическое прошлое и даже сохранили пожалованный Наполеоном баронский титул.

12 мая 1817 года Фурье вновь избирают членом Академии наук, но на этот раз избрание утверждается. Более того, вскоре он становится одним и самых влиятельных академиков, а в ноябре 1822 года избирается пожизненно непременным ее секретарем. В этом же году выходит его классическая "Аналитическая теория тепла". В ней Фурье вывел дифференциальное уравнение теплопроводности и развил идеи, в самых общих чертах намеченные ранее Даниилом Бернулли, разработал для решения уравнения теплопроводности при тех или иных заданных граничных условиях метод разделения переменных, который он применял к ряду частных случаев (куб, цилиндр и др.). В основе этого метода лежит представление функций тригонометрическими рядами, которые хотя и рассматривались иногда ранее, но стали действенным и важным орудием математической физики только у Фурье.

"Аналитическая теория тепла" явилась отправным пунктом создания теории тригонометрических рядов и разработки некоторых общих проблем математического анализа. Фурье привёл первые примеры разложения в тригонометрические ряды функций, которые заданы на различных участках различными аналитическими выражениями. Тем самым он внёс важный вклад в решение знаменитого спора о понятии функции, в котором участвовали крупнейшие математики XVIII века. Его попытка доказать возможность разложения в тригонометрический ряд любой произвольной функции была неудачна, но положила начало большому циклу исследований, посвященных проблеме представимости функций тригонометрическими рядами. С этими исследованиями было в значительной мере связано возникновение теории множеств и теории функций действительного переменного.

Несмотря на то, что должность секретаря отнимала у Фурье много времени, он продолжил научную работу по ряду вопросов математики и физики. Его труды и исследования обеспечили ему мировую известность. Применяемые им методы были совершенно оригинальными, он значительно усовершенствовал теорию уравнений. Ряды, названные его именем, сыграли большую роль в математике и применяются часто и теперь.

В 1818 году Фурье исследовал вопрос об условиях применимости разработанного Исааком Ньютоном метода численного решения уравнений, не зная об аналогичных результатах, полученных в 1768 году французским математиком Мурайлем. Итогом работ Фурье по численным методам решения уравнений является "Анализ определённых уравнений", изданный посмертно в 1831 году.

В 1820 году Фурье подсчитал, что объект размером с Землю, и на данном расстояния от Солнца, должен быть значительно холоднее, чем планета на самом деле, если нагревается только вследствие поступающего солнечного излучения. Он рассматривал различные возможные источники дополнительного наблюдаемого тепла в статьях, опубликованных в 1824 и 1827 годах. В конце концов, Фурье предположил, что атмосфера Земли может действовать как изолятор, который, позволяя планете нагреваться, предотвращает её остывание, т.е. высказал предположение о существовании явления, которое сегодня называют «парниковый эффект».

Многие свои планы Фурье не успел завершить. В архиве Парижской академии наук имеется большое число незаконченных рукописей: по теории неравенств, теории вероятностей, теории параллельных. Эта незавершенность ряда его начинаний объясняется не только нагрузкой секретаря, но и ухудшением его здоровья. Врачей он слушать не хотел, постоянно жил в душной и жаркой квартире, и к тому же боясь ревматизма, всегда чрезвычайно тепло одевался. На учащавшиеся приступы удушья он не обращал внимания.

Спускаясь по лестнице, 4 мая 1830 года Фурье потерял сознание и упал, что только обострило его состояние.

16 мая 1830 года Фурье стало совсем плохо, и в тот же день в собственной постели он скончался. Фурье был похоронен на кладбище Пер-Лашез в Париже. Его гробница украшена орнаментом с египетскими мотивами.

Имя Фурье внесено в список 72-х величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Имя Фурье носят следующие математические объекты:

• интеграл Фурье
• коэффициенты Фурье
• метод Фурье
• преобразование Фурье
• преобразование Фурье-Стилтьеса
• ряд Фурье

По материалам сайтов: univer.omsk.su, to-name.ru, metodolog.ru и Википедии, а так же книги «Шеренга великих математиков» (Варшава, «Наша Ксенгарня», 1970).