Siméon Denis Poisson

Siméon Denis Poisson, 1804 (E. Marcellot).

Siméon Denis Poisson, 1840 előtt (F.-S.Delpech N.-E. Morin után).

Siméon Denis Poisson (született június 21-, 1781-ben a Pithiviers ( Loiret megye ), † április 25-, 1840-ben a párizsi ) volt francia fizikus és matematikus .

Karrier

Pithiviers-ben született, a katona, később Siméon Poisson adminisztrátor fiaként. A forradalom előtt az apát az arisztokrácia hátrányosan megkülönböztette a hadseregtől, ezért üdvözölte a forradalmat, „kiérdemelte magát” és a Pithiviers kerület elnöke lett. Apja kívánsága szerint Poisson orvos lett. Erre a célra kiküldték képzésre egy nagybátyához Fontainebleau-ba , aki ott orvosként és sebészként gyakorolt. Ezt a kiképzést azonban azért szakította meg, mert nem érdekelte és keze ügyetlen volt. 1796-ban Poissont elküldték a fontainebleau-i École centrale -ba, a Directory , a Le Directoire által alapított iskolába . Jó matematikai eredményei és apja kapcsolatai miatt ajánlást tett és lehetővé tett egy tanulmányt a párizsi École politechnikában . Poisson profitált abból, hogy a szakmákat már nem a nemesség irányította, és hogy mindenki számára lehetővé kell tenni az oktatást.

Ott, az École Polytechnique-ben Poisson 1798-ban kezdett matematikát tanulni, ahol megismerkedett Pierre-Simon Laplace-szel és Joseph-Louis Lagrange-nal . Már 1800-ban sikeresen befejezte tanulmányait Étienne Bézout tételének és egyenletelméletének disszertációjával . Már 1802-ben professzor lett ott, és 1806-ban vette át az elnöki Jean Baptiste Joseph Fourier után Napóleon küldte a Grenoble . Az utolsó tanulmányi évben írt cikk Bézout mondatáról olyan színvonalú volt, hogy záróvizsga nélkül fejezhette be tanulmányait, és azonnal oktatónak vették fel az École Polytechnique-be. (Ez szokatlan volt, általában a tartományban való tartózkodás útján kellett kitérőt tennie.) Előtte a 76 éves Bossut pozíciója megvitatásra várt, de még hét évig élt, és a matematikához vezető út a kar el lett zárva. Az a hely, Monge üres volt, de mivel Monge végezte a kutatást ábrázoló geometria, Poisson visszautasította mert idegenkednek az ő ügyetlen kezek ellen geometriai szerkezetek és a rajz rajzok. (Ez áthidalhatatlan akadályt jelentett a közszolgálat számára. Ezért a "tiszta" tudomány felé fordult.) Poisson nem volt politikailag aktív, hanem a matematikával, az oktatással és az Ecole-val volt elfoglalva, így megakadályozta a hallgatók Napóleon-ellenes fellépését. nem azért, mert Napóleon mellett állt, hanem azért, mert félt az École-tól. Ez nem bántotta, mert Napóleon apparátusa támaszt látott benne. Közben a hétköznapi és a részleges differenciálegyenletek kapcsolatával foglalkozott . Különösen az inga fizikai problémáját vizsgálta kemény (vonakodó, dörzsölő) közegben, és foglalkozott az akusztikával. Ezek a vizsgálatok ügyetlenkedése miatt tisztán elméleti jellegűek voltak:

Tól július 1807-ben említi a Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d'Arcueil tagjaként a Société d'Arcueil . 1808-ban a Bureau des Longitudes (felmérés) munkatársa volt, 1809-ben az újonnan alapított Faculté des Sciences kinevezte a mechanika osztály elnökévé.

1808-ban és 1809-ben Poisson három fontos cikket tett közzé az Académie des Sciences számára , amelynek 1812-ben tagja lett, amelyek bemutatták munkamódszerét. Mindenekelőtt a A bolygók átlagos mozgásának szabálytalanságával című témakörben Laplace és Lagrange által kezelt problémát vizsgálta a bolygók mozgásának zavara miatt sorozatbővítések és közelítő megoldások segítségével. Ilyen típusú problémák érdekelték:

A (tetszőleges) állandók variációjával kapcsolatos munka a mechanika kérdéseiben Lagrange fejlesztéseinek eredménye volt. Újra kiadta Clairaut A föld alakja című művét , és ez megerősítette azt a Newton-Huygens-féle hitet, hogy a föld ellapult a pólusoknál. 1811-ben az École Polytechnique-ban publikálta rendkívül intelligens előadásait a mechanikáról.

Louis Malus megbetegedett, és az intézet fizikai osztálya megüresedett. A matematikusok szándékukban állt Poissont helyükre állítani, amikor a villamos energia témáját a Grand Prix-re tűzték, hogy növeljék Poisson esélyeit.

