Joseph Fourier: biografia, contribuições, citações atribuídas - Ciência - 2023

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Joseph Fourier (1768-1830) foi um professor, matemático e físico de origem francesa, que é reconhecido por descobrir as séries trigonométricas convergentes, por meio das quais pôde determinar a condução de calor e vibrações em corpos sólidos.

Sua teoria do calor também ajudou a entender a luz e o som. Posteriormente, permitiria resolver problemas de física, engenharia e telecomunicações. Ele também desenvolveu a transformação matemática que leva seu nome, na qual se baseia o estudo de qualquer fenômeno ondulatório.

Fourier se destacou como o primeiro a dar uma explicação científica para o efeito estufa. Ele também é conhecido por ser um dos 100 estudiosos recrutados por Napoleão Bonaparte para sua expedição ao Egito e por participar da descoberta da Pedra de Roseta.

Biografia

Jean-Baptiste-Joseph Baron Fourier nasceu em 21 de março de 1768, na cidade de Auxerre, localizada na região da Borgonha, na França.

Seu pai era um alfaiate que se casou novamente após a morte de sua primeira esposa. Joseph era o nono de 12 filhos daquele segundo casamento. Ele ficou órfão muito jovem, pois sua mãe morreu quando ele tinha nove anos e no ano seguinte, seu pai.

A administração municipal conseguiu ser adotada por Joseph Pallais, que lhe ensinou latim, francês e parte das ideias de Jean-Jacques Rousseau, que mais tarde inspirou a Revolução Francesa. Então ele entrou no École Royale Militaire, onde se destacou em literatura, mas ainda mais em matemática.

Apesar da paixão pelos números, decidiu em 1787 dedicar-se à vida religiosa, ingressando na abadia da ordem beneditina de São Benoit-sur-Loire. Mas seu interesse pela matemática persistiu, então ele não fez seus votos religiosos.

Em 1790 assumiu a cadeira de matemática da escola onde iniciou a sua formação e, paralelamente, continuou as suas pesquisas em álgebra.

Os ideais da Revolução Francesa envolveram-no no conflito político, ingressando no Comitê Revolucionário local a partir de 1793. Um ano depois foi preso e encarcerado, mas os triunfos da revolução o salvaram da guilhotina.

Ao ser dispensado, ele se concentrou em aprimorar suas habilidades como professor, ingressando no École Normale de Paris, onde foi oferecida formação na arte de ensinar. Sua pesquisa em matemática continuou durante este tempo

Com a abertura do École Polytechnique e ingressando como professor da faculdade, tornou-se colega de matemáticos de destaque de seu tempo, como Gaspard Monge, Giuseppe Lagrangia e Pierre-Simon Laplace.

Expedição ao Egito

Em 1798, aos 30 anos, partiu para o Egito como consultor científico com Napoleão Bonaparte, 30.000 soldados e mais de 100 acadêmicos. Lá ele testemunhou como a frota francesa estava ocupando Malta, Alexandria e Cairo.

Quando o poder francês foi estabelecido, Fourier ajudou a fundar o Institut d'Égypte, do qual ele era secretário. Ele também realizou explorações arqueológicas e foi responsável por comparar descobertas científicas e literárias até 1801.

Naquele ano, antes da vitória dos britânicos e da rendição francesa, ele voltou ao seu país com uma coleção de objetos arqueológicos. Entre eles estava uma cópia da Pedra de Roseta, reconhecida como o primeiro texto multilingue antigo descoberto nos tempos modernos.

Desenvolvimento de sua teoria do calor

O matemático estava prestes a retomar o seu trabalho acadêmico quando foi nomeado prefeito de Grenoble, capital do departamento de Isère. Esteve 14 anos no cargo e se destacou pela gestão administrativa. Ele também construiu um importante trecho da estrada para Torino.

Durante esse período, ele fez contribuições pendentes para o trabalho Descrição de l’Égypte, além de escrever o prefácio. Paralelamente, ele começou seus experimentos sobre a propagação do calor. Suas conclusões geraram controvérsia entre os matemáticos para uma equação que tentava descrever o calor em corpos sólidos.

Os críticos não o pararam e ele continuou a trabalhar em sua teoria até dezembro de 1807, quando a apresentou ao Instituto de Paris. Embora alguns dos matemáticos mais importantes o tenham rejeitado instantaneamente, como Lagrange, Laplace, Legendre, Euler e Poisson, a mesma instituição o recompensaria por suas memórias quatro anos depois.

Últimos anos

O matemático, que obteve o nobre título de barão durante o governo de Napoleão, consegue sobreviver após sua queda. Ele estava encarregado do Escritório de Estatística do Sena e se dedicou exclusivamente à vida acadêmica em Paris.

Em 1817 tornou-se membro da Academia de Ciências e em 1822 foi eleito Secretário Permanente da instituição. Naquele ano, ele conseguiu publicar o Teoria analítica do calor, apesar das críticas que recebeu por uma alegada falta de rigor matemático.

