Математиката не е като другите науки. Основната разлика между математиката и т.н. естествени науки – физика, химия и биология – е, че когато математиката формулира някаква хипотеза, тя се стреми да я докаже чрез поредица от логически обосновани твърдения, започваща от множество от аксиоми. От друга страна, когато естествените науки формулират някаква хипотеза, те се стремят да я проверят чрез експеримент. И когато тези два метода се приложат върху една и съща хипотеза се получават резултати, които надхвърлят всякакви очаквания. Точно това се случило с две хипотези на Жан Батист Жозеф Фурие.
Фурие е френски учен с изключително широки интереси в областта на математиката, физиката, археологията, политиката. В качеството си на математик, той полага основите на хармоничния анализ. Той изгражда хипотезата, че всяка периодична функция може да се представи като сума от прости периодични функции – синуси и косинуси или комплексни експоненти. Когато дефинирал тази хипотеза възникнали две важни събития.
Математиците от онова време, както и години след това се заели да прецизират доказателството и се оказало, че хипотезата е вярна, но при изпълнение на редица условия. След това прецизиране възникнал хармоничния анализ. От друга страна физиците се заели да експериментират как изследван сигнал може да се представи като множество прости сигнали, насложени един върху друг. Като пример тонът от един музикален инструмент може да се представи като сума от много прости чисти тонове – хармоници или обертонове. И след редица открития днес имаме музикални плеъри в джоба си, защото така се родил mp3 форматът.
Съвсем друга била съдбата на създадената от Фурие аналитична теория на топлината. С помощта на създадения от Нютон математически анализ, Фурие извежда основното уравнение, което управлява дифузията или разпространението на топлина. Успява да го реши, като използва безкрайните редици от тригонометрични функции, които сега наричаме редове на Фурие. Публикува тази теория през 1822 година.

Фурие е първият човек, който изучава температурата на Земята от математическа гледна точка. Той изследва вариациите в температурата между деня и нощта и между лятото и зимата и стига до заключението, че планетата е много по-топла, отколкото може да предположи анализа. И предполага, че атмосферата на Земята действа поради някакви причини като изолатор. Години по-късно (около и след 1850 година) след редица експерименти учените ще установят, че хипотезата е вярна и това се дължи основно на две от съставките на атмосферата – водните пари и въглеродния двуокис. Днес наричаме това парников ефект.

В своята политическа кариера Фурие е заклет привърженик на идеите на Френската революция от 1789 година. Но тази му политическа дейност има несравнимо по-малко въздействие върху глобалната политика от неговата аналитична теория на топлината. Благодарение на тази теория 200 години по-късно политици от 195 държави се събират в Париж и подписват глобален план за действие, който да насочи света по пътя към избягване на опасните промени в климата чрез ограничаване на глобалното затопляне доста под 2°C и чрез полагане на усилия за още по-голямо ограничаване на повишаването на температурата до 1,5 °C над нивата преди индустриализацията.

Математиката не се яде и други глупости

Copyright © 2018 Мариела Станчева|Website Design by Blue Gem Studios