Poisson még Malu 1812-es halála előtt is haladt a témában. Az első részt benyújtotta az Akadémiának A villamos energia elosztása a vezető testek felületén címmel . A matematikusok szándéka szerint ez döntő volt Malu utódjának kiválasztásában.

Ez azt is jelentette, hogy elmozdultak a kísérleti kutatásoktól az elméleti kutatások felé, amelyekről azt hitték, hogy a fizika meghatározója Laplace eredményeként.

Poisson más feladatokat vállalt, mint vizsgáztató az École Militaire-nél, majd a következő évben az École Polytechnique záróvizsgáin.

Poisson munkaterhe figyelemre méltó: a kutatás és az oktatás mellett matematikai ügyeket szervezett Franciaországban. 1817-ben feleségül vette Nancy de Bardit, a kivándorolt ​​szülők árváját, aki Angliában született, négy gyermeke született vele, ami újabb kötelezettséget jelentett, és még több feladatot tudott vállalni. Kutatása az alkalmazott matematika széles területeire terjedt ki.

Noha nem állított fel új elméleteket, a meglévőket jelentősen kibővítette, gyakran elsőként dolgozta ki és ismerte el, ami mások elméleteiben jelentős.

Néhány téma az akadémiára választása után:

1813-ban az elektrosztatikában alkalmazott eredményekkel vizsgálta a tömegek vonzásának lehetőségét a belső térben. Nagyszerű munkát írt az elektromosságról és a mágnesességről, majd a rugalmas felületekről. Ezt követően cikkek következtek a hangok sebességéről a gázokban, javaslatok a hő és a rugalmas rezgések elméletéről. 1815-ben publikált egy olyan munkát, amely bosszantotta Fourier-t:

Fourier műveiben helyesen kifogásolja Poisson érveit, amelyeket Poissons egy későbbi 1820-as és 1821-es értekezésben kijavított.

1823-ban Poisson publikálta a termodinamikát, amelynek eredményei befolyásolták Sadi Carnot . Poisson sok javaslatot fogadott el Laplace-től, különösen akkor, ha a hang és a vonzerő relatív sebességén dolgozott. Ezeket a későbbi műveket a korábbi James Ivory is befolyásolta. Poisson attrakciókkal kapcsolatos munkája Green Green 1828-as munkájának befolyásolása volt, amiről Poisson nem volt tudomása.

A büntető- és polgári ügyekben hozott ítéletek valószínűségéről szóló, 1837-ben megjelent, a valószínűség kiszámításának fontos munkájában végzett tanulmányokban a Poisson-eloszlás jelenik meg először . A Poisson-eloszlás leírja annak valószínűségét, hogy egy véletlenszerű esemény egy idő- vagy térintervallumban történik, azzal a feltétellel, hogy az előfordulás nagyon valószínűtlen, de a próbálkozások száma nagy, így az esemény valóban néhányszor bekövetkezik. Bevezette a "nagy számok törvénye" kifejezést is. Bár a munkát ma nagyon fontosnak tartják, napjaiban kevés figyelmet kapott, kivéve Oroszországot, ahol Pafnuti Lvowitsch Chebyshev tovább fejlesztette az ötleteket.

Poisson nem osztotta korának sok tudós soviniszta hozzáállását. Lagrange és Laplace tudni akarták Fermatról, mint a differenciál- és integrálszámítás feltalálójáról; végül is francia volt, ellentétben Leibnizzel és Newtonnal. De Poisson 1831-ben ezt írta:

Három és négyszáz matematikai cikket publikált. A nagy teljesítmény ellenére egyszerre csak egy témán dolgozott.

Poisson neve különféle elképzelésekhez kapcsolódik: Poisson integrálja, Poisson egyenlete a potenciálelméletben, Poisson zárójelek a differenciálegyenletekben, Poisson transzformáció , Poisson aránya a rugalmasságban, Poisson állandója az elektromosságban.

Életében vagy halála után más francia matematikusok alig tartották tiszteletben. Hírnevét a külföldi matematikusok tisztelete táplálta, akik nagyobb valószínűséggel felismerték elképzeléseinek fontosságát.

Poissont csak a matematikának szentelték. François Arago (1786–1853) az idézetet Poissonnak tulajdonítja:

1812-től levelező, 1830-tól a Porosz Tudományos Akadémia külföldi tagja . 1818-ban ő lett a fickó a Royal Society és 1820-ban a Royal Society of Edinburgh . 1822-ben megválasztották az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémiára . Decemberben 1826-ban lett tiszteletbeli tagja az Orosz Tudományos Akadémia a Saint Petersburg .

Nevét az Eiffel-torony örökíti meg, lásd: Az Eiffel-torony 72 neve .

A Hold kráter Poisson és a kisbolygó (12874) Poisson róla nevezték el.