Mais tarde foi admitido na Academia Literária Francesa e na Academia de Medicina, graças às suas contribuições na egiptologia. Ele também foi eleito membro estrangeiro da Real Academia Sueca de Ciências.

Em 16 de maio de 1830, com a idade de 62 anos, Joseph Fourier morreu em Paris, França. Sua morte foi supostamente causada por uma doença cardíaca, embora alguns acreditem que ele contraiu uma doença durante seus anos no Egito. Ele não terminou seu trabalho de resolução de equações, embora no ano seguinte o progresso que fizera para provar seu teorema fosse publicado.

Além de ter nomeado as ferramentas matemáticas que desenvolveu com seu sobrenome, uma estátua de bronze foi erguida em sua cidade natal em 1849. Um asteróide também leva seu nome, assim como a Universidade de Grenoble.

Contribuições

As grandes contribuições de Fourier estão concentradas nos campos da física e da matemática, mas sua aplicação inclui muitas outras ciências, como astronomia, medicina, climatologia, oceanografia, engenharia e química. Seu trabalho foi o ponto de partida da série trigonométrica e das funções das variáveis reais.

Especificamente, destaca sua formulação da teoria do calor e as leis matemáticas com as quais explica sua propagação, contribuindo para os fundamentos da termodinâmica. A equação do calor era uma equação diferencial que descreve como o calor é distribuído e como a temperatura varia em cada área e ao longo de um período de tempo.

Ele também desenvolveu a Série Fourier, que consiste na decomposição de um sinal periódico em termos de sinais mais básicos. Esta ferramenta matemática é aplicada em áreas como análise vibratória, compressão de dados, acústica, processamento de imagens e sinais.

Outra de suas grandes contribuições foi a Transformada de Fourier. É uma função matemática fundamental em áreas como telecomunicações, estatística, óptica e física. Esta função permite transformar sinais de natureza temporal ou espacial, bem como os de movimento periódico.

Fourier também desenvolveu pesquisas em meteorologia, entre as quais se destaca seu raciocínio sobre o efeito estufa. Neles, ele sugeria que a radiação interestelar causava grande parte do calor da Terra e, pela primeira vez, a atmosfera era considerada um elemento isolante.

Entre suas contribuições, os vários artigos em Egiptologia e História da Ciência não podem ser omitidos. Não é de surpreender que ele seja um dos 72 cientistas inscritos no primeiro andar da Torre Eiffel.

Tocam

Entre as obras mais destacadas do matemático francês estão aquelas relacionadas ao campo da teoria do calor:

-Rapport sur les tontines (1821)

-Théorie analytique de la chaleur (1822)

-Remarques générales sur les températures du globe terrestrial et des espaces planétaires (1824)

-Analyse des équations determinées(1827)

-Mémoire sur la customization des racines imaginaires, et sur l’application des théorèmes d'analyse algébrique aux équations transcendantes qui dependente da théorie de la chaleur (1827)

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

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

Citações atribuídas

- "O estudo profundo da natureza é a fonte mais fértil de descobertas matemáticas."

- “Não pode haver linguagem mais universal e simples, mais desprovida de erros e obscuridades e, portanto, mais apta a expressar as relações invariáveis das coisas naturais. A matemática parece constituir uma faculdade da mente humana destinada a compensar a brevidade da vida e a imperfeição dos sentidos ”.

- “As causas primárias são desconhecidas para nós; mas estão sujeitos a leis simples e constantes, que podem ser descobertas pela observação, sendo seu estudo o objeto da filosofia natural ”.

- “O calor, como a gravidade, penetra em todas as substâncias do universo, seus raios ocupam todas as partes do espaço. O objetivo do nosso trabalho é estabelecer as leis matemáticas a que obedece este elemento. A teoria do calor vai se formar a partir de agora um dos ramos mais importantes da física geral ”.

- A matemática compara os mais diversos fenômenos e descobre as analogias secretas que os unem ”.

Referências

Joseph Fourier. (2019, 1º de novembro).Wikipédia, a enciclopédia livre. Recuperado de es.wikipedia.org
MCN Biografias.com. (s.f.) Fourier, Jean-Baptiste Joseph (1768-1827). Recuperado de mcnbiografias.com
Colaboradores da Wikipedia. (2019, 17 de dezembro). Joseph Fourier. NoWikipédia, a enciclopédia livre. Recuperado de en.wikipedia.org
Struik, D.J. (2019, 12 de maio). Joseph Fourier. Encyclopædia Britannica. Recuperado da britannica.com
Joseph Fourier. (2019, 05 de julho). Wikiquote, Compêndio de frases famosas. Recuperado de es.wikiquote.org
O'Connor, J. J., & Robertson, E. F. (s.f.). Jean Baptiste Joseph Fourier. Recuperado de st-andrews.ac.uk