JOSEPH FOURIER: BIOGRAFIA, APORTACIONS, CITES ATRIBUÏDES - ART - 2025

Joseph Fourier (1768-1830) va ser un mestre, matemàtic i físic d'origen francès, que és reconegut per descobrir les sèries trigonomètriques convergents, mitjançant les quals podia determinar la conducció de calor i les vibracions en cossos sòlids.

La seva teoria de la calor va ajudar a comprendre més la llum i el so. Posteriorment, permetria solucionar problemes de física, d'enginyeria i de telecomunicacions. També va desenvolupar la transformació matemàtica que porta el seu nom, en la qual es basa l'estudi de qualsevol fenomen ondulatori.

Retrat de Joseph Fourier. Font: Jules Boilly

Fourier es va destacar per ser el primer a donar una explicació científica a l'efecte hivernacle. A més se li coneix per ser un dels 100 acadèmics reclutats per Napoleó Bonaparte per a la seva expedició a Egipte i per participar en el descobriment de la Pedra de Rosetta.

Biografia

Jean-Baptiste-Joseph Baron Fourier va néixer el 21 de març de 1768, a la ciutat d'Auxerre, situada a la regió de Borgonya a França.

El seu pare va ser un sastre que es va tornar a casar després de la mort de la seva primera esposa. Joseph va ser el novè dels 12 fills d'aquest segon matrimoni. Va quedar orfe a primerenca edat ja que va morir la seva mare quan tenia nou anys i a l'any següent, el seu pare.

La gestió municipal va aconseguir que ho adoptés Joseph Pallais, qui li va ensenyar llatí, francès i part de les idees de Jean-Jacques Rousseau, qui després inspiraria la Revolució francesa. Després va ingressar a l'École Royale Militaire, on va destacar en literatura, però encara més en matemàtiques.

Malgrat la seva passió pels números, va decidir el 1787 dedicar-se a la vida religiosa, ingressant a l'abadia de l'ordre benedictina de St. Benoit-sur-Loire. Però el seu interès per les matemàtiques va persistir, de manera que no va arribar a prendre els seus vots religiosos.

En 1790 es va encarregar de la càtedra de matemàtiques a l'escola on va iniciar la seva formació i, en paral·lel, continuava la seva recerca en àlgebra.

Els ideals de la Revolució Francesa el van involucrar en el conflicte polític, unint-se a l'Comitè Revolucionari local des de 1793. Un any més tard va ser arrestat i empresonat, però els triomfs de la revolució el van salvar de la guillotina.

A l'ésser alliberat es va enfocar en millorar les seves habilitats com a mestre, ingressant a l'Escola Normal de Paris, on s'oferia capacitació en l'art d'ensenyar. La seva recerca en matemàtiques es va mantenir durant aquest temps

Amb l'obertura de l'Escola Politècnica i ingressant com a mestre de la facultat, va esdevenir col·lega de destacats matemàtics de la seva època com Gaspard Monge, Giuseppe Lagrangia i Pierre-Simon Laplace.

Expedició a Egipte

En 1798, amb 30 anys d'edat, va salpar cap a Egipte com a assessor científic al costat de Napoleó Bonaparte, 30 mil soldats i més de 100 acadèmics. Allí va ser testimoni de com la flota francesa va ser ocupant Malta, Alexandria i el Caire.

Quan el poder francès va aconseguir assentar-se, Fourier va ajudar a fundar l'Institut d'Égypte, de què va ser secretari. A més va dur a terme exploracions arqueològiques i es va encarregar de confrontar descobriments científics i literaris fins a 1801.

Aquest any, davant la victòria dels britànics i la rendició francesa, va tornar al seu país amb una col·lecció d'objectes arqueològics. Entre ells es trobava una còpia de la pedra de Rosetta, reconeguda per ser el primer text plurilingüe antic descobert en temps moderns.

Desenvolupament de la seva teoria de la calor

El matemàtic anava a reprendre la feina de casa acadèmiques quan va ser nomenat prefecte de Grenoble, capital de departament d'Isère. Va estar 14 anys en el càrrec i es va destacar per la seva gestió administrativa. A més va construir un important tram de la carretera fins a Torí.

Durant aquest període va realitzar destacades contribucions a l'obra Descripció de l'Égypte, a més de redactar el prefaci. En paral·lel va començar els seus experiments sobre la propagació de la calor. Les seves conclusions van suscitar controvèrsia entre els matemàtics per una equació que intentava descriure la calor en cossos sòlids.

Les crítiques no el van detenir i va continuar treballant en la seva teoria fins a desembre de 1807 quan la va presentar davant l'Institut de París. Malgrat que alguns dels més importants matemàtics la van rebutjar a l'instant, com Lagrange, Laplace, Legendre, Euler i Poisson, la mateixa institució ho premiaria per les seves memòries quatre anys més tard.

últims anys

El matemàtic, que havia obtingut el títol nobiliari de baró durant el poder de Napoleó, aconsegueix sobreviure després de la seva caiguda. Estava a càrrec de l'Oficina d'Estadística de l'Sena i es dedicava exclusivament a la vida acadèmica a París.

En 1817 va ingressar com a membre de l'Acadèmia de Ciències i el 1822 el van elegir Secretari Permanent de la institució. Aquest any va aconseguir la publicació de la Teoria analítica de la calor, tot i les crítiques que havia rebut per una suposada manca de rigor matemàtic.

