Математик и физик высочайшего уровня, Жозеф Фурье своими исследованиями совершил революцию в научном мире.
Поздний период
1 сентября 1795 г. Фурье опять приступает к преподаванию в Политехнической школе. Два года спустя, в 1797 г., он сменит Лагранжа на посту главы кафедры анализа и механики. Несмотря на то, что Фурье успел зарекомендовать себя как выдающийся лектор, серьёзной исследовательской работой он займётся только теперь. В 1798 г., во время вторжения в Египет, Фурье состоит научным советником при армии Наполеона. Хотя вначале эта военная компания была крайне успешной, 1 августа французский флот терпит полное поражение. Наполеон оказывается окружённым в стране, которую он захватил. С помощью Фурье, он учреждает здесь типичное французское политическое устройство и администрацию. Фурье также занимается открытием в Египте учебных заведений и организацией археологических раскопок. В Каире учёный не только помогает основать Каирский институт, но и становится одним из двенадцати членов его математического отделения, наряду с Монжем, Малюсом и самим Наполеоном. В виду слабеющего английского влияния на Востоке, он даже пишет ряд математических статей. Позже Фурье становится научным секретарём института, и пробудет на этом посту всё время французской оккупации Египта. В его ведении также находятся все научные достижения и литературные труды.
В 1801 г. Фурье возвращается в Париж и занимает свой прежний пост главы кафедры анализа в Политехнической школе. Однако у Наполеона были на него свои планы. Фурье отправляется в Гренобль, где назначается префектом департамента Изера. Учёный занимается множеством проектов, в числе которых было осуществление надзора операцией по осушению болот Бургуина и контроль над строительством новой дороги из Гренобля в Турин. Именно здесь Фурье начнёт свои опыты с «распространением тепла». 21 декабря 1816 г., в Парижском институте, он представит научной публике свою статью «Теплопроводность твёрдых тел», которая войдёт в монументальное французское издание «Описание Египта». В этом же году он отправится в Англию, вернувшись из которой через шесть лет, сменит Жана Баптиста Жозефа Деламбре на посту Постоянного секретаря Французской академии наук.
Труды Фурье
В 1822 г. Фурье представляет свою статью на тему теплового потока под названием “Théorie analytique de la chaleur” («Аналитическая теория тепла»). Основываясь на законе охлаждения Ньютона, Фурье делает вывод, что тепловой поток между двумя смежными молекулами прямо пропорционален крайне малой разнице их температур. В работе было три аспекта: один математический и два физических. С математической точки зрения, Фурье доказывает, что любая функция с переменной, будь то непрерывной или разрывной, может быть разложена в ряд синусов, кратных переменной. Хотя это утверждение это было неверным, мысль о том, что некоторые заведомо разрывные функции задаются формулами, если в последние включить бесконечные ряды, стало открытием огромной важности. Среди физических выводов работы была и теория однородности размерностей уравнения, согласно которой уравнение формально может быть правильным только тогда, когда размерности в обеих частях уравнения совпадают. Ещё одним значительным вкладом Фурье в развитие физики стало предложение собственного дифференциального уравнения в частных производных для теплопроводности. По сей день это уравнение знает каждый студент, изучающий математическую физику.
Ко всему вышеперечисленному можно добавить ещё и недописанную работу Фурье на тему уравнений, содержащих определители, которую в 1831 г. закончит и издаст Клод-Луи Навье. В этой работе представлена теорема Фурье для определения количества действительных корней алгебраического уравнения. Помимо математических открытий, Фурье первым предлагает теорию парникового эффекта. Произведя необходимые расчёты, он выводит, что, если бы Земля обогревалась лишь солнечным излучением, то, принимая во внимание её размеры и расстояние до Солнца, на нашей планете должно было быть куда холоднее. Исходя из этого, учёный приходит к выводу, что значительная порция дополнительного тепла планета получает благодаря межзвёздной радиации. Его идея о том, что атмосфера Земли действует как некий изоляционный слой, было первой в истории теорией явления, которое сегодня известно нам под названием парникового эффекта. Ссылаясь на опыт, проведённый Фердинандом де Соссюром, Фурье высказывает предположение, что газы в атмосфере могут создавать надёжный барьер, подобно стеклянным рамам теплицы, которое закладывает основы современной теории парникового эффекта.
Смерть и наследие
В 1830 г. здоровье Фурье резко ухудшается. Первые симптомы аневризмы сердца проявляются у него ещё во время пребывания в Египте и Гренобле, но с возвращением в Париж приступы удушья становятся всё тяжелее. Всё это осложняет падение Фурье с лестницы, случившееся 4 мая 1830 г. Через несколько дней, 16 мая 1830 г., Фурье скончался. Похоронен учёный на кладбище Пер-Лашез в Париже. Могила его украшена в египетском стиле в знак того, что он был секретарём Каирского института, а также как напоминание о его вкладе в издание «Описание Египта». Имя Фурье числится в списке 72 двух имён выдающихся людей Франции, увековеченных на первом этаже Эйфелевой башни.
Предыдущая