Tudományos munka

Mémoire sur le calcul numerique des integrales définies, 1826

Poisson Pierre Simon Laplace hallgatója volt, és a hullámok fizikai alapjaival foglalkozott , dolgozott az akusztikán , a rugalmasságon és a hőn , valamint a szilárd anyagok elektromos tulajdonságain . 1812-ben közzétette a Laplace-egyenlet kiterjesztését, amely tartalmazza a felszíni töltést. 1813-ban Poisson megvizsgálta a vonzó tömegek belsejében rejlő potenciált (csak a belső rétegek adnak erő-hozzájárulást, a külső rétegek potenciálja nulla), és az eredményeket az elektrosztatikában használták fel; hozzájárult a potenciális elmélethez . 1818-ban megjósolta a Poisson-foltot, ha a fénynek hullám jellegűnek kell lennie. Kételkedett azonban ebben. Heves vitákat folytatott Augustin Jean Fresnel- nel, mint a fény hullámelméletének szószólója . A vitát François Arago foltjának kísérleti bizonyítása zárta le . 1838-ban publikálta a valószínűség elméletét. Ez magában foglalta a Poisson-eloszlás levezetését .

A kapcsolat a nyomás és térfogat esetén egy adiabatikus állapotváltozás lépett fizika , mint Poisson-törvény : ${\ displaystyle p}$${\ displaystyle V}$

${\ displaystyle pV ^ {\ gamma} = const.}$

A termodinamikában, amelyet kalóriának vagy hőelméletnek is nevezünk, inkább Poisson egyenleteiről beszélünk :

${\ displaystyle TV ^ {\ gamma -1} = {\ text {const.}}}$

${\ displaystyle pV ^ {\ gamma} = {\ text {const.}}}$

${\ displaystyle {\ frac {T ^ {\ gamma}} {p ^ {\ gamma -1}}} = {\ text {const.}}}$

Ez az úgynevezett adiabatikus (gyakran nevezik). ${\ displaystyle \ gamma}$${\ displaystyle \ kappa}$

A Poisson számát szintén Poissonról nevezik el. Jelzi a rugalmas hossztágulás és a rugalmas keresztirányú összehúzódás kapcsolatát, amely egyidejűleg történik, amikor a rúd húzófeszültségnek van kitéve. A Poisson-szám, más néven Poisson-arány, a szokásos anyagok esetében 0 és 0,5 között van. ${\ displaystyle \ nu}$${\ displaystyle \ epsilon}$${\ displaystyle \ epsilon _ {q}}$

Matematikusként Poisson számos területen dolgozott, beleértve a differenciálgeometriát , a kalkulust és a valószínűséget . Több matematikai kifejezés is társul a nevéhez, pl. B. Poisson integrálképlete, Poisson-kern, Poisson-eloszlás , Poisson-egyenlet , Poisson-szám és Poisson-zárójel . Összesen több mint 300 művet publikált.

A komplexum integrációs útjának értékelésével az integrál értékelésének első publikált példája Poisson (1820) származott, aki azonban ismerte Cauchy akkor még publikálatlan munkáját 1814-ből.

Miután a jogszabályok eltérést találtak a Matthew Flinders , Poisson mutatta be őket a matematikai formában.

irodalom

• Karl-Eugen Kurrer : A szerkezetek elméletének története. Az egyensúly keresése . Ernst & Sohn , Berlin, 2018, 704f. és 1046f. (Életrajz), ISBN 978-3-433-03229-9 .

web Linkek

• Siméon Denis Poisson művei  a német digitális könyvtárban
• SD. Poisson: Mechanika tankönyv. Első rész.
• John J. O'Connor, Edmund F. Robertson :  Siméon Denis Poisson. In: MacTutor matematikatörténeti archívum .
• Siméon Denis Poisson a matematika genealógiai projektben (angol)
• Spektrum .de: Siméon Denis Poisson (1781–1840) 2013. április 1

Egyéni bizonyíték

1. ^ Siméon-Denis Poisson életrajza. ( Memento , 2012. február 9., az Internetes Archívumban ). PDF.
2. ↑ JR Hofman: Poisson 1812-es elektromos emlékezete. In: André-Marie Ampère (Cambridge 1995), 113–118.
3. ^ ^{A b} P. Costabel: Életrajz a tudományos életrajz szótárában. New York 1970–1990.
4. B ^{a b} Siméon Denis Poisson.
5. ↑ J.-A. Barral (Szerk.): Oeuvres complétes de François Arago ... II . Kötet, Gide et J. Baudry, Párizs 1854, 662. o.
6. ^ Fellows Directory. Életrajzi index: Az RSE volt tagjai 1783–2002. (PDF fájl) Royal Society of Edinburgh, hozzáférés 2020. március 30 . 
7. ↑ Augustin Jean Fresnel et al: Œuvres complètes d'Augustin Fresnel. P. 369 (francia).
8. ↑ Nahin: Képzeletbeli mese. 1998, 196. o.