Posteriorment ho van admetre a l'Acadèmia Literària Francesa i de l'Acadèmia de Medicina, gràcies a les seves aportacions en egiptologia. També va ser elegit membre estranger de la Reial Acadèmia de Ciències de Suècia.

El 16 de maig de 1830, a l'edat de 62 anys va morir Joseph Fourier a París, França. A l'sembla, la seva mort va ser causat per una malaltia cardíaca, encara que alguns van creure que va contreure una malaltia durant els seus anys a Egipte. No va arribar a concloure el seu treball sobre resolució d'equacions, tot i que a l'any següent van ser publicats els avenços que havia arribat per demostrar el seu teorema.

A més d'haver designat amb el seu cognom les eines matemàtiques que va desenvolupar, una estàtua de bronze va ser erigit a la seva ciutat natal en 1849. També un asteroide porta el seu nom, així com la universitat de Grenoble.

aportacions

Bust de Joseph Fourier al Museu de l'Antic Palau de l'Bisbe a Grenoble. Font: © Guillaume Piolle

Els grans aportacions de Fourier es concentren en els àmbits de la física i les matemàtiques, però la seva aplicació abasta moltes altres ciències com l'astronomia, la medicina, la climatologia, l'oceanografia, l'enginyeria i la química. El seu treball va ser punt d'arrencada de les sèries trigonomètriques i de les funcions de variables reals.

Específicament destaca la seva formulació de la teoria de la calor i les lleis matemàtiques amb les que explica la seva propagació, contribuint amb els fonaments de la termodinàmica. L'equació de la calor es va tractar d'una equació diferencial que descriu com es distribueix la calor i com varia la temperatura a cada zona i al llarg d'un període de temps.

A més va desenvolupar la Sèrie de Fourier, que consisteix en la descomposició d'un senyal periòdic en termes de senyals més bàsiques. Aquesta eina matemàtica s'aplica en àrees com l'anàlisi vibratori, la compressió de dades, l'acústica, el processament d'imatges i de senyals.

Un altre dels seus grans aportacions va ser la Transformada de Fourier. Es tracta d'una funció matemàtica clau en àrees com les telecomunicacions, l'estadística, l'òptica i la física. Aquesta funció permet transformar senyals de caràcter temporal o espacial, així com les de moviment diari.

Fourier també va realitzar investigacions en meteorologia, entre les quals sobresurten els seus raonaments sobre l'efecte hivernacle. En elles va suggerir que la radiació interestel·lar provocava gran part de la calor de la Terra i, per primera vegada, es va plantejar l'atmosfera com a element aïllant.

Entre les seves aportacions no pot deixar d'esmentar els diversos articles en Egiptologia i en Història de la Ciència. No és sorprenent que sigui un dels 72 científics inscrits al primer pis de la Torre Eiffel.

obres

Entre les obres més destacades de l'matemàtic francès, es troben les relacionades a l'àmbit de la teoria de la calor:

-Rapport sud els tontines (1821)

-Théorie analytique de la chaleur (1822)

-Remarques générales sur les temperatures du globe terrestre et donis espaces planétaires (1824)

-Analyse des équations déterminées (1827)

-Mémoire sud la distinction des racines imaginaires, et sud l'application des théorèmes d'analyse algébrique aux équations transcendantes qui dependant de la théorie de la chaleur (1827)

-Remarques générales sur l'application du principe de l'analyse algébrique aux équations transcendantes (1827)

-Mémoire d'analyse sud li mouvement de la chaleur dans les fluides (1833).

cites atribuïdes

- "L'estudi profund de la naturalesa és la font més fèrtil de descobriments matemàtics".

- "No pot existir un llenguatge més universal i simple, més mancat d'errors i foscors, i per tant més apte per expressar les relacions invariables de les coses naturals. Les matemàtiques semblen constituir una facultat de la ment humana destinada a compensar la brevetat de la vida i la imperfecció dels sentits ".

- "Les causes primàries són desconegudes per a nosaltres; però estan subjectes a lleis simples i constants, que poden ser descobertes per observació, sent el seu estudi l'objecte de la filosofia natural ".

- "La calor, com la gravetat, penetra cada substància de l'univers, els seus raigs ocupen totes les parts de l'espai. L'objectiu del nostre treball és establir les lleis matemàtiques a què aquest element obeeix. La teoria de la calor formarà a partir d'ara una de les branques més importants de la física general ".

- Les matemàtiques comparen els fenòmens més diversos i donen les analogies secretes que els uneixen ».

referències

1. Joseph Fourier. (2019, 1 de novembre). Viquipèdia L'enciclopèdia lliure. Recuperat de es.wikipedia.org
2. MCN Biografias.com. (Sf) Fourier, Jean-Baptiste Joseph (1768-1827). Recuperat de mcnbiografias.com
3. Wikipedia contributors. (2019, 17 de desembre). Joseph Fourier. In Viquipèdia The Free Encyclopedia. Recuperat de en.wikipedia.org
4. Struik, DJ (2019, 12 de maig). Joseph Fourier. Encyclopædia Britannica. Recuperat de britannica.com
5. Joseph Fourier. (2019, 05 juliol). Wikiquote, Compendi de frases cèlebres. Recuperat de es.wikiquote.org
6. O'Connor, JJ, & Robertson, EF (sf). Jean Baptiste Joseph Fourier. Recuperat de st-andrews.ac.